1. Resumen de fallos. Durante el entrenamiento diario de remolque de este barco, la potencia del motor principal izquierdo aumentó bruscamente del 35% al 60% a la velocidad más alta (500 r/min), y luego se escucharon dos sonidos anormales de "clic". La computadora de monitoreo emitió una "alarma de sobrecarga para el motor principal izquierdo, alarma de límite de carga para el motor principal izquierdo" y la velocidad inmediatamente cayó a 400 r/min (establecida en 500 r/min). El panel de control local del motor principal emitió una serie de mensajes de alarma como "alarma secundaria del módulo de inyección de combustible, apertura excesiva de la válvula de succión (acelerador), no alcanzar el punto de ajuste de presión del riel de combustible, alarma de fuga". para el inyector del motor principal izquierdo y la bomba de inyección de combustible, y límite de carga para el motor principal izquierdo". Al revisar la pantalla de control de operación local, se encontró que la presión del common rail es de alrededor de 870 bar, que es mucho menor que la presión de alrededor de 1200 bar bajo esta carga (presión normal de 1000-1600 bar). Según el manual de operación del host, después de que se dispara la válvula de seguridad, el host debe detenerse urgentemente y el acumulador debe liberar presión para restablecer la válvula de seguridad (presión de apertura de la válvula de seguridad de 1850 bar). Después de comunicarse con la consola del conductor, deténgase inmediatamente y verifique. Al revisar la computadora de monitoreo, se encontró que los parámetros de temperatura del aceite del motor principal, temperatura del agua, temperatura de escape del cilindro, temperatura de los cojinetes, detección de neblina de aceite, etc., eran normales sin ninguna alarma anormal.
2, Sistema de combustible del motor principal.
Figura 1 Diagrama esquemático del sistema de combustible.
3.Proceso de análisis y manejo de fallas. En cuanto al fenómeno de falla, las posibles causas se analizan de la siguiente manera: en primer lugar, presión de suministro de combustible inestable en el sistema de combustible externo; El segundo es la falla de la válvula de seguridad; En tercer lugar, hay un mal funcionamiento en la unidad de control de la inyección de combustible; En cuarto lugar, el núcleo de la válvula de mariposa está atascado o el controlador de control no funciona correctamente; El quinto problema es el desgaste del émbolo de la bomba de aceite de alta presión.
1. Verifique si el sistema de combustible externo funciona correctamente. Compruebe si el sistema de combustible de baja presión es normal. Según los requisitos de diseño, la presión de salida de la bomba de combustible no debe ser inferior a 8 bar (alarma de baja presión). Después de la inspección, la presión de salida es de alrededor de 12 bar, lo que cumple con los requisitos de diseño, y no hay información de alarma en los registros de monitoreo, lo que descarta problemas externos del sistema de combustible de baja presión.
2. Verifique y verifique si la válvula de seguridad está funcionando correctamente. Para confirmar aún más el fenómeno de la falla, se consultaron varios parámetros operativos del motor principal para confirmar que la temperatura del aceite, la temperatura del agua, la temperatura del escape de cada cilindro, la temperatura de los cojinetes, la detección de niebla de aceite y otros parámetros del motor principal eran normales. La puerta de inspección del cárter se abrió para revisar la biela interna del cigüeñal y otros componentes de la carrocería, y no hubo rayones ni daños evidentes. Se comprobó que el sistema de suministro de combustible externo era normal. El coche explotó y se puso en marcha para realizar pruebas. Cuando la velocidad local aumentó de 300 r/min a 500 r/min, la apertura de la válvula del acelerador cambió significativamente a alrededor de 460 r/min. Al desacelerar de 400 r/min a 300 r/min, la apertura de la válvula de mariposa era del 0% y permanecía sin cambios, y la presión del riel fluctuó entre 1200 bar y 1500 bar (valor establecido 1200 bar). Entonces la presión del carril superó los 1.850 bar y la válvula de seguridad saltó. A partir de los datos reales de presión del riel, se puede confirmar que es seguro. La válvula es normal.
3. Compruebe si el módulo de control de la unidad de inyección funciona correctamente. Si el módulo de control de la unidad de inyección o el sistema de software no funcionan correctamente, el sistema de monitoreo principal hará sonar una alarma automáticamente. Durante el proceso de prueba, si la temperatura de escape del host es normal y no hay alarmas, se infiere que el módulo es normal.
4. Desarme e inspeccione la válvula del acelerador. La velocidad del motor disminuye y la apertura de la válvula del acelerador disminuye gradualmente, pero la apertura de la válvula del acelerador se muestra como 0%. Sin embargo, la presión real del riel ha excedido la presión de apertura de la válvula de seguridad y el control de la válvula de mariposa no coincide con la acción real. Por lo tanto, se infiere que la válvula de mariposa puede estar defectuosa.
