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船用柴油機排溫的調整


導讀

排氣溫度是柴油機的一項重要參數, 在運行管理中, 壓縮壓力 、爆發壓力和排氣溫度, 通常作為衡量各缸工作平衡的主要依據。

柴油機在正常狀態下排溫高, 說明輸出功率大, 即柴油機的排溫與負荷成正比。

通過改變各缸每循環的供油量, 可以調整各缸排溫的高低。 

基于這個原理, 有些輪機員在航行中經常性的調整噴油泵的供油量, 力求各缸排溫相差在30 ℃以內, 以圖各缸工作平衡。 

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這種單純根據排溫來調整各缸供油量的做法 , 并不可靠, 特別對于接近修理期的柴油機, 有可能造成相反的效果。 

例如某些氣缸燃油霧化不良, 燃燒不完全, 排溫必然升高, 為了降低排溫, 把該缸供油量調少 , 而將排溫相對稍低的正常缸的供油量調大, 必然加劇柴油機各缸的不平衡度。 

柴油機排溫的調整, 必須根據柴油機的實際情況, 結合爆發壓力、壓縮壓力等數據綜合考慮后進行。 

特別是爆發壓力, 它反映了燃油霧化狀態、工質混合狀態和燃燒狀態 。 

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整機或單缸排溫偏高的調整 

a.排溫偏高, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏高。

爆發壓力偏高的主要原因有三方面:

噴油時間過早;

壓縮壓力過高;

噴油量過多。

據此說明排溫偏高, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏高是供油量過多造成。

當用手捏高壓油管時, 感覺脈動強烈, 氣缸內爆發聲音較強, 冷卻水溫和機油溫度也會同時出現偏高現象。

遇到這種情況, 可適當減少整機油門或調少單缸供油量, 以免超負荷。

有時供油量過大是噴油咀噴孔經長期使用后擴大, 條件允許應換新噴油咀。 

b.排溫偏高, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏低。

這種現象說明氣缸內燃燒不良。

燃燒不良包括噴油過遲, 出油閥磨損, 噴油器工作惡化。

調整前應結合排氣是否連續冒黑煙或間隔冒黑煙判斷, 也可打開氣缸試驗閥, 觀察噴出的火焰 , 來對比各缸的燃燒, 或單缸斷油作停缸檢查, 尚可根據高壓油管的脈動來區分不同情況,如高壓油管脈動正常, 爆發壓力偏低可能是噴油太遲, 或油咀有滴油現象,如高壓油管脈動無力, 可能是噴射壓力過低, 噴油器針閥關閉不嚴或卡滯。

對于廢氣脈沖增壓的柴油機, 還要對比各缸排溫與排氣支管的排溫加以分析。

當柴油機出現后燃時, 部分燃油將進入排氣支管內繼續燃燒, 排氣支管的排溫將比單缸排溫高出許多。 

碰到排溫偏高, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏低這種情況, 運行中不能貿然調整, 應利用停車時間先作噴油壓力、燃油霧化情況、出油閥密封性和噴油定時的檢查, 再作出相應的措施。

c.排溫偏高 , 壓縮壓力偏低 , 爆發壓力也偏 低。

即使在檢修過程直接或間接加大了燃燒室的存氣間隙, 也同樣需要查清原因, 酌情處理。

航行中只作不超極限排溫的調整。

氣缸過度磨耗、活塞環磨損、氣閥密封性差或熱車時氣閥無間隙, 都將使壓縮壓力下降。

氣缸間隙過大, 運行時燃氣將竄入曲軸箱, 透氣口可觀察到冒煙。

運行中柴油機氣閥是否有間隙, 可用手握推桿, 如可靈活轉動, 說明間隙存在, 如轉動 困難, 說明氣閥無間隙。 

另外, 氣閥的間隙過大, 將使氣閥遲開早閉, 導致進氣不足, 排氣不完全, 也將使排溫有所升高。 

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整機或單缸排溫偏低的調整

a.排溫偏低, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏低。

這明顯是供油量過少的結果。

噴孔堵死, 噴油器內高壓濾器堵塞, 針閥卡死在關閉位置, 噴油壓力調得太高, 都會使供油量減少, 這時噴油泵排油壓力升高, 泵 體溫度比平常高, 甚至有“砰”、 “砰” 聲響 , 高壓油管脈動強烈, 而氣缸內爆發聲則較弱。

若高壓油管脈動無力, 可能是噴油泵柱塞卡死, 柱塞與套筒配合間隙過松, 或是噴油器調壓彈簧折斷, 從而造成供油量過少。

高壓油管未出現異常的強烈脈動, 泵體溫升正常, 則可將排溫較低氣缸供油量調大。

b.排溫偏低, 壓縮壓力正常, 而爆發壓力偏 高。

一般是噴油過早造成, 柴油機運轉中可能會出現敲缸現象, 采用斷油法檢查, 敲缸聲會明顯減弱甚至消失。 

在這種情況下增加供油量使排溫上升, 將使個別缸出現超負荷, 必要時應采取相反做法即以爆發壓力為依據, 適當減少供油量, 待有時機停車調整供油定時后, 再次調整排溫 。 

c.排溫偏低, 壓縮壓力偏低, 爆發壓力也偏低。

改變這種異常狀態首先應查明壓縮壓力偏低的原因。

這種現象通常出現在燃燒室密封性很差的情況, 如氣閥或閥座嚴重燒蝕, 氣閥不能完全關閉, 氣缸墊燒壞, 或是柴油機修理后存氣間隙的調整不符要求。

由于壓縮壓力偏低, 燃燒室內的溫度過低, 噴入氣缸內的燃油相當部分不參與燃燒, 排溫下降, 打開試驗閥檢查, 沒有正常的“火舌” 噴出。

在上述這種情況下增加供油量, 雖然排溫可能上升, 實質上隨油量的增加燃燒逐漸惡化, 甚至轉化為嚴重后燃, 排溫的升高是不正常的, 應在排除壓縮壓力偏低的原因后再調整, 才是根本的做法。

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調整排溫注意事項

調整各缸排溫, 柴油機應處在穩定的全負荷狀態, 因柴油機進入全負荷之前, 各缸噴油泵的供油量和氣缸的密封性差異較大。

船用柴油機在進行調整測試時,必須注意保持測試條件穩定不變, 即不影響船的航行阻力的改變, 如波浪、風向、風力、水流方向、航道深度、船直向航行等。

在調整排溫時, 應考慮各缸排溫計的讀數誤差。

有些柴油機經過多次修理后, 各缸使用不同廠家的排溫計, 由于插入排氣歧管內感溫部分的深度和直徑不同, 造成各缸排溫計本身之間存在很大的讀數誤差。

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當供油量調整過多時, 將影響到爆發壓力的變化, 因此, 因調整排溫而供油量改變較多時, 需復測各缸爆發壓力, 必要時用調整噴油定時來互相補償。

調整后, 噴油泵在“零位”時, 柴油機能可靠停車, 在起動位置斷油吹車時, 試驗閥應無油霧冒出, 而低速運轉時各缸都能發火,在運行過程可用斷油法對比轉速變化情況, 進一步檢驗調整的正確性。

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各缸排溫允差

各缸排溫允差是一個相對值, 是對平均排溫而言, 船用中低速柴油機在額定工況下各缸排溫允差為≤±5%,高速機允許≤±7%。

具體可按下式計算: 

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其中:

ε——各缸排溫不平衡度

Tmax——最高排溫

Tmin——最低排溫

Tm——各缸平均排溫

有些柴油機說明書指出各缸排溫相差不能超過30℃, 在實際調整中為了顧及其他重要 參數, 最大溫差可能超過30℃, 但只要不超過±5%, 仍然是允許的。 

例如某型直列六缸機的排溫分別為410℃、425℃、420℃、430℃、435℃、445℃, 平均排溫為427.5℃,單缸排溫要求<450℃, 最高與最低溫差達35℃, 按公式計算, 相對于各缸平均值的誤差只是±4.1%。

對于沒有各缸排溫計的小型柴油機, 可以采用土辦法粗略比較:

在柴油機起動后最初階段 , 可直接用手摸各缸排氣歧管, 感覺哪一缸排氣歧管先熱或較熱, 初步掌握低速燃燒情況;

進入全負荷熱狀態后, 改用火柴分別接觸各缸排氣歧管, 比較火柴著火燃燒的時間來加以判斷。 

小結

經修理后的柴油機, 壓縮壓力和燃油的噴射處于比較正常的狀態, 可以直接調整每循環的供油量, 使各缸排溫接近, 滿足負荷平衡的要求。

對于經長時間運行的柴油機, 各缸排溫相差過大需調整供油量時, 應結合爆發壓力、壓縮壓力和排溫計的誤差等因素綜合考慮。

調整前, 條件許可應先測量各缸爆發壓力和壓縮壓力, 結合排煙和高壓油管的脈動情況, 有無敲缸現象, 或打開氣缸試驗觀察, 對比各缸燃燒情況綜合考慮, 做到有的放矢。

調整工作應在柴油機全負荷熱態情況下進行, 控制各缸溫差在±5%以內。

END

來源:網絡

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