導(dǎo)讀

文章就某船試航過程中排氣閥有異響的現(xiàn)象，基于柴油機(jī)排氣系統(tǒng)及滑油系統(tǒng)的原

理，對排氣閥不能完全打開及伴有敲擊聲的故障原因進(jìn)行分析，并提出了修理方案。

排氣閥是組成柴油機(jī)燃燒室的重要部件之一。

它的工作狀況直接影響換氣過程的質(zhì)量，影響柴油機(jī)的動力及燃油的消耗。

在對排氣閥的檢修過程中，應(yīng)引起足夠的重視。

然而在運(yùn)行過程中往往會發(fā)生一些意想不到的故障，這就需要根據(jù)原理進(jìn)行分析，找出故障原因，并解決故障，從而提高柴油機(jī)的動力性能，減少污染。

一、故障現(xiàn)象

某船的柴油機(jī)型號為B＆W6S90MC-C7，采用液壓驅(qū)動式排氣閥。其在廠區(qū)維修后的試航過程中，No.2、No.5、No.6均有排氣閥不能完全打開的現(xiàn)象。

No.5、No.6 伴有輕重不一的金屬敲擊聲。

No.2、No.6 有排煙溫度高的故障。

二、排氣閥控制機(jī)構(gòu)及工作原理

1、控制機(jī)構(gòu)

1) 液壓活塞。

用于開啟排氣閥，分上、下兩部分，凸輪軸控制下部活塞給上方的活塞提供高壓油。

2) 汽缸。

用于關(guān)閉排氣閥，控制空氣通過單向閥進(jìn)入汽缸底部。

同時在汽缸底部安裝安全閥(工作壓力: 2.1 MPa) 。

3) 放氣節(jié)流閥。

安裝在排氣閥液壓缸頂部，其作用是當(dāng)排氣閥關(guān)閉時，釋放液壓油內(nèi)空氣的同時不至于讓更多的油泄漏。

4) 油密封。

排氣閥閥桿與導(dǎo)套之間的潤滑作用，同時起到封阻燃?xì)獾淖饔谩?/p>

與其配套使用的是安裝在液壓缸上方的密封油控制單元 ( 由單向閥及指示機(jī)構(gòu)組成) 。

2、工作原理

0.07 MPa的控制空氣通過單向閥進(jìn)入汽缸底部，使排氣閥一直處于關(guān)閉狀態(tài)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)動推動液壓活塞，將通過單向閥進(jìn)入腔體內(nèi)的滑油壓縮成高壓油，用于開啟排氣閥，此時汽缸內(nèi)的空氣被壓縮。

當(dāng)壓力高于 2.1 MPa 時，安全閥泄壓，汽缸下腔被壓縮的空氣類似于機(jī)械結(jié)構(gòu)中的彈簧 ( 氣彈簧) 。

當(dāng)液壓活塞不再供油后，該氣彈簧將排氣閥進(jìn)行關(guān)閉。

此時完成 1 次開關(guān)過程，如圖 1 所示。

圖 1 排氣閥工作原理圖

三、故障查找及原因分析

1、No.2 排氣閥開啟動作遲緩且不能完全打開

1) 初始考慮為滑油壓力不夠，流量不充足，在確認(rèn)排氣定時符合說明書要求的基礎(chǔ)上，對排氣閥頂升機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油口單向閥進(jìn)行檢查并試驗，確認(rèn)該單向閥功能正常。