Para confirmar aún más si la válvula de mariposa está dañada, se desmontó e inspeccionó. Se descubrió que la apariencia del núcleo de la válvula de mariposa estaba intacta y no se pudo detectar el controlador de control de la válvula de mariposa. Para descartar la falla del controlador de control de la válvula de mariposa, se reemplazaron dos controladores de control de la válvula de mariposa. Al arrancar, todos los parámetros eran normales desde 300 r/min hasta 500 r/min localmente. Después de 10 minutos de apagado, la máquina se reinició nuevamente y funcionó durante 30 minutos. Todos los parámetros eran normales. Por lo tanto, se determinó que al menos un controlador de control de la válvula de mariposa estaba defectuoso. Después de regresar a la fábrica para realizar pruebas, se descubrió que uno de los controladores de control de la válvula del acelerador estaba defectuoso. Arranque el motor nuevamente, notifique a la cabina que acelere lentamente, confirme el estado de funcionamiento del motor cuando aumente la carga. Cuando la carga del motor aumenta al 53%, la presión del riel común del motor de repente muestra una alarma de baja presión y la presión del riel común es de solo aproximadamente 870 bar.
5. Desarme e inspeccione la bomba de aceite de alta presión. Después de excluir fallas en la válvula de mariposa y en la unidad de inyección, se infiere que la causa de la alta presión instantánea del common rail se debe a un mal funcionamiento en la propia bomba de aceite de alta presión. Para inspeccionar minuciosamente la bomba de aceite de alta presión, el barco desmanteló e inspeccionó dos bombas de aceite de alta presión en el motor principal izquierdo garantizando al mismo tiempo la seguridad de la navegación. Se encontró que el émbolo de la bomba de aceite estaba muy desgastado y tenía rayones evidentes cerca del extremo de la leva. Después del reemplazo, se volvió a arrancar el motor, se aumentó lentamente la carga y el motor principal volvió a la normalidad.
4, análisis del mecanismo de falla. El mal funcionamiento de la válvula de mariposa provocó una sobrecarga y una disminución de la velocidad del motor izquierdo. Una de las válvulas de mariposa tenía una pequeña apertura debido a una falla en el controlador de control. Como los árboles de levas de las dos bombas de aceite de alta presión funcionan alternativamente con un intervalo de 60 grados, para garantizar que la presión del riel de salida de la bomba de aceite de alta presión sea estable en un cierto valor, la apertura de la otra válvula de mariposa es inevitablemente demasiado grande. Cuando se experimenta una pequeña apertura de la válvula de mariposa, el suministro de combustible es insuficiente y la velocidad disminuye. Luego, cuando la otra bomba de aceite de alta presión está funcionando, la apertura de la válvula del acelerador es demasiado grande, la presión del riel fluctúa anormalmente y la velocidad aumenta y disminuye repentinamente. Esto hace que el desgaste del émbolo de la bomba de aceite de alta presión aumente cuando la velocidad aumenta instantáneamente. La temperatura del aceite utilizado para lubricar el émbolo aumentará, la viscosidad del combustible disminuirá y el émbolo quedará atascado y desgastado anormalmente. Cuando ocurre la falla, los dos ruidos anormales son el émbolo. Provocado por un atasco. Debido al desgaste del émbolo de la bomba de aceite de alta presión, aumentan sus fugas. Con cargas bajas, la presión del carril se puede mantener en un valor determinado con pequeñas fluctuaciones. Sin embargo, a medida que aumenta la carga, la presión del riel aumenta automáticamente, lo que provoca un aumento en las fugas de la bomba de aceite de alta presión y fluctuaciones anormales en la presión del riel. Esto provoca un alivio anormal de la presión de la válvula de seguridad e impide que el motor principal funcione correctamente. Hay muchas razones para el desgaste del émbolo de la bomba de aceite de alta presión. En cuanto a la falla en sí, además de la causa de la falla de la válvula de mariposa, combinada con la instalación práctica, este artículo analiza y discute varios aspectos como la calidad de los componentes del émbolo, la calidad del combustible, la viscosidad del combustible y el suministro externo de combustible.
1. Existen ciertos problemas de diseño con los propios componentes del émbolo. El ciclo de inspección de los componentes del émbolo de la bomba de aceite de alta presión es generalmente de entre 10.000 y 12.000 horas, mientras que la bomba de aceite de alta presión de este barco sólo se utilizaba unas 3.000 horas antes de la falla. Se infiere que puede haber un problema con la calidad del émbolo. Del émbolo desmontado se puede ver que hay un desgaste severo en el extremo de trabajo, como se muestra en la Figura 2. Además, una pequeña parte de la parte superior de la cara de trabajo no ha sido recubierta. Se han mejorado los componentes del émbolo equipados por el fabricante y se han recubierto todas las caras de trabajo del émbolo (como se muestra en la Figura 3).
