1. Aperçu des défauts. Lors de l'entraînement quotidien au remorquage de ce navire, la puissance du moteur principal gauche a fortement augmenté de 35 % à 60 % à la vitesse la plus élevée (500 tr/min), puis deux bruits anormaux de « cliquetis » ont été entendus. L'ordinateur de surveillance a émis une "alarme de surcharge pour le moteur principal gauche, une alarme de limite de charge pour le moteur principal gauche", et la vitesse est immédiatement tombée à 400 tr/min (réglée à 500 tr/min). Le panneau de commande local du moteur principal a émis une série de messages d'alarme tels que "alarme secondaire pour le module d'injection de carburant, ouverture excessive de la soupape d'aspiration (papillon des gaz), non-atteinte du point de consigne de la pression de la rampe d'injection, alarme de fuite". pour l'injecteur du moteur principal gauche et la pompe d'injection de carburant, ainsi que la limite de charge pour le moteur principal gauche". En vérifiant l'écran de contrôle de fonctionnement local, il a été constaté que la pression de la rampe commune est d'environ 870 bars, ce qui est bien inférieur à la pression d'environ 1 200 bars sous cette charge (pression normale de 1000-1600 bar). Selon le manuel d'utilisation de l'hôte, après le déclenchement de la soupape de sécurité, l'hôte doit s'arrêter d'urgence et l'accumulateur doit relâcher la pression afin de réinitialiser la soupape de sécurité (pression d'ouverture de la soupape de sécurité de 1 850 bars). Après avoir communiqué avec la console du conducteur, arrêtez-vous immédiatement et vérifiez. Après vérification de l'ordinateur de surveillance, il a été constaté que les paramètres de température de l'huile du moteur principal, de température de l'eau, de température d'échappement des cylindres, de température des roulements, de détection de brouillard d'huile, etc. étaient normaux sans aucune alarme anormale.
2, Système d'alimentation en carburant du moteur principal.
Figure 1 Diagramme schématique du système de carburant
3. Processus d’analyse et de traitement des défauts. Concernant le phénomène de panne, les causes possibles sont analysées comme suit : premièrement, pression d'alimentation en carburant instable dans le système de carburant externe ; La seconde est la défaillance de la soupape de sécurité ; Troisièmement, il y a un dysfonctionnement dans l'unité de commande d'injection de carburant ; Quatrièmement, le noyau du papillon des gaz est bloqué ou le pilote de commande fonctionne mal ; Le cinquième problème est l’usure du piston de la pompe à huile haute pression.
1. Vérifiez si le système de carburant externe fonctionne correctement. Vérifiez si le système de carburant basse pression est normal. Selon les exigences de conception, la pression de sortie de la pompe à carburant ne doit pas être inférieure à 8 bars (alarme basse pression). Après inspection, la pression de sortie est d'environ 12 bars, ce qui répond aux exigences de conception, et il n'y a aucune information d'alarme dans les enregistrements de surveillance, excluant ainsi les problèmes externes du système de carburant basse pression.
2. Vérifiez et vérifiez si la soupape de sécurité fonctionne correctement. Afin de confirmer davantage le phénomène de défaut, divers paramètres de fonctionnement du moteur principal ont été consultés pour confirmer que la température de l'huile, la température de l'eau, la température d'échappement de chaque cylindre, la température des roulements, la détection du brouillard d'huile et d'autres paramètres du moteur principal étaient normaux. La porte d'inspection du carter a été ouverte pour vérifier la bielle interne du vilebrequin et d'autres composants de la carrosserie, et il n'y a eu aucune rayure ou dommage évident. Le système d'alimentation externe en carburant a été vérifié et s'est avéré normal. La voiture a explosé et a démarré pour les essais. Lorsque la vitesse locale augmentait de 300 tr/min à 500 tr/min, l'ouverture du papillon des gaz changeait de manière significative à environ 460 tr/min. Lors de la décélération de 400 tr/min à 300 tr/min, l'ouverture du papillon des gaz était de 0 % et restait inchangée, et la pression du rail fluctuait entre 1 200 bar et 1 500 bar (valeur de consigne 1 200 bar). Ensuite, la pression du rail a dépassé 1 850 bars et la soupape de sécurité a sauté. À partir des données réelles de pression du rail, il peut être confirmé que la valve est sûre.
3. Vérifiez si le module de commande de l'unité d'injection fonctionne correctement. En cas de dysfonctionnement du module de commande de l'unité d'injection ou du système logiciel, le système de surveillance hôte déclenche automatiquement une alarme. Pendant le processus de test, si la température d'échappement de l'hôte est normale et qu'il n'y a pas d'alarme, on en déduit que le module est normal.
