I. Présentation des défauts
Le moteur diesel d'un certain navire est un moteur à courant direct direct B&W 60MCE, avec des vannes d'échappement actionnées hydrauliques et des ressorts à air pour la fermeture. Fabriqué au Japon, ce moteur a une puissance nominale de 15, 000 Horsepower *** sa température de fonctionnement normale de 330 degrés. Cette anomalie a déclenché une alarme pour une déviation significative dans la température d'échappement et a entraîné une réduction automatique de la vitesse. Le son de frappe de ce cylindre était notamment différent des autres cylindres. Étant donné que le navire naviguait à travers un canal occupé, il n'était pas possible de s'arrêter pour une inspection immédiate; Ainsi, le navire a continué à une vitesse réduite jusqu'à ce qu'il puisse ancrer en toute sécurité à l'extérieur du détroit pour les réparations.
Lors du démontage, il a été découvert que le disque de soupape et le siège présentaient une usure sévère et avaient deux zones de dommages thermiques importants. Tout au long de ses antécédents opérationnels, le moteur fonctionnait généralement à des charges inférieures à 75%, avec des températures de sortie d'eau de refroidissement de la doublure de cylindre autour de 85 degrés et lubrifier les températures d'huile à moins de 45 degrés. Ces conditions de fonctionnement ont exclu la possibilité de dommages à la valve dus à une surcharge ou une contrainte thermique excessive. Cependant, la valve a clairement produit un son de frappe anormal, et il y avait des preuves de fuite d'huile à l'articulation du tuyau d'huile à haute pression responsable de l'actionnement de la valve. En remplaçant l'ensemble de la soupape et en reconditionnant la surface d'accouplement du joint de tuyau d'huile pour assurer un scellage approprié, le problème de coups a été temporairement résolu. Néanmoins, au cours du voyage suivant, des incidents similaires se sont produits deux fois, posant des problèmes de sécurité et augmentant considérablement les coûts de pièces de rechange. Par conséquent, une analyse approfondie de la cause profonde est essentielle.
Ii Analyse des causes de défauts
1. Principe de travail de la vanne d'échappement et de son mécanisme d'ouverture et de clôture
La figure 1 illustre un diagramme simplifié de la structure de la soupape d'échappement pour le moteur diesel L60MC.
Figure 1 Diagramme simplifié de la structure de la vanne d'échappement du moteur diesel L60MC
Cette valve adopte un ascenseur hydraulique et un dispositif de fermeture pneumatique. Il remplace le mécanisme de clôture de la force de ressort relativement complexe d'origine par un simple mécanisme de clôture d'air comprimé, qui non seulement réduit considérablement le travail de maintenance du dispositif de soupape d'échappement, mais réduit également le son de frappe lors de son ouverture et de sa fermeture. Ce dispositif de soupape d'échappement a deux caractéristiques: premièrement, une turbine 9 est installée à la partie inférieure de la tige de soupape d'échappement, qui tourne la tige de soupape sous l'action de l'énergie cinétique d'échappement, améliorant ainsi le contact de la surface de la soupape, ce qui fait l'usure de l'uniforme de surface de la soupape et de la distribution de température autour de l'uniforme de surface de la valve, et empêchant la surchauffe locale de la tête de soupape. Deuxièmement, un cylindre hydraulique à ouverture de soupape 1 et un piston de cylindre hydraulique 2 sont installés dans le haut du boîtier de soupape de la tige de soupape, et un cylindre d'air de fermeture de soupape 5 et un piston de cylindre à air sont installés dans la partie supérieure de la soupape de la tige de soupape logement. Le piston du cylindre d'air est verrouillé sur la tige de soupape à travers deux blocs de serrage à moitié coniques 3, une plaque de pression et une rainure d'anneau sur la tige de soupape. L'air de travail à partir de la source d'air de commande est réduit à 7 kg / cm et entre dans le cylindre d'air de fermeture de la soupape à travers un clapet anti-retour et maintient cette pression à l'état fermé pour assurer un joint serré entre la soupape et le siège de soupape. Lorsque la soupape d'échappement est ouverte en fonction de l'exigence de synchronisation, l'huile de travail à haute pression pénètre dans le cylindre hydraulique d'ouverture de la soupape, agit sur le piston de cylindre hydraulique, surmonte la force de l'air fonctionnel dans le cylindre d'air de fermeture de la valve et le gaz d'échappement dans la Cylindre moteur diesel et soulève la vanne d'échappement ouverte. À l'heure actuelle, la pression d'air de travail dans le cylindre d'air de fermeture de la soupape monte à 17 kg / cm (dépassant 20 kg / cm, la soupape de sécurité 6 s'ouvre). Lorsque la soupape d'échappement est fermée en fonction de l'exigence de synchronisation, l'huile de travail dans le cylindre hydraulique d'ouverture de la soupape revient et le piston du cylindre d'air monte sous l'action de la pression d'air qui fonctionne et ferme progressivement la valve d'échappement.