2) 通過打開液壓缸上的放氣悶堵，觀察到滑油內(nèi)存有大量的空氣，對其他的缸進(jìn)行放氣檢查并未發(fā)現(xiàn)有空氣混入滑油內(nèi)。

故氣體的來源為該缸上的某個零部件故障。

圖 2 密封油控制單元結(jié)構(gòu)圖

3) 圖2 為密封油控制單元結(jié)構(gòu)圖，從圖2 判斷該氣的來源為閥桿與導(dǎo)套之間的廢燃?xì)狻?/p>

由說明書可知，正常的工況下出油口應(yīng)有小股滑油一直流出，由此可斷定密封油控制單元的單向閥存在卡阻或損壞現(xiàn)象。

對該備件進(jìn)行更換修理后，滑油里混有空氣的現(xiàn)象消除。

4) 再次運(yùn)行柴油機(jī)，排氣閥仍然不能完全打開，故將問題焦點(diǎn)集中于汽缸上。

因汽缸在車間維修時所有密封件全部更換過，并進(jìn)行了汽缸功能試驗。

唯一遺漏的是沒有對安全閥進(jìn)行開啟壓力測試。

更換船方安全閥備件后，再次試車，故障現(xiàn)象消失，No． 2 缸排氣閥工作正常。

此時，可判定安全閥的作用至關(guān)重要。

對安全閥的工作原理進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論:

安全閥設(shè)定值過高或卡阻時，汽缸內(nèi)的壓力超過設(shè)定值，安全閥未能打開，因此氣彈簧的力大于液壓活塞的力，因此排氣閥不能完全打開。

2、No.5 排氣閥閥座處敲擊聲

1) 根據(jù) No.2 缸的故障解除經(jīng)驗逐一排除，但沒有排除故障現(xiàn)象。

判定該敲擊聲的原因為排氣閥關(guān)閉太慢，當(dāng)該缸達(dá)到發(fā)火時間時，排氣閥還沒有完全關(guān)閉落座，此時汽缸內(nèi)燃燒壓力急劇增大，強(qiáng)大的燃燒壓力迫使該閥急速落座，導(dǎo)致閥桿與閥座強(qiáng)烈撞擊。

2) 查閱船方說明書，并了解車間的維修經(jīng)過，得知該輪的排氣閥座與閥桿都做過翻新修理。

說明書中針對該事項有一個注意要點(diǎn): 

排氣閥在修理后，為了防止閥座與閥桿的敲擊，必須對緩沖活塞 h 值 ( 測量工具的頂端至緩沖活塞的頂端) 進(jìn)行檢查測量( 見圖3) 。

測量時應(yīng)保證汽缸底部與排氣閥接觸部位間隙為0。

對 No.5 缸排氣閥現(xiàn)場進(jìn)行解體測量讀數(shù)為 50.6，而說明書中該數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)范圍為:

51.6～52.1 mm。

故實(shí)際測量結(jié)果不符合說明書要求，可判定故障原因就在此處。

3) 更換 h 值正常的備用排氣閥后。

再次試車，故障得到解決。

3、No.6 排氣閥液壓油缸內(nèi)部敲擊聲

通過對聲音來源的辨別可判定該敲擊聲為閥桿頂部敲擊液壓活塞的聲音。

原因分析為排氣閥的液壓活塞向上移動受阻，氣閥關(guān)閉阻力變大。

根據(jù)原理分析故障點(diǎn)為: 

①排氣閥頂部的放氣節(jié)流閥; 

②汽缸安全閥。

排氣閥頂部的放氣節(jié)流閥如果被堵住，液壓活塞向上移動受阻，氣閥關(guān)閉阻力變大。

對該節(jié)流閥進(jìn)行解體疏通，故障現(xiàn)象未消除。

再次對安全閥進(jìn)行檢查，內(nèi)部積碳嚴(yán)重，有卡阻現(xiàn)象。

達(dá)到設(shè)定值時，安全閥未打開，此時空氣控制室內(nèi)空氣容積減小，壓縮比增大，排氣閥關(guān)閉速度過快。

更換壓力設(shè)定合格的安全閥備件后，再次運(yùn)行柴油機(jī)，故障得到解決。

四、柴油機(jī)排氣閥維護(hù)管理要點(diǎn)

1) 主機(jī)運(yùn)行期間，及時監(jiān)控各部件的運(yùn)行情況，關(guān)注排氣溫度，仔細(xì)傾聽各缸是否有異常聲音。

2) 嚴(yán)格按照說明書要求對各部件進(jìn)行修理，尤其是說明書中的注意要點(diǎn)，對各類部件進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)測量并記錄。同時對零部件的清潔尤為重要。

3) 遇到問題及時了解工作原理，列出故障

點(diǎn)，逐一排除。

END