4. Démontez et inspectez le papillon des gaz. Le régime moteur diminue et l'ouverture du papillon des gaz diminue progressivement, mais l'ouverture du papillon des gaz s'affiche sous la forme 0 %. Cependant, la pression réelle du rail a dépassé la pression d'ouverture de la soupape de sécurité et la commande du papillon des gaz ne correspond pas à l'action réelle. Par conséquent, on en déduit que le papillon des gaz pourrait être défectueux.
Afin de confirmer davantage si le papillon des gaz est endommagé, le papillon des gaz a été démonté et inspecté. Il a été constaté que l'apparence du noyau du papillon des gaz était intacte et que le pilote de commande du papillon des gaz n'a pas pu être détecté. Afin d'exclure la faute du pilote de commande du papillon des gaz, deux pilotes de commande du papillon des gaz ont été remplacés. Au démarrage, tous les paramètres étaient normaux de 300 tr/min à 500 tr/min localement. Après 10 minutes d'arrêt, la machine a été redémarrée et a fonctionné pendant 30 minutes. Tous les paramètres étaient normaux. Par conséquent, il a été déterminé qu’au moins un pilote de commande du papillon des gaz était défectueux. Après être retourné à l'usine pour des tests, il a été constaté que l'un des pilotes de commande du papillon des gaz était défectueux. Redémarrez le moteur, demandez à la cabine d'accélérer lentement, confirmez l'état de fonctionnement du moteur lorsque la charge augmente. Lorsque la charge du moteur atteint 53 %, la pression de la rampe commune du moteur affiche soudainement une alarme de basse pression, et la pression de la rampe commune n'est qu'environ 870 bars.
5. Démontez et inspectez la pompe à huile haute pression. Après avoir exclu les défauts du papillon des gaz et de l'unité d'injection, il est déduit que la cause de la pression élevée instantanée de la rampe commune est due à un dysfonctionnement de la pompe à huile haute pression elle-même. Afin d'inspecter minutieusement la pompe à huile haute pression, le navire a démonté et inspecté deux pompes à huile haute pression sur le moteur principal gauche tout en assurant la sécurité de la navigation. Il a été constaté que le piston de la pompe à huile était très usé et présentait des rayures évidentes près de l’extrémité de la came. Après le remplacement, le moteur a été redémarré et la charge a été lentement augmentée, et le moteur principal est revenu à la normale.
4, analyse du mécanisme de défaut. Le dysfonctionnement du papillon des gaz a provoqué une surcharge et une diminution du régime du moteur gauche. L'un des papillons présentait une petite ouverture en raison d'une défaillance du pilote de commande. Comme les arbres à cames des deux pompes à huile haute pression fonctionnent en alternance avec un intervalle de 60 degrés, afin de garantir que la pression du rail de sortie de la pompe à huile haute pression est stable à une certaine valeur, l'ouverture de l'autre papillon des gaz est forcément trop grand. Lorsque le papillon des gaz présente une petite ouverture, l'alimentation en carburant est insuffisante et la vitesse diminue. Ensuite, lorsque l'autre pompe à huile haute pression fonctionne, l'ouverture du papillon des gaz est trop grande, la pression du rail fluctue anormalement et la vitesse augmente et diminue soudainement. Cela entraîne une augmentation de l'usure du piston de la pompe à huile haute pression lorsque la vitesse augmente instantanément. La température de l'huile utilisée pour lubrifier le piston augmentera, la viscosité du carburant diminuera et le piston sera coincé et anormalement usé. Lorsque le défaut survient, les deux bruits anormaux sont ceux du piston. Causé par un brouillage. En raison de l'usure du piston de la pompe à huile haute pression, ses fuites augmentent. À faibles charges, la pression du rail peut être maintenue à une certaine valeur avec de petites fluctuations. Cependant, à mesure que la charge augmente, la pression du rail augmente automatiquement, provoquant une augmentation des fuites de la pompe à huile haute pression et des fluctuations anormales de la pression du rail. Cela entraîne une décompression anormale de la soupape de sécurité et empêche le moteur principal de fonctionner correctement. Les raisons de l'usure du piston de la pompe à huile haute pression sont nombreuses. Concernant le défaut lui-même, en plus de la cause de la défaillance du papillon des gaz, combiné à une installation pratique, cet article analyse et discute plusieurs aspects tels que la qualité des composants du piston, la qualité du carburant, la viscosité du carburant et l'alimentation externe en carburant.
1. Il existe certains problèmes de conception avec les composants du piston eux-mêmes. Le cycle d'inspection des composants des pistons de la pompe à huile haute pression se situe généralement entre 10 000 et 12 000 heures, alors que la pompe à huile haute pression de ce navire n'a été utilisée qu'environ 3 000 heures avant la panne. On en déduit qu’il pourrait y avoir un problème avec la qualité du piston. À partir du piston démonté, on peut constater une usure importante au niveau de l'extrémité active, comme le montre la figure 2. De plus, une petite partie de la partie supérieure de la face active n'a pas été recouverte. Les composants du piston équipés par le fabricant ont été améliorés et toutes les faces de travail du piston ont été revêtues (comme le montre la figure 3).