L'huile de travail pour ouvrir la vanne provient du mécanisme d'entraînement de la soupape d'échappement, comme le montre la figure 2.
Figure 2 Mécanisme d'entraînement de la soupape d'échappement
L'huile de lubrification du système de lubrification des roulements de croisement, après avoir été dépressurisée, pénètre dans le cylindre du mécanisme d'entraînement 4 à travers le clapet anti-trace d'aspiration 2. Le piston 5 dans le cylindre est contrôlé par la came d'échappement 9, le rouleau, la tige de poussée 7 et le ressort 6 et le ressort 6 . vers le haut. Une fois que le piston se déplaçait au point où il ferme le trou de papillon de la vis de réglage 1, il commence à comprimer l'huile de travail dans le cylindre, provoquant une augmentation rapide de sa pression (la soupape de sécurité 3 s'ouvre lorsque la pression d'huile dépasse 300 kg / cm). Ensuite, il entre en haut de la soupape d'échappement à travers le tuyau d'huile à haute pression et pousse le piston du cylindre hydraulique pour ouvrir la soupape d'échappement [2].
2. Facteurs affectant le coup de la soupape d'échappement
Le son de frappe de la soupape d'échappement se produit généralement lorsque la valve se ferme. Il y a généralement deux situations. La première est que le disque de soupape ou le siège de soupape de la soupape d'échappement est excessivement porté, provoquant un coup en raison du petit espace en haut de la tige de la valve lors de la fermeture. Cela peut être résolu en remplaçant la soupape d'échappement ou le siège de soupape.
La situation la plus courante est causée par des fuites graves dans le système hydraulique.
Dans des conditions de maintenance normales, ce type de dispositif de soupape d'échappement ne produit pas de sons de frappe évidents lors de la fermeture. Il y a deux raisons à cela. Premièrement, lors de la fermeture, la pression d'air de travail dans le cylindre d'air de fermeture diminue progressivement et la vitesse de clôture ralentit progressivement. Deuxièmement, lors de la fermeture, le piston dans le cylindre du mécanisme de conduite descend le long du bord descendant de la came de soupape d'échappement avec le rouleau, et l'huile de travail dans le cylindre hydraulique d'ouverture est progressivement retournée en raison de l'effet d'aspiration du piston, qui agit comme Un tampon similaire à un coussin d'huile.
Lorsque le piston descend à l'ouverture du trou de vis de réglage, il est proche de la fin du processus de clôture. Une partie de l'huile de travail est libérée à travers le trou de papillon pour s'assurer que la soupape et le siège de soupape sont étroitement fermées.
Par conséquent, une fuite sévère d'huile dans le système hydraulique, provoquant une baisse rapide de la pression d'huile pendant le processus de clôture, ou l'ouverture trop du trou de vis de réglage, détruira l'effet tampon similaire à un coussin d'huile, ce qui entraîne un coup de frappe lorsque la vanne La tête a un impact sur le siège de soupape sous l'action de la pression de clôture de l'air.
À partir de cela, on peut savoir que le son de frappe lorsque la vanne d'échappement se ferme peut être éliminée en ajustant le volume total de décharge d'huile dans le système hydraulique. Le volume total de décharge d'huile du système hydraulique comprend le volume de libération du trou de vis de réglage et le volume de fuite du système hydraulique. Il est nécessaire d'éviter que les deux phénomènes extrêmes du volume total de décharge d'huile soient trop petits et trop grands.
Iii. Méthodes de dépannage
Une fois que le bruit de coup anormal s'est produit dans la valve d'échappement, en touchant le tuyau d'huile à haute pression du mécanisme d'entraînement de la soupape d'échappement au cylindre hydraulique d'ouverture de la soupape d'échappement, une forte force d'impact pourrait être ressentie, ce qui était beaucoup plus fort que celui des autres cylindres , et il y a eu une fuite d'huile au niveau du pipe d'huile. Ainsi, on pourrait conclure que la pression d'huile était trop élevée lors de l'ouverture de la valve. Dans le même temps, sur la base du son, il a été jugé que le son de frappe provenait principalement de la fermeture de la valve, et il a été initialement conclu qu'il a été causé par le disque de soupape en collision avec le siège de la valve en raison de sièges trop rapides. L'ingénieur en chef a d'abord réglé la vis de réglage dans le mécanisme d'entraînement de la soupape d'échappement, fermant progressivement la soupape pour réduire la libération d'huile de travail à travers le trou de vis de réglage jusqu'à ce qu'il soit complètement fermé, mais le son de frappe anormal n'a toujours pas disparu. Cela a indiