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1、大连海事大学毕毕 业业 论论 文文二二 一一 二 年年 六六 月月“育鲲”轮主机燃油喷射系统的工作原理 和故障分析专业班级： 轮机管理 14姓 名：孙 润 哲指导教师：轮机工程学院内容摘要内容摘要摘要：“育鲲”轮上主机燃油喷射系统为 MAN BB-针阀体;C-调压弹簧;D-止回阀体;E-止回阀;F-止推座;G-压力弹簧;H-喷嘴(3)高压油泵的齿条的锁紧片松动导致齿条的位置发生变化,进而柱塞与套筒的相对位置发生变化，压缩终点经回油孔泄掉的燃油增多，进而导致供油量减少。(4)高压油泵的进油阀卡死或磨损导致闭合不严，在柱塞上行压缩燃油时，燃油经吸油阀泄走，导致燃油不能进行有效压缩，进而导致喷油压力
2、下降，供油量减少。（5）高压油管漏油从而经喷油器进入气缸的燃油量减少。(6)喷油器针阀咬死，针阀不能及时启闭或不能启闭，导致燃油从旁通阀循环后流走，导致供油量减少。1 号缸在低负荷时排烟温度明显高，分析可知其主要原因应是其喷油量明显比其它缸多造成的，经简略分析其可能原因有以下几个原因：（1）高压油泵的齿条的锁紧片松动导致齿条的位置发生变化,进而柱塞与套筒的相对位置发生变化, 压缩终点经回油孔泄掉的燃油减少，导致其喷油量明显增加。（2）喷油器的调压垫片磨损或穴蚀，进而导致其启阀压力明显降低，喷油量增多。（3）喷油器的调压弹簧刚度下降或断裂，导致的启阀压力降低，喷油量增多。（4）喷油器的针阀在开启
3、位卡死，导致燃油不用顶开针阀即可进入气缸，从而使喷油量增多。（5）喷油器针阀柱面或密封锥面磨损导致的喷油压力降低，雾化不良，燃油滴漏，进而导致的低负荷排温的升高。(6)喷油器喷孔部分堵塞导致喷油泵供油结束喷油器针阀落座后又第二次开启形成二次喷射，从而使喷油持续期延长，后燃严重，排温升高。3.2 故障排除根据故障原因的分析，我们便开始了故障的排查,首先分析 2 号缸和 5 号缸：(1)检查高压油管，外部无漏泄口，且主机舱底部的测量高压油管内部漏油的主机漏油报警装置未报警，故可以排除高压油管的故障。可附图。（2）高压油泵的滚轮与凸轮机构工作可靠,一般不会出现大的磨损，且打开凸轮轴道门后检查发现凸轮
4、与滚轮未发现异常磨损。（3）高压油泵齿条在上次拆解高压油泵安装调试后使用中并未出现异常，且检查齿条发现锁紧片未发生松动且刻度无异常,所以故障原因不可能是齿条。（3）拆解高压油头，做启阀压力实验如图 ,发现压力值在正常范围内（370-390bar）故可排除是喷油器的故障。(4)最终我们认定应该是高压油泵的原因，按照拆装说明书拆解高压油泵，经我们查验发现2 号缸和 5 号缸的高压油泵内大量结碳，且发现 5 号缸的吸油阀如图由于大量结碳卡死在开启位，进而分析得出 5 号缸高压油泵柱塞在上行时，不能有效压缩燃油导致燃油经吸油阀泄走，使喷入 5 缸的燃油量降低，排烟温度降低。另外由于柱塞套筒大量结碳，导
5、致了一开始油门齿条的卡阻现象。2 号缸的高压油泵的发现其柱塞磨损严重，附图其表面有严重的拉伤现象，经大管轮鉴定，2 号缸的柱塞和套筒报废。并且由此可推断 2 号缸的排烟温度低的原因是柱塞和套筒的磨损严重导致的漏泄量增多，另外由于柱塞套筒大量的结碳导致柱塞与套筒有卡阻，使柱塞不能及时下落，从而导致滚轮导套与凸轮的撞击(这也就解释了为何 2 缸高压油泵一开始有敲击声),而且柱塞的有效行程减少从而使喷入气缸的燃油量减少。然后分析 1 号缸：1, 高压油泵齿条在上次拆解高压油泵安装调试后使用中并未出现异常，且检查齿条锁紧片未松动且刻度没有异常,所以故障原因不可能是齿条.2、喷油器的原因。将 1 号缸的
6、两喷油器拆下，进行启阀压力的检查，检查时接上实验的喷油器，先排除空气，然后观察开始喷油的压力结果发现 1 号缸右侧喷油器的启阀压力远低于标准值。然后按照拆解说明书拆解了该喷油器，结果发现，其中的调压弹簧（207）断裂，附图，导致启发压力降低，燃油喷射持续角增大，导致喷油量的增多及低负荷时排温的升高。最终在锚地我们将 5 号缸拆解后清洁干净，2 号缸高压油泵柱塞套筒换新，1 号缸的喷油器换新（拆下油头换弹簧后检查启阀压力正常） ，最终在我们从锚地驶回大连时，过程中运转正常,上述故障得到排除。3.3 故障原因这次故障解决后，大管轮等人分析这次故障的原因是因为加装的燃油的油质不良的原因回到大连后将燃