Figure 2 Piston usé de la pompe à huile haute pression
Figure 3 Comparaison des nouveaux et anciens pistons de pompe à huile haute pression (nouveau à gauche)
2. Le carburant peut être mélangé à des impuretés dures, ce qui entraînerait une diminution de la qualité du carburant. Le système à rampe commune haute pression a des exigences élevées en matière de qualité du carburant. Ce navire est équipé de deux systèmes de filtration avant que le carburant n'entre dans la machine. Lors de l'inspection, il a été constaté que l'un des filtres lui-même présentait des problèmes de qualité. La bague d'étanchéité du filtre était défectueuse lors du montage et il n'y avait pas de trous résiduels visibles au bas du filtre. Seul un bouchon a été utilisé pour le bloquer, ce qui a permis aux impuretés restant au bas de la bague d'étanchéité du filtre de pénétrer dans le moteur après son endommagement, permettant ainsi à des impuretés dures d'exister dans le carburant.
3. La température du carburant est trop élevée et la viscosité du carburant est faible. La lubrification du piston de la pompe à huile haute pression de ce type de moteur est assurée par de l'huile de fuite de carburant haute pression. Les paramètres liés au carburant définis dans les données principales du moteur sont basés sur le réglage 0 # diesel, qui exige que la température d'entrée du carburant ne dépasse pas 45 degrés. Cependant, ce navire consomme -10 # de carburant dans le nord. D'après les paramètres de température réels détectés, la température d'entrée de carburant est de 30 degrés, la vitesse est de 460 tr/min et la charge est de 54 %. La température du tuyau d'huile haute pression a déjà atteint 50 degrés. À 50 degrés, la viscosité mesurée du -10 # diesel est de 2,017 cst et la viscosité standard des données du moteur principal n'est pas inférieure à 1,9 cst. Comme le montre la figure 4, la température de l'huile est de 54 degrés C et la viscosité a atteint la valeur critique.
Figure 4-10 # Courbe de variation de la viscosité du diesel
Le tableau 1 montre les paramètres mesurés du moteur principal lors d'un fonctionnement deux sur quatre. La température interne de l’huile a été estimée en mesurant les fuites d’huile de la pompe à huile haute pression. Les données montrent que lorsque la charge du moteur principal atteint environ 55 %, la température de l'huile a dépassé la valeur critique et la viscosité du carburant est insuffisante, ce qui accélère l'usure du piston de la pompe à huile haute pression.
4. La pression de la rampe d'injection basse pression est instable. Le manuel d'utilisation de l'hôte exige une plage de pression de rampe d'injection basse pression de 11-12 bar. En pratique, il a été constaté que lorsque la charge du moteur dépasse 80 %, la pression de la rampe d'alimentation en carburant basse pression fluctue entre 9,5 et 1,12 bar et la pression d'alimentation en carburant basse pression est insuffisante, ce qui aggrave encore la température de fonctionnement du moteur à haute pression. -pompe à carburant sous pression.
5, Suggestions d'utilisation de la pompe à huile haute pression. 1. Des améliorations techniques ont été apportées aux canalisations et aux pompes à carburant du rail basse pression, augmentant l'admission de carburant et la pression du rail basse pression pour garantir que l'alimentation en carburant basse pression répond aux normes. 2. Vérifiez régulièrement les fuites de carburant de la pompe à carburant haute pression, analysez l'état de fonctionnement de la pompe à carburant haute pression grâce au Big Data et recommandez de démonter et d'inspecter le piston de la pompe à carburant haute pression tous les 2 000. heures de fonctionnement ou lorsque la fuite augmente de façon exponentielle. 3) Lorsque la charge du moteur est élevée, la viscosité du -10 # diesel diminue et ne peut pas obtenir d'effet de lubrification. Une utilisation à long terme entraînera progressivement une mauvaise lubrification du piston de la pompe à huile haute pression et une usure progressive, raccourcissant ainsi la durée de vie. Il est recommandé d'utiliser du carburant diesel 0 # dans des conditions où la température ambiante externe le permet. 4) La fuite interne d'huile dans la pompe à huile haute pression est causée par un pipeline connecté du corps de la pompe à la partie supérieure du noyau du papillon des gaz, puis déversé dans le «tuyau d'huile de fuite de l'injecteur de carburant et de la pompe à carburant». En cas de bruit anormal ou de déclenchement de la soupape de sécurité dans la pompe à huile haute pression, l'usure de la pompe à huile haute pression peut être déterminée en retirant le pilote de commande du papillon des gaz (en fermant le robinet de carburant à l'avance) et en observant s'il y a du fer. limaille sur la partie supérieure du corps du papillon des gaz.