Figura 2 Émbolo desgastado de la bomba de aceite de alta presión
Figura 3 Comparación de émbolos de bomba de aceite de alta presión nuevos y antiguos (nuevo a la izquierda)
2. El combustible puede estar mezclado con impurezas duras, lo que provoca una disminución de la calidad del combustible. El sistema common rail de alta presión tiene altos requisitos en cuanto a la calidad del combustible. Este barco está equipado con dos sistemas de filtrado antes de que el combustible ingrese a la máquina. Durante la inspección, se encontró que uno de los filtros tenía problemas de calidad. El anillo de sellado del filtro estaba defectuoso durante el montaje y faltaban orificios residuales visibles en la parte inferior del filtro. Solo se usó un tapón para bloquearlo, lo que permitió que las impurezas que quedaban en la parte inferior del anillo de sello del filtro ingresaran al motor después de que se dañara, haciendo posible que existieran impurezas duras en el combustible.
3. La temperatura del combustible es demasiado alta y la viscosidad del combustible es baja. La lubricación del émbolo de la bomba de aceite de alta presión de este tipo de motor la proporciona el aceite de fuga de combustible a alta presión. Los parámetros relacionados con el combustible definidos en los datos del motor principal se basan en la configuración de diésel 0 #, que requiere que la temperatura de entrada del combustible no exceda los 45 grados. Sin embargo, este barco utiliza -10 # combustible en el norte. Según los parámetros de temperatura reales detectados, la temperatura de entrada del combustible es de 30 grados, la velocidad es de 460 rpm y la carga es del 54 %. La temperatura del tubo de aceite de alta presión ya ha alcanzado los 50 grados. A 50 grados, la viscosidad medida del -10 # diésel es 2,017 cst y la viscosidad estándar de los datos del motor principal no es inferior a 1,9 cst. Como se muestra en la Figura 4, la temperatura del aceite es de 54 grados C y la viscosidad ha alcanzado el valor crítico.
Figura 4-10 # Curva de variación de la viscosidad del diésel
La Tabla 1 muestra los parámetros medidos del motor principal durante dos de cada cuatro operaciones. La temperatura interna del aceite se estimó midiendo la fuga de aceite de la bomba de aceite de alta presión. Los datos muestran que cuando la carga del motor principal alcanza aproximadamente el 55%, la temperatura del aceite ha excedido el valor crítico y la viscosidad del combustible es insuficiente, lo que acelera el desgaste del émbolo de la bomba de aceite de alta presión.
4. La presión del riel de combustible de baja presión es inestable. El manual de operación del host requiere un rango de presión del riel de combustible de baja presión de 11-12 bar. En el uso práctico, se ha descubierto que cuando la carga del motor supera el 80%, la presión del riel de combustible de baja presión fluctúa entre 9,5 y 1,12 bar, y la presión de suministro de combustible de baja presión es insuficiente, lo que agrava aún más la temperatura de trabajo del motor de alta presión. -bomba de presión de combustible.
5, sugerencias para usar la bomba de aceite de alta presión. 1. Se han realizado mejoras técnicas en las tuberías y bombas de combustible del riel de baja presión, aumentando la entrada de combustible y la presión del riel de baja presión para garantizar que el suministro de combustible de baja presión cumpla con los estándares. 2. Verifique periódicamente las fugas de combustible de la bomba de combustible de alta presión, analice el estado operativo de la bomba de combustible de alta presión a través de big data y recomiende desmontar e inspeccionar el émbolo de la bomba de combustible de alta presión cada 2000 horas de funcionamiento o cuando la fuga aumenta exponencialmente. 3) Cuando la carga del motor es alta, la viscosidad del -10 # diesel disminuye y no puede lograr el efecto de lubricación. El uso prolongado provocará gradualmente una mala lubricación del émbolo de la bomba de aceite de alta presión y un desgaste gradual, lo que acortará la vida útil. Se recomienda utilizar combustible diésel 0# en condiciones donde la temperatura ambiente exterior lo permita. 4) La fuga interna de aceite en la bomba de aceite de alta presión es causada por una tubería conectada desde el cuerpo de la bomba a la parte superior del núcleo de la válvula de mariposa, y luego descargada en el "tubo de fuga de aceite del inyector de combustible y de la bomba de combustible". Cuando hay un ruido anormal o la válvula de seguridad se dispara en la bomba de aceite de alta presión, el desgaste de la bomba de aceite de alta presión se puede determinar quitando el controlador de control de la válvula del acelerador (cerrando la válvula de combustible con anticipación) y observando si hay hierro. limaduras en la parte superior del núcleo de la válvula de mariposa.