7、油样本化验分析可得：附图由此可见燃油中固体杂质的含量为 远远超出正常的值范围 这也就不难解释这次故障的原因了，柱塞与套筒本是一对精密偶件。此偶件不能互换，如需更换应成对换新。柱塞应在套筒中自由往复运动并在高压下保持良好的密封性，但允许有微量的漏油以润滑其配合面。在工作中柱塞偶件收到燃油的腐蚀作用及燃油中所含杂质的擦伤。所以要求制造柱塞偶件的材料硬度高，耐磨、耐腐蚀，加工尺寸稳定性高。这些要求通过正确选用材料（镍钢，镍铬钢） 、进行热处理（如淬火，表面氮化、表面渗碳等）以及精密的加工工艺（配合间隙可达到 0.0020.003mm，表面粗糙度）等来保证。然而当燃油中含有过量的催化剂残留物，铝、硅化
8、合物（ SiO2 等）及 Ca3(PO4)2 组成的坚硬固体，以及沥青质等机械杂质时，当这些杂质进入偶件配合面试，容易造成偶件拉毛和磨损，过度磨损使偶件密封性下降，造成偶件漏油，喷油压力下降，雾化不良，以致各缸供油不均，转速不稳等。此外燃油中含有大量的杂质导致油泵内大量结碳，从而导致了进油阀的卡阻闭合不严，以及柱塞在套筒中的卡阻。喷油器弹簧的断裂也是由于其在喷油器中的积碳卡阻失去弹性导致断裂。3.4 管理建议 (1)在拆解喷油系统的时候，首先要熟悉说明书中的操作要求，当遇到很难拆解的部件时， 不能依靠增大力量来达到目的，往往会造成损害设备的后果。拆下的部件依次摆放好，以 便安装。（2）对于易损
9、件要加强监视，尤其是密封圈及精密偶件配合面，喷油系统内部的压力很高，因此密封性十分重要。同时密封圈在高温和高压的条件下容易变形老化，需要定期更换才能保证喷射系统的正常工作。(3) 加强对燃油系统的管理力度,避免其给喷油系统带来的严重危害.这包括： （1）把好加油关，禁止添加含有上述有害颗粒的燃油。 （2）使用分油机净化。经验显示，分油机采用 2530%额定分油量最有助于去除有害 颗粒。尽量降低净油机分离量，保持分离温度（70-80） ，以提高分油效果，如管路条件 允许，最好是反复分离，力争多分离出油中杂质。 （3）视情缩短检查和清洗滤器周期，发现滤网破损及时修复。 （4）使用燃油均质机，充分发
10、挥其有效功能使有害颗粒变得更细小而减少损害。 （5）催化剂密度大，适当延长燃油沉淀时间，将燃油中催化剂及水尽量析出，减少混 入油中的催化剂及水分。 （6）将处理后的废燃油焚烧掉，以避免与其他油种混用，加强对重油储存舱、柜的 检查，发现脏污及时清洗。(7)如在外港装重油，尽最大可能不与两地重油混装、混用，以免不同油品相混而产 生油泥。5 5 结论结论本文通过对“育鲲”轮 MAN B&W 6S35MC 型主机喷油系统的介绍，学习了喷油系统的工作过程，并对其进行解释说明。然后描述了喷油系统出现的的故障现象，并结合喷油系统的结构及工作原理，分析了出现这次故障的可能原因，叙述了排除故障的方法，最终找出故
11、障原因：燃油品质的低劣其中含有的硬质颗粒物质及燃烧生成的大量积碳造成了该故障。并针对这次故障提出了管理的建议.和系统的改进建议就是因为燃油品质的低劣这一小问题使主机的高压油泵柱塞和套筒报废，主机设备严重受损，这就告诉我们在轮机管理中，不可忽视看似很小的问题，否则不仅会给自己带来不必要的工作，而且也可能给船舶航行带来严重的安全隐患。另外，从喷油系统的结构，我们可以看出，其含有许多体积小、结构紧凑的精密偶件装置，并且其结构和功能也在不断的改进，作为轮机人员应能熟练掌握所管理设备的结构和系统，并能不拘于已掌握的，要与时俱进，学习新的东西。-参考文献 1 李斌， 船舶柴油机 大连：大连海事大学出版社 2008.4 2吴恒、李浩基编译. 阿法拉伐现代技术（分油机分册）大连：大连海事大学出版社 1995 .4 3 林业锦 ， 轮机自动化 大连：大连海事大学出版社 2009.9
