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怎么办?Yanmar发动机启动困难!

 很蓝hen 2017-04-17



导读:此文为作者经历的一个问题处理过程,这里分享出来,目的是引起更多人的反馈,以便对同一个问题有更多的解决方案。本轮主机为HITACHI-MAN B&W 5S50MC,控制系统 NABTESCO MG-800。欢迎提出不同意见,共同提高。以下为正文。



    笔者2016年上船工作,接班后被告知三台发电机(YANMAR)启动困难,均需要多人辅助推动油门杆才能启动。船舶自动化电站无法发挥应有的功效,在恶劣天气和装卸货期间隐患重重。

    根据过往经验,柴油机的启动过程就是一个从需要外力驱动到自行稳定连续运转在最低转速以上的加速过程。能否顺利启动无非两个问题:1,是否达到发火转速。2,足够的供油量。对于启动转速问题的检查:空气马达驱动启动的机器主要检查减压阀工作的时候是否漏气和空气马达本身的问题,但也不排除活塞高压油泵等零部件卡阻以及过低的滑油温度带来的额外运动阻力。这些都是直观的很容易做出判断的。在机舱工作过的人都知道发电机不好启动的时候推油门杆,所以惯性思维认为造成启动困难原因是启动供油不够。

    下面来详细分析下该机型启动流程:

    对于6N系列的发电机,启动初期有一个Air piston动作来限制调速器供油量,大概控制在齿条24格左右,启动信号断开之后,即空气马达启动电磁阀断电之后Air piston 连接的气容室(6E系列取消,其他一样)开始泄放空气,油门限制杆在弹簧作用下慢慢收回,加大喷油量到30格。Air piston 泄气速度由泄气孔上的节流孔控制。当发电机启动困难时可以稍微开大泄气节流孔,不过节流孔开度过大会导致管路气压过低,同一气源控制的空气马达主气阀 Air relay valve 打开过慢或者根本打不开。这个时候不能再开大节流孔而是拆开Air piston上部,调节启动油门控制活塞的有效行程。

图 1 ↑


图  2  ↑

    在YANMAR机油门杆上有一个带有铅封的油门限制螺杆。出厂设定在最大给油齿条30格。这个螺杆和上述Air piston 共同作用限制启动油门。Air piston 泄气后液压调速器拉动油门杆加大油门, 此机构限制油门杆到30防止启动时超速。对于启动时需要将多个缸油门推到底的机器,即使调节Air piston 行程让它不再限制启动给油,即发电机转动就按最大给油量也无法启动。这时候需要拆掉铅封调节螺栓,慢慢加大给油并多次试验。一次调节太多可能会在启动时敲缸造成机器损坏或者启动后飞车。

图 3  ↑

     本轮磨损最严重的机器需要调节螺栓加大到37格油门。远远超过了出厂设定值。但是在机器正常使用中发现排温,爆压并无突出变化。各负荷阶段爆压和油门齿条变化与出厂试验值并无明显不同。从高压油泵,油管,喷油器各个泄漏管检查时也没有发现大量燃油泄漏的现象。正常带负荷运行并无问题为何启动如此困难?上述方法只是解决了问题但是并没有找到根本的原因。

