Mặc dù chuyển động không đều của bi chỉ báo trên kim phun dầu xi lanh động cơ chính không phải là vấn đề có thể khiến động cơ chính bị kéo do gián đoạn dầu xi lanh, dẫn đến các lỗi lớn ở động cơ diesel nhưng không thể bỏ qua, và vấn đề này có liên quan chặt chẽ đến việc quản lý dầu xi lanh.
Sau đây là phân tích chuyển động không đều của bi chỉ báo kim phun dầu xi lanh đối với động cơ MAN6S26MC
Tổng quan vấn đề
Một con tàu nọ là tàu chở khí hóa lỏng được sản xuất tại Nhật Bản vào năm 1995, với động cơ chính là MAN6S26MC và được trang bị bộ phun dầu cơ học (75lubricatorsHJdrwg).
Vào mùa đông năm 2013 và 2014, bi kim phun dầu có chuyển động không đều như sau:
Trong một chuyến hành trình từ Nam Kinh đến Vũ Hán vào tháng 12 năm 2013, khi động cơ chính đang chạy ở tốc độ cao, kim phun dầu xi lanh liên tục có chuyển động không đều với các độ cao khác nhau của viên bi chỉ định cho từng xi lanh và bộ phận nạp dầu (như trong Hình 1) .
Khi đó, nhân viên máy tàu đã tháo dỡ và kiểm tra bộ phận làm nóng kim phun dầu. Ngoại trừ hiện tượng đóng cặn nghiêm trọng trên bề mặt đồng của lõi gia nhiệt của kim phun dầu, không phát hiện thấy tình trạng bất thường nào khác. Ống sưởi điện đã được làm sạch và lắp đặt lại.
Sau khi đi thuyền ở Vũ Hán, chỉ báo mức dầu của kim phun trở lại bình thường và hiển thị bình thường kể từ đó.
Người ta tin rằng lỗi này là do trục trặc của lò sưởi.
Mùa đông năm 2014, trong một chuyến đi nọ, Nam Kinh chở đầy hành lý khởi hành đến Vũ Hán. Khoảng hai đến ba giờ sau, kim phun dầu động cơ chính lại có biểu hiện chuyển động không đều (như trên Hình 2), tương tự như tình trạng năm 2013.
Lợi dụng tình trạng neo đậu tại cảng Vũ Hán, tháo dỡ lò sưởi điện và thay thế mới (cả máy thay thế và máy mới đều không phải là hàng chính hãng);
Đồng thời, tất cả các đường ống (một đoạn có đường kính 30 và một đoạn có đường kính 20), van, các khớp nối rỗng giữa thùng dầu xi lanh hàng ngày và kim phun dầu đều được tháo dỡ, kiểm tra và làm sạch, không những bất thường đã được tìm thấy;
Cuối cùng, người ta nhận thấy rằng khẩu độ khớp vuông của kim phun dầu chỉ khoảng 8. Xét rằng khẩu độ nhỏ như vậy có thể có tác dụng điều tiết dầu xi lanh đi vào kim phun, thùng chứa dầu xi lanh (có mức chất lỏng cao nhất khoảng cao hơn bình hàng ngày 1 mét) đã được kích hoạt để cung cấp cho kim phun dầu xi lanh.
Ngày hôm sau, Vũ Hán thả neo và cập bến (đi thuyền gần 3 giờ), đồng hồ đo lượng nhiên liệu phun của kim phun thỉnh thoảng xuất hiện hiện tượng dao động cao thấp bất thường nhưng tần suất giảm đáng kể.
Trong những hành trình tiếp theo, khi máy chính chạy ở tốc độ cao, người ta nhận thấy bộ phận phun dầu xi lanh NO.1/2/3 hiếm khi xuất hiện hiện tượng bất thường. Thỉnh thoảng, một hoặc hai đơn vị xuất hiện thoáng qua (khoảng vài giây). So với biên độ nhỏ rõ ràng của hành động chỉ báo bóng không đều, xi lanh NO.4/5/6 vẫn thể hiện hành động không đều, nhưng tần số giảm đáng kể. Động cơ chính tiếp tục hoạt động như vậy sau khi vận hành giảm tải vừa phải.
Đến đây, dần dần người ta nhận thấy hiện tượng này không phải do lò sưởi gặp trục trặc.
Xem xét tác động của nhiệt độ dầu, lần đầu tiên một nhiệt kế được lắp (dán) lên bề mặt kim phun dầu và người ta quan sát thấy nhiệt kế hiển thị lên đến 48 độ.
Có ý thức giảm nhiệt độ điều khiển của máy sưởi dầu xi lanh, khi nhiệt kế trên bề mặt thân kim phun hiển thị khoảng 38 độ, tần số chuyển động không đều của các viên bi giảm đáng kể và không còn hiện tượng chuyển động bất thường nữa (như trong Hình 3).
Tất nhiên, chiều cao tổng thể của viên bi chỉ báo luôn tăng lên, nguyên nhân là do nhiệt độ giảm và độ nhớt của dầu xi lanh tăng, đây là hiện tượng bình thường.
Do cùng một lượng dầu phun vào nên khi độ nhớt cao, dầu có thể đẩy bi chỉ báo nhảy lên độ cao cao hơn.
Phân tích nguyên nhân
Dựa trên cấu tạo của kim phun dầu xi lanh cơ khí và phân tích tháo gỡ, kiểm tra sau khi vận hành bất thường năm 2013 và 2014:
Nguyên nhân dẫn đến chuyển động không đều của các viên bi được chỉ định trên kim phun dầu xi lanh của động cơ chính của vòng này như sau:
Mặc dù việc kiểm soát nhiệt độ tổng thể của quá trình làm nóng dầu xi lanh tương đối thấp (dưới 50 độ), trên thực tế, trong quá trình làm nóng, dầu tạo ra bong bóng ở một bên và bong bóng hòa tan trong dầu ở phía bên kia. Do đó, sẽ có nhiều bong bóng hơn ở một khu vực nhất định gần lõi lò sưởi, trong khi sẽ có ít hoặc không có bong bóng ở các khu vực khác. Việc sản xuất và biến mất hoàn toàn bong bóng đòi hỏi một quá trình
Về cấu tạo của kim phun dầu, lõi gia nhiệt nằm ở phía dưới cổng hút của từng bộ phận phun dầu nhưng khoảng cách tương đối gần chỉ khoảng 2cm. Khu vực bong bóng sẽ mở rộng về phía cổng hút của bộ phận phun dầu, khiến bộ phận phun dầu thỉnh thoảng hút theo bong bóng, từ đó cản trở hoạt động của nó và khiến đá cẩm thạch chỉ báo chuyển động không đều. Mặc dù không quan sát thấy bong bóng ở vị trí dầu của đá cẩm thạch chỉ báo, điều này là do các bong bóng lại hòa tan trong dầu sau khi tạo áp suất.
Do sự không đồng đều của khu vực tồn tại bong bóng, sẽ có những chuyển động không đều của các kim phun dầu và bộ phận phun dầu khác nhau với độ cao khác nhau của các viên bi được chỉ định.
Vì vậy, làm nóng dầu để tạo ra bong bóng là nguyên nhân sâu xa dẫn đến chuyển động không đều của bi chỉ thị.
Việc kích hoạt kim phun dầu xi lanh của tủ chứa dầu xi lanh làm tăng mức cung cấp dầu. Trên thực tế, nó tạo áp suất cho kim phun và ngăn chặn việc tạo ra bong bóng, đặc biệt đối với các xi lanh NO.1/2/3 gần đầu vào dầu. Nó còn có tác dụng lên xi lanh NO.4/5/6, làm giảm tần suất hoạt động không đều. Tuy nhiên, điều này về cơ bản không thể giải quyết được vấn đề.
Khi tàu neo đậu, các kim phun dầu đều ở trạng thái tự động làm nóng. Do đó, khi tàu bắt đầu chạy lần đầu, kim phun dầu thực sự chứa đầy dầu nóng đã được làm nóng (khoảng 6-8L) và các bong bóng lại hòa tan trong dầu. Vì vậy, trong thời gian đầu vận hành máy chính (1-3 giờ) không quan sát thấy hiện tượng kim phun dầu bất thường
Bề mặt đồng của lõi gia nhiệt có hiện tượng đóng cặn nghiêm trọng, cho thấy nhiệt độ bề mặt cao, có thể do sau này bổ sung lò sưởi điện có công suất quá cao.
Được biết, sau khi mua từ nước ngoài về, máy sưởi điện phun dầu đã bị hư hỏng và được thay thế bằng sản phẩm trong nước thay thế. Cấu hình nguồn không chính xác nên chỉ cần làm sạch bề mặt của ống sưởi hoặc thay thế bằng sản phẩm thay thế tương tự không thể giải quyết được vấn đề về cơ bản.
Bởi vì công suất của lò sưởi điện được tính toán chặt chẽ dựa trên lưu lượng của kim phun dầu trong quá trình hoạt động bình thường, thường là khoảng 100W.
Đảm bảo rằng dầu xi lanh do kim phun dầu cung cấp cho xi lanh nằm trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, điều này đảm bảo dầu xi lanh đi vào xi lanh có độ nhớt thích hợp, tạo thành màng dầu tốt trên bề mặt ống lót xi lanh và mang lại sự bôi trơn .
Nhiệt độ dầu xi lanh quá cao hoặc không đủ không có lợi cho việc hình thành màng dầu tốt, có thể gây ra sự mài mòn bất thường trên bề mặt của ống lót xi lanh và vòng piston.
Việc hạ thấp mức điều khiển nhiệt độ của lò sưởi thực sự làm giảm thời gian làm nóng (bộ điều khiển nhiệt độ của lò sưởi ở chế độ điều khiển bật/tắt). Ở trạng thái gia nhiệt đối lưu, nó còn làm giảm nhiệt độ bề mặt của lõi gia nhiệt, từ đó làm giảm lượng bong bóng sinh ra và thu hẹp diện tích bong bóng gần lõi gia nhiệt. Tức là khu vực bong bóng nằm cách xa cổng hút của bộ phận phun dầu, cho thấy chuyển động không đều của đá cẩm thạch sẽ tự nhiên biến mất.
Các yêu cầu đối với dầu xi lanh trong sách hướng dẫn sử dụng động cơ diesel là:
Độ nhớt của dầu xi lanh đi vào ống lót xi lanh phải được kiểm soát trong khoảng 100-150cSt.
Hiện tại, dầu xi lanh được sử dụng trong vòng này là Mobil 560, nhiệt độ dầu đầu vào phải được kiểm soát ở khoảng 45 độ là phù hợp hơn.
Từ chỉ số nhiệt kế gắn trên bề mặt của bình tra dầu, có thể thấy nhiệt độ gia nhiệt cài đặt ban đầu quá cao.
Do nhiệt độ cài đặt quá cao, thời gian làm nóng của bộ gia nhiệt tăng lên, dẫn đến việc tạo ra nhiều bong bóng và tăng khả năng bị bộ phận nạp dầu hút vào, dẫn đến tăng khả năng chuyển động không đều của chỉ báo viên bi.
Vì vậy, việc kiểm soát nhiệt độ dầu có thể giải quyết cơ bản vấn đề chuyển động không đều của bi chỉ thị
Tóm lại, nguyên nhân chuyển động không đều của các viên bi chỉ định trên kim phun dầu của xi lanh động cơ chính ở vòng này là do cấu hình công suất của bộ sưởi điện của kim phun dầu của xi lanh động cơ chính không đúng và hệ thống sưởi dầu nhiệt độ quá cao.
Các biện pháp cải thiện
Từ những phân tích nguyên nhân ở trên, có thể thấy rằng việc loại bỏ hoặc giảm thiểu sự hình thành bọt khí trong dầu trong quá trình làm nóng là chìa khóa để tránh chuyển động không đều của bi chỉ báo kim phun dầu. Vì vậy, cần giải quyết các vấn đề về cấu hình nguồn và kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt của máy sưởi điện phun dầu, tập trung kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ gia nhiệt.
Tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu của hướng dẫn sử dụng động cơ diesel và kiểm soát nhiệt độ sưởi ấm.
Hướng dẫn sử dụng kim phun dầu yêu cầu độ nhớt 100-150cSt đối với dầu xi lanh ở 45 độ . Xét rằng vẫn có sự tăng nhiệt độ nhất định tại buồng phun dầu của ống lót xi lanh (nhiệt độ thành xi lanh cao hơn), tốt nhất nên kiểm soát nhiệt độ dầu nóng tại kim phun dầu ở khoảng 40 độ. Điều này có thể đảm bảo độ nhớt thích hợp của dầu xi lanh và giảm sự tạo ra bọt quá mức trong quá trình gia nhiệt bằng điện, đảm bảo hoạt động bình thường của kim phun dầu.
Tăng cường công tác kiểm tra, bảo dưỡng kim phun dầu hàng ngày, xử lý kịp thời mọi sự cố phát hiện.
Mặc dù việc kiểm soát nhiệt độ là tự động nhưng điều quan trọng là phải đo thường xuyên trong quá trình vận hành và điều chỉnh kịp thời nếu phát hiện bất kỳ thay đổi nào.
Điều chỉnh lượng phun dầu kịp thời theo sự thay đổi tải của máy chủ để đảm bảo máy chủ hoạt động bình thường.
Nếu không thể mua máy sưởi điện phun dầu từ nhà sản xuất ban đầu, cần đảm bảo các thông số của máy sưởi điện giống nhau khi sử dụng sản phẩm thay thế trong nước.
Phần kết luận
Kim phun dầu xi lanh động cơ chính là một thiết bị quan trọng để đảm bảo hoạt động bình thường của động cơ diesel. Trong quá trình bảo trì và kiểm tra hàng ngày, cần tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu trong sách hướng dẫn, thường xuyên quan sát, sờ, ngửi, nghe để đảm bảo máy luôn trong tình trạng hoạt động tốt.