Dísilvélar eru mikið notaðar í nútímaskipum. Sem stendur eru skip með dísilvél sem aðalvél yfir 98% af heildinni og heildarafli dísilknúinna-skipa er rúmlega 90% af heildarbyggingaafli skipa-.
Venjuleg gangsetning dísilvélar til að afla skipsins er nauðsynlegt skilyrði til að tryggja siglingaöryggi.
Þjappað-ræsingaraðferðin er mikið notuð í meðalstórum-og stórum-dísilvélum vegna mikils ræsitogs, hraðs og slétts ræsingarferlis og víðtækrar notkunar.
Dísilaðalvélar tveggja-hreyfla, eins-skrúfuskips fóru skyndilega ekki í gang á sama tíma. Þessi grein greinir og leysir þessa ræsingarbilun í von um að veita innblástur og aðstoð til viðhalds- og stjórnenda dísilvéla.
I. Gallafyrirbæri
Þegar skip var að búa sig undir siglingu, eftir að dísilvélin hafði lokið undirbúningi fyrir-ræsingu, ýtti áhöfnin á „Start“ hnappinn á miðstýrðu stjórnborðinu, en dísilvélin snérist ekki og ræsingin mistókst.
Skipstjórarnir reyndu þá að ræsa vélina frá staðbundinni stjórnborði, en tókst samt ekki.
Til að tryggja að verkefni skipsins væri lokið reyndu skipaverkfræðingarnir að lokum að opna aðalræsilokann handvirkt. Þeim fannst þetta erfiðara en venjulega, en aðalvélin fór að lokum í gang og gekk eðlilega eftir það.
Eftir að skipið kom til baka reyndu skipverjar að finna orsök ræsingarbilunarinnar. Með mörgum byrjunarprófum drógu þeir saman eftirfarandi fyrirbæri:
(1) Þegar ýtt var á "Start" hnappinn á miðstýrðu stjórnborðinu og staðbundnu stjórnborðinu, gat dísilvélin ekki ræst.
(2) Eftir að hafa ýtt á „Start“ hnappinn heyrðist hljóðið af því að kveikja á eldsneytislokanum-.
(3) Eftir nokkrar „blástur-í gegnum“ aðgerðir, þegar ýtt var á „Start“ hnappinn á miðstýrðu stjórnborðinu eða staðbundnu stjórnborðinu, gat dísilvélin ræst.
(4) Ræsingarfyrirbæri dísilvélanna tveggja voru þau sömu.
II. Upphafsregla
Dísilaðalvél þessa skips notar þjappað-ræsikerfi og notar eina-röð inntak og tvöfalda-röð skotræsingaraðferð. Mynd 1 sýnir upphafskerfismyndina.
Mynd 1: Ræsingarkerfismynd dísilvélar
Þrýstingur ræsiloftsins er 1,2-3 MPa og þrýstingur stýriloftsins er 0,7 MPa. Báðir eru fylltir í upphafsloftflöskuna og stjórnloftflöskuna eftir að hafa verið þjappað niður með 4,7 MPa aðal þjappað loftflösku í gegnum þrýstiminnkunarventil.
Þegar dísilvélin fer í gang er ræsis segulloka loki virkjaður. Eftir að stjórnloftið hefur farið í gegnum beygjubúnaðinn, er því skipt í tvær leiðir:
Ein leið liggur að stefnulokanum, lokar eldsneytisloka-lokanum og opnar olíuhringrásina.
Hin leiðin liggur að aðalræsilokanum, opnar aðalræsilokann og opnar ræsiloftrásina.
Eftir að hafa farið í gegnum aðalræsilokann er startloftinu skipt í þrjár leiðir:
Ein leið liggur að upphafslokanum sem er settur upp á B-bankahólkunum. Eftir að ræsiloki strokksins opnast fer loftið inn í strokkinn.
Ein leið liggur að loftdreifaranum og síðan, samkvæmt kveikjureglu dísilvélarinnar, nær hann að ræsilokum strokksins í röð til að opna þá.
Önnur leið liggur til þess að ríkisstjórinn byrjar servó.
Ræsingarloftið fer inn í B-bankahólkana í skotröðinni, ýtir stimplunum og knýr sveifarásinn til að snúast. Þegar snúningshraði dísilvélarinnar nær upphafshraða 1, fær landstjórinn hraðastillingarmerkið (inngjöf), eykur eldsneytisgjöfina í ræsingarinngjöf 1 fljótt og stillir síðan inngjöfina í samræmi við hraðann þar til dísilvélin fer í stöðugt starf. Sambandsmyndin milli upphafshraða og inngjafar meðan á ræsingarferlinu stendur er sýnd á mynd 2.
Mynd 2: Tengsl á milli ræsingarhraða og inngjafar meðan á ræsingu stendur
III. Greining og bilanaleit á bilunarorsökinni
Samkvæmt grunnvinnureglunni og upphafsreglu dísilvélarinnar, felur upphafsferlið þessarar dísilvélar aðallega í sér eldsneytisgjafakerfið, inntaks- og útblásturskerfið, hraðastýringarkerfið, eftirlits- og öryggiskerfið og þjappað-loftkerfið.
Eftir bilanagreiningarreglunni „frá auðveldu til erfiðs, frá yfirborði að innan“ og byggt á þeim fyrirbærum sem skipaverkfræðingar tóku saman við ræsingarprófanir, er umfang bilanaleitar þrengst.
1. Bráðabirgðagreining
Dísilvélin tókst ekki að ræsa í gegnum stjórnstillinguna (það var ýtt á „Start“ hnappinn á miðstýrðu stjórnborðinu eða staðbundinni stjórnborðinu), en hún gat ræst með því að opna aðalræsilokann handvirkt. Þar að auki virkaði dísilvélin eðlilega eftir vel heppnaða ræsingu, sem gefur til kynna að ræsilokar í strokknum, eldsneytisgjafakerfi, inntaks- og útblásturskerfi og hraðastýringarkerfi dísilvélarinnar virkuðu eðlilega.
Rétt er að taka fram að jafnvel þótt dísilvélin gangi ekki í gang, þegar bilanafyrirbæri eins og dísilvélin snýst ekki eða nær ekki ræsihraða 1, hafa hraðastýringarkerfið og eldsneytisveitan ekki enn tekið þátt í verkinu og fyrst ber að huga að bilunum í öðrum kerfum.
Við ræsingu gat eldsneytisloka-lokinn skipt á eðlilegan hátt og snúningsloki í vöktunar- og öryggiskerfinu kviknaði ekki, sem gefur til kynna að ræsis segulloka og snúningslokaloki í stýriloftrásinni virkuðu eðlilega og stjórnloftið gæti náð að aðalræsilokanum.
Þar sem dísilvélin gæti ræst með því að opna aðalræsilokann handvirkt er talið að bilun gæti verið í aðalræsilokanum.
2. Bilanaleit á aðalræsilokanum
(1) Uppbygging og starfsregla
Aðalræsiloki þessarar dísilaðalvélar er settur upp við hlið sveifarhússins, eins og sýnt er á mynd 3, og uppbygging hans er sýnd á mynd 4. Helstu þættirnir eru: efsti kubburinn, stimpillinn, stýrisfjöðurinn, afléttingarventillinn, aðalfjaðrið, aðalventillinn, ventilsæti og ventilhús.
Mynd 3: Aðalræsiventill
Mynd 4: Uppbygging aðalræsilokans
Eftir að stjórnloftið hefur verið tengt, knýr stimpillinn losunarventilinn til að færast niður. Aðalræsiloftið í lokunarhlutanum er tengt utanaðkomandi andrúmslofti í gegnum léttaropið og þrýstingurinn lækkar hratt. Þar af leiðandi getur lóðréttur þrýstingur sem verkar á ytri hlið aðalventilsins sigrast á afleiðingarkrafti lóðrétta þrýstingsins sem verkar á innri hliðinni og teygjanlega krafti aðalfjöðursins, sem veldur því að aðalventillinn lyftist upp og opnar þannig aðalræsilokann.
Á meðan á þessu ferli stendur verður kraftur stjórnloftsins sem beitt er á stimpilinn að geta sigrast á teygjanlegu krafti stýrifjöðrsins og gasþrýstingnum upp á við sem verkar á léttarlokann. Kraftástand stimpilsins er sýnt í formúlu (2).
Ef aðalræsiventillinn er opnaður handvirkt kemur þrýstingur niður á efsta blokkina með því að snúa skífunni í stað krafts stjórnloftsins, sem veldur því að losunarventillinn færist niður á við.
F_stimpill, stjórnloft > F_losunarventill, startloft + T_leiðarfjöður (2)
(2) Greining á hugsanlegum orsökum bilana
Af vinnureglunni um aðalræsilokann má sjá að lykillinn að því að opna aðalræsilokann liggur í venjulegri opnun afléttarlokans. Þess vegna er greiningin gerð út frá eftirfarandi þremur þáttum byggt á formúlu (2):
1) Ófullnægjandi stjórnloftþrýstingur, sem leiðir til lítillar þrýstings niður á stimpilinn.
Lekapunktar í stjórnloftleiðslunni eða stífla á stýrisloftstengi munu valda því að þrýstingur stjórnloftsins sem fer inn í aðalræsilokann verður lágur.
2) Aukið viðnám gegn hreyfingu afléttarlokans niður á við.
Léleg smurning á milli afléttarlokans og stýrislokans, eða ryðgunar á afléttarlokanum eða stýrishlaupinu vegna raka loftsins, mun valda því að hreyfing afléttarlokans festist og í alvarlegum tilfellum getur hann jafnvel verið algjörlega fastur.
Það er athyglisvert að ef ræsiloftþrýstingurinn er of hár mun viðnámið við niðurfærslu afléttarlokans einnig aukast verulega.
3) Erfiðleikar við að þjappa stýrifjöðrinum saman.
Stýrigormurinn er úr málmi. Ryð vegna raks lofts mun valda því að ryðvörurnar hindra eðlilega þjöppun gormsins. Of mikil hringlaga þjöppun getur valdið ör-sprungum, aukið kraftinn sem þarf til þjöppunar.
Að auki getur óviðeigandi uppsetning gormsins valdið truflunum á nærliggjandi íhlutum, sem hindrar þjöppun gormsins.
(3) Í sundur og skoðun
Eftir utanaðkomandi skoðun og sundurtöku á aðalræsilokanum til að athuga afléttarlokann og stýrisfjöðrun kom eftirfarandi í ljós:
1) Tengingar stjórnloftleiðslunnar voru eðlilegar án leka og stjórnloftstengi var ekki stífluð.
2) Afléttingarventillinn gæti hreyfst sveigjanlega í stýrisbussingunni og stýrifjöðurinn hafði ekkert augljóst ryð og engar augljósar sprungur á yfirborðinu.
3) Þrýstingur stjórnloftflöskunnar var eðlilegur, en þrýstingur aðalræsiloftflöskunnar fór yfir 3 MPa, eins og sýnt er á mynd 5.
Mynd 5: Startloftþrýstingsmælir
Háþrýstingur aðalræsiloftsins er einmitt ástæðan fyrir því að skipaverkfræðingum fannst erfitt þegar þeir opnuðu aðalræsilokann.
Þar sem bæði stjórnloftið og aðalræsiloftið eru fengnar með því að þjappa loftinu úr aðalþrýstiloftsflöskunni með þrýstingi upp á 4,7 MPa í gegnum þrýstings-minnkunarventilinn, er bilunarpunkturinn í grundvallaratriðum læstur sem þrýstings-minnkunarventillinn.
3. Úrræðaleit á þrýstings-minnkunarventilnum
(1) Uppbygging og starfsregla
Líkan af -þrýstingsminnkunarventilnum er Q/HFJM-20A. Líkamlegi hluturinn er sýndur á mynd 6 og honum er skipt í stýriventil og aðalþrýstingslækkandi loki. Innri uppbygging er sýnd á mynd 7.
Mynd 6: Q/HFJM-20A þrýstingslækkandi loki
Mynd 7: Innri uppbygging Q/HFJM-20A stýriventils (efri) og aðalventils (neðri)
Stýrisventillinn er aðallega samsettur af stilliloki, stilligormi og stilliskrúfu. Helstu þættir aðalþrýstings-minnkunarlokans eru: stimpla, aðalventilskífa og afturfjöður.
Þegar stillilokið á stýrislokanum er í upphafsstöðu er stillifjöðurinn á stýrislokanum ekki undir þrýstingi, stýriventillinn er ekki opnaður, þrýstingurinn í efri og neðri hólfum stimplsins í aðalþrýstings-minnkunarlokanum er í jafnvægi og aðallokaskífan lokar aðallokanum undir þrýstingi afturfjöðursins.
Þegar stilliloki stýrislokans er snúið réttsælis er stillifjöðrinum þjappað saman og opnar stýrislokaskífuna. Þrýstiloftsúttakið frá stýrilokanum fer inn í efra hólf stimplsins. Stimpillinn verður fyrir lóðréttum þrýstingi niður, sigrar teygjanlega kraft afturfjöðrsins og færist niður á við. Á sama tíma færist þrýstistöngin niður til að opna aðalventilskífuna. Þá fer háþrýstiloftgjafinn PN1 inn í úttakshólfið og myndar úttaksþrýstinginn PN2.
Á sama tíma fer þrýstingsloftið í úttakshólfinu inn í neðra hólf stimpilsins og verkar á neðri hluta stimplsins til að vega upp á móti þrýstingi á efri hluta stimplsins. Opnun aðalventilskífunnar minnkar þar til jafnvægi er náð.
(2) Greining á hugsanlegum orsökum bilana
Af vinnureglunni um þessa þrýstings-minnkunarventil má sjá að úttaksþrýstingurinn fer eftir opnun aðalventilskífunnar. Því stærra sem opið er, því hærra er úttaksþrýstingurinn.
Stýriventillinn gegnir stjórnunarhlutverki og aðalþrýstings-minnkunarventillinn er með sjálf-jafnvægisaðgerð. Þess vegna er greiningin gerð út frá eftirfarandi tveimur þáttum:
1) Óeðlilegt stillingargildi stýriventils.
Ef stillilokið á stýrislokanum er óvart hert, sem eykur for-þjöppun stilligormsins, eða ef stillingarfjöðurinn er eldaður eða vansköpuð, mun úttaksþrýstingur stýrilokans aukast og hefur þannig áhrif á úttaksþrýsting aðalventilsins.
2) Óeðlileg virkni aðallokans.
Vandamál eins og minnkun á teygjustuðul afturfjöðrunnar, stimpillinn festist eftir að hafa færst niður á við, skemmdir á þéttifleti á milli aðalventilskífunnar og lokasætisins eða stífla á þrýstingsstýringargatinu í neðra hólfi stimplsins mun allt valda því að opnun aðalventilskífunnar verður stærra en upphaflega jafnvægisstaðan.
(3) Bilanaleit
Stýriventillinn og aðalventillinn á þrýstings-minnkunarlokanum voru teknir í sundur. Stillifjöðrin og afturfjöðrin voru skoðuð sjónrænt og teygjukraftar þeirra prófaðir. Jafnframt var sveigjanleiki stimplahreyfingarinnar og þéttiyfirborð aðalventilskífunnar athugað vandlega. Í ljós kom að stilligormur stýrilokans var eldaður.
Eftir að búið var að skipta um stilligorm var stillilokið á stýrislokanum stillt til að gera úttaksþrýstinginn 3 MPa. Dísilvélin var prófuð til að ræsa aftur á staðbundnum og miðstýrðum stjórnborðum og gat dísilvélin ræst eðlilega.
Skipaverkfræðingarnir komust að því við ræsingarprófanir að hægt væri að ræsa dísilvélina í gegnum stjórnstillinguna eftir nokkrar „blástursaðgerðir-í gegnum“. Reyndar er þetta vegna þess að "blástur-í gegnum" aðgerðirnar neyddu þjappað loft. Eftir að þrýstingur aðalræsiloftsins minnkaði gæti stjórnloftið opnað aðalræsilokann aftur.
IV. Niðurstaða
Í þessari grein er gerð ítarleg greining og bilanaleit á óeðlilegri gangsetningu dísilvélar skipa. Niðurstöðurnar sýna að öldrun stilligormsins stýriloka þrýsti-minnkunarventilsins í þjappað-loftkerfi, sem veldur því að þrýstingur aðalræsiloftsins er of hár, er orsök bilunarinnar.
Þrjár ábendingar eru lagðar fyrir stjórnendur hafsins:
Fyrst skaltu bæta stöðlun daglegs viðhalds og viðhalda og þjónusta hvern íhlut og kerfi stranglega í samræmi við tæknilegar handbækur og leiðbeiningar.
Í öðru lagi, styrktu nám og skilning á innri mannvirkjum og sérstökum vinnureglum aðalþáttanna, sem mun hjálpa til við að ákvarða staðsetningu bilana fljótt.
Í þriðja lagi, ekki aðeins einblína á aðalvélina heldur einnig gaum að áhrifum hjálparkerfa á áreiðanleika vélarinnar.