    在后续的检查中,检查了喷油器的雾化状态和气阀压力。均在正常范围。         YANMAR机使用的回油孔式高压油泵下部本体和柱塞导套上有mark。检查发现几何定时也和出厂值相符(出厂5.5-6°)。不过对于使用了七八年的精密部件几何定时并不能代表实际供油定时。拆下出油管盘车再次检查喷油定时(冒油法),发现喷油定时严重滞后。大约上死点或者滞后一度。那么问题来了,高压油泵漏油定时滞后为何只影响启动而对正常使用无影响?检查时会发现不同的速度盘车得来的结果不同,为了接近真实值只能尽快盘车。(这个数据得来的很艰辛,手动快速盘车很难保证停在某一特定角度,来不及观察。可找来垫快调节合适高度保证盘车杠杆在喷油定时附近被挡住。根据刻度多次盘车调整垫块位置直到找到喷油定时。)高压油泵的柱塞泄漏量是一定的或者说单位时间漏多少油一定。启动发火转速低于125转,正常工作900转。相比之下启动初期每行程泄漏量大得多,同时启动的转速太低,定时相比于正常运转时滞后。柴油机喷油定时直接影响燃烧最大爆发压力值,而最大爆压值直接影响柴油机经济性或者说油耗(VIT的设计初衷)。柴油机最大爆压时刻一般位于上死点后10~15°,喷油定时滞后,机器达到最大爆压时刻滞后,最大爆压值也随之下降。回归到本轮的启动问题上。正常定时下喷油30刻度燃油可以让机器启动。而滞后的定时和过多的燃油泄漏导致爆压下降,30刻度的燃油燃烧后不再能顺利驱动机器启动。

图 4 

    综上所述:1,燃油本身的泄漏过大。2,泄漏的燃油又间接导致初期定时滞后,燃油效率降低。1和2双重作用下让机器难以启动。这也合理解释了发电机为什么启动困难而正常工作各项参数又在正常范围。

    找到了问题症结所在,解决就简单的多了。对于严重泄漏的机器单调启动供油量在启动初期烟囱冒黑烟严重,冷机启动容易敲缸而减小供油量时在热机时又出现无法启动(高温时柱塞套筒间隙大),在码头装卸货期间频繁起停很不方便。这时候需要调节喷油定时。前面检查结果只作为一个参考值,每次调0.5°然后带负荷运转测爆压。调节过后会发现启动供油量可以减小了。定时前调2°时37格油门减小到32格,敲缸问题解决了。然后慢慢调节AIR PISTON的行程。让其在启动初期减小给油,缓解冒黑烟的情况。发电机只要可以正常启动就可以了没有必要过分追求恢复定时,此时的定时和转速有关,调节过度可能造成机器运转的时候定时提前。

    对于不要求换油时,发电机可以直接重油启动。重油泄漏量少,这让启动容易的多。不过要求机器保温好,重油循环顺畅,同时要求零部件保养间隔缩短。

    随着环保意识增强,日益增多的SECA区域使得船舶必须使用轻油。这不仅仅是发电机的启动问题,对主机轻油机动航行考验更大。平时用重油很顺畅,缺乏这方面的意识,一旦换油驶入低硫区港口,机动航行时无法启车。本轮2015年在某SECA区出现轻油启车困难。后来公司及时供应主机整套柱塞套筒备件。

    下面就本轮主机(HITACHI-MAN B&W 5S50MC,控制系统 NABTESCO MG-800)在轻油启车困难情况下提出一点建议:

1,取消扫气限制启动,这样在第一次启动时即可按照重启动加大给油量。

2,紧急情况下,对于高压油泵明显泄漏的主机可以适当提前定时。尤其在上述1 无效时,逆时针调节VIT触点行程,使其接触左侧杠杆在低油量时有一个大的气压输出,这样主机在正车启动时VIT就可以提前工作,修正由于泄漏带来的定时滞后,易于启动。一旦正车顺利启动,找到VIT cancel sol. v/v (应急操控台下部)拔下电线插头即可在倒车时也可以提前定时。

图 5  

3,延长油气并进时间,提高喷油时的转速。根据控制气路图纸和主机启动Time chart 得知启动时start sol. v/v(供电启动)和stop sol. v/v(断电供油)同时断电,油气并进靠主启动阀和空气分配器的pilot 空气延时泄放实现。Pilot 空气泄气阀不同开度可获得1-2sec.油气并进时间。该阀位于应急操作台内部。

图 6  ↑

其他有关调速器参数调整的方式例如启动转速设定,调速器给油量设定,都需要在调速器操作面板设定,控制系统不一样操作方式不同,不具备代表性,就不在此赘述。


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