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很详细--ME主机燃油升压器和蓄压器结构、原理、拆装维护要点!

 樗樵 2024-01-15 发布于辽宁

MAN-B&W 12K98ME主机,与MAN-B&W-MC主机相比,主要区别是由液压动力单元(HPS,即Hydraulic Power Supply)和液压控制单元(HCU,即Hydraulic Cylinder Unit)取代凸轮轴及其传动齿轮。

液压动力单元(HPS),由五台主机带动的液压泵、二台电动液压泵、动力油自动冲洗滤器、液压蓄压器、系统管路阀件等组成。

主机负荷低于15%,电动液压泵工作,压力175 bar;主机负荷15%及以上,带动液压泵工作,压力220 bar。

液压控制单元(HCU),由液压分配块本体、ELFI/FIVA阀、蓄压器、气缸油注油器、高压管路等组成。

ELAIFIVA安装在 HCU上,受控于CCU。

动力油经ELFI/FIVA阀后,分别驱动燃油升压器(见图1)喷射燃油和驱动排气阀提升器启闭排气阀。

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本文主要讨论 ME主机燃油升压器管理,以及更换液压蓄压器膜片,请批评指正。

一、燃油升压器的管理

1、结构和工作原理(见图2)

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燃油升压器主要由吸入阀1、上盖2、燃油柱塞3(始终压在液压活塞上)、探测锥面4、探头5、液压活塞6、弹簧销7(弹簧钢空心开口园销,直径比孔略大,装人孔时开口收缩,靠弹性起固定作用)等组成,提升燃油压力以供喷射。

与MC机型的高压油泵相比,作用相似,但结构有很大区别。

(1)燃油柱塞、套简和燃油吸入阀

燃油柱塞和上盖(套筒)是典型的柱塞泵结构。

ME机型的燃油柱塞比MC机型的短,套筒兼作上盖,进油压力约0.8 MPa。

燃油吸入阀(见图3),主要由阀及阀座、弹簧座、弹簧、阀杆、阀杆上的两只“HALF”块等组成。

(2)驱动液压活塞推动燃油柱塞上行,压缩油缸内燃油供喷射;燃油柱塞靠重力和套简内的燃油压力压紧液压活塞并随之下行,吸油为下次喷油做准备。

液压活塞,受 ELFI/FIVA阀控制,上行(泵油)以液压动力单元(HPS)的液压油为动力,下行(吸油)主要靠自重和套筒内的燃油压力,没有MC机型高压油泵的滚轮、弹簧、导筒和换向装置。

(3)探头和探测锥面

ME主机,喷油量和喷油定时靠 ECU 和 CCU控制(没有MC机型主机的凸轮、调速器、油门拉杆、高压油泵齿条、VIT机构等):

★安装在自由端的A、B两个曲柄角度编码器探测各缸的曲柄转角;

★各缸燃油升压器探头,始终探测燃油升压器柱塞的位置(探头与探测锥面之间距离的变化),并转换成电流信号给该缸的CCU。

★主机控制单元 ECU及各缸的气缸控制单元CCU采集这些信号,并据此指令各缸 ELFIFIVA 阀(相当于一个电磁阀)动作控制动力油,从而控制燃油升压器的喷油量和喷油时机。

2、解体检查和安装注意事项

ME型主机的燃油升压器,比 MC型主机高压油泵结构简单,拆装方便,甚至毋需停车,只要适当减速(约65 ~66 r/min,额定90 r/min)并封闭故障缸。

(1)主机运转时封闭故障缸

主机运转时,可通过集控室MOP界面封闭故障缸,方法是在MOP的cylinder load界面,点击故障缸的Enabled按钮,该按钮颜色变为黄色表示该缸已封闭即已停止喷油且排气阀在关闭位置,但气缸油仍按正常时注油。

(2)拆卸燃油升压器之前的准备

①关闭该缸的 No.420, No.531阀,打开 No.421阀,通过该缸的压力检测点455,检测压力为零;

②关闭燃油进口阀,打开燃油泄放阀,确认无燃油压力,即可拆卸。

(3)拆卸

①拆除3根燃油高压油管,拆除燃油升压器探头连接线,拆除燃油进口管的固定螺丝,拆除所有与燃油升压器连接的泄放管。

②拆下上盖的4只固紧螺母

★安装4只液压拉伸器,上紧后泵压前,注意拉伸器旋回2/3圈。

★泵压至2200~2300 bar,上盖的固紧螺母旋松一个适当的角度——松得太多,压力卸掉后可能会顶住液压拉伸器,无法拆卸螺母;松得太少,压力卸掉后可能仍压紧上盖也会松不掉螺母。

据经验,松5个螺丝孔较合适(液压螺母圆柱形,外圆面周向均布若干螺丝孔)。

为避免返工,卸掉液压压力后拆下液压拉伸器之前,最好检查一下上盖的固紧螺母是否可手动旋松。

★拆下液压拉伸器,拆除4只固紧螺母。

③安装起吊专用工具,在机舱行车上挂一个1.5吨的起重葫芦,小心吊起燃油升压器,保持清洁,仔细盖好液压分配块上的液压油孔防止异物进入。

④安放燃油升压器在木块上,注意不要碰坏底部的一个短接头(备件号90917-0002-242)。

顺利的话,更换一只燃油升压器约需2小时;若仅拆检燃油升压器的上盖和燃油柱塞(需拆除上盖与本体的固定螺栓),时间还可缩短。

(4)燃油升压器主要部件拆装和检查注意事项

A.上盖

上盖的4只闷头(边上3个,顶上1个),螺丝是反牙的,拆装时要留意,里面的铜闷头要更换。

上盖的燃油泄漏孔,一定要清洁干净确保通畅。否则,泄漏的燃油无法通过泄漏孔,一旦高压油管破裂将不会发出燃油高压油管泄漏报警。

密封圈安装:

①安装前泡在热水中适当加温。

安装,必须保证密封圈开口方向正确(图4所示的“1”是开口朝下,“2”是开口朝上,中间的黑色块是弹簧圈):

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★安装第1道密封圈(见图5),把上盖翻身,先装上专用工具013,把密封圈内的弹簧圈取出,专用工具025套在密封圈的槽内,然后向下压入,到位后再装入弹簧圈;

★安装第2道密封圈(见图5),先装上专用工具049,再装上专用工具013,把密封圈有弹簧的一面朝下套在013上(不必取出弹簧圈),用专用工具025向下压入密封圈槽内。

③两道密封圈装好后,套上专用工具037保持约15分钟,使撑开的密封圈收缩,以便安装于升压器。

B.探测锥面

探测锥面与燃油柱塞螺纹连接,二者各有一径向小孔。

装配到位,二者的小孔连通,用弹簧销(见图2中的7)固定。

特别提醒,该弹簧销没有备件号,图纸上也未标出。

检查时,要查看燃油柱塞与探测锥面之间是否有松动。

若松动,升压器探头探测出的柱塞位置与ELFIFIVA阀反馈来的信号不同,MOP会发出“Exhaust valveopen stroke low , illegal fuel plunger movement , exhaustvalve closed position changed”警报,主机自动SLOW DOWN。

所以,主机运转时出现此警报,除检查升压器探头外,还应检查燃油柱塞与探测锥面是否松动。若松动,很可能弹簧销已断裂,需及时换新,以防止燃油柱塞与探测锥面分离而损坏燃油升压器。

C. 液压活塞与燃油升压器本体间的两道密封圈

两道密封圈均由尼龙圈和橡皮圈各一道组成。

需注意密封圈的朝向。

原说明书要求两道密封圈的橡皮圈都朝下(见图6左),现在厂家要求下密封圈的橡皮圈朝上(旋转180度,即上下反向,见图6右),目的是减少两道密封圈的泄漏,备件与以前一样。

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D.燃油吸入阀

说明书要求,每运行8000小时拆检和密封试验。拆检主要检查阀杆上“HALF”块处的磨损情况。密封试验,关闭燃油吸入阀,轻油注人进油通道试验,5分钟内不得滴油(参看图3)。

二、更换液压蓄压器膜片

液压蓄压器主要由压盖、膜片、尼龙圈、蓄压器本体等组成(见图7),主要作用是稳定动力油压力,避免该缸燃油升压器和排气阀升压器动力油压波动,提高可靠性。

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MAN B&W 12K98ME主机,每缸有3只10升的液压蓄压器(可能是冗余设置,一只膜片破损不影响该缸正常工作),并排安装在液压分配块背部(见图1,只标出1个)。

某蓄压器故障,从外表和主机工况参数都无法发现。

因此,必须定期检测其氮气(N₂)压力,还要定期用力矩扳手检查蓄压器的固定螺丝。这两项现已列入船舶的常态管理,不再赘述,主要谈更换液压蓄压器膜片。

1、判断蓄压器膜片破损

检查蓄压器氮气(N₂)压力时,若压力为零且充氮(N₂)后压力又很快下降,应怀疑该蓄压器膜片破损,或压盖及接头泄漏。

此时应进一步检查—启动主滑油泵待滑油压力正常后,启动主机电动液压泵,待动力油压力达到17.5 MPa左右,再检测该蓄压器氮气(N₂)压力,若压力上升为17.5 MPa左右,则可判定蓄压器膜片破损。

2、拆卸蓄压器总成

拆卸前,必须从该缸的压力检测点455检测确认动力油压力为零方可拆卸。

蓄压器重约55 kg,安装位置狭小,应使用起吊专用工具(原来没有,后来补送)。该工具是两个半圆的卡板,收紧后正好卡住蓄压器,用机舱行车下面挂个葫芦吊住,拆除蓄压器的4只固定螺栓,即可把蓄压器吊出。

3、解体蓄压器

拆下蓄压器压盖:

(1)解体蓄压器前,在蓄压器的压盖和本体上做好位置记号,以便安装时参考。

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(2)解体蓄压器压盖的专用工具(见图8)分上下两部分,各有三个凸台。

下部专用工具的三个凸台正好卡住蓄压器本体上的三个凹槽,起固定作用;上部专用工具的三个凸台正好卡住蓄压器压盖上的三个凹槽,以便敲击拆卸。

(3)电焊固定地脚。

用榔头逆时针敲击上部专用工具上的把手,即可拆下压盖。

4、拆下膜片和尼龙圈。

特别注意防止损坏尼龙圈。

现在船上一般都只有蓄压器膜片备件,但没有尼龙圈备件。

尼龙圈一旦损坏,将面临无法安装的被动局面。

5、组装蓄压器

(1)清洁蓄压器的上盖和本体,特别是螺纹上应喷二硫化钼。

(2)不安装膜片和尼龙圈试装——随手上紧压盖,并在压盖和本体上做好位置记号(要与拆下压盖前做的位置记号区别),然后再松出压盖(见图9之上图)。

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(3)换新膜片和尼龙圈,装好。

(4)上紧压盖,说明书要求,蓄压器压盖上与本体上不安装蓄压器膜片和尼龙圈试装时做的记号之间的距离10 mm(见图9之下图)就算上紧到位。

(5)再观察拆下蓄压器压盖前做的记号:若与拆前一致,表明安装到位;若不一致,以说明书要求的“压盖上与本体上的记号之间的距离10 mm”为准。

6、组装后检查

蓄压器组装后,(安装就位前)最好充氮(N₂)试漏。

第一次冲氮约需5分钟左右(内部是空的,充氮量大,且充气管较细),达到要求的压力后,关闭氮气瓶出口阀,检查蓄压器内的压力,若稳定无下降,则组装正确,可以安装。

若压力下降,则组装不正确,返工重新组装。

7、安装就位

(1)装好起吊专用工具,吊蓄压器至安装位置;

(2)检查确认蓄压器与分配块间的密封圈已更换;

(3)用专用力矩扳手,分两步均匀上紧四只固定螺栓,第一步上紧到100 N-m,第二步上紧到150 N-m;

(4)启动主滑油泵,压力正常后启动HPS电动液压泵,检查蓄压器及周边无漏泄,更换蓄压器膜片完毕。

作者:上海远洋运输有限公司    郑宣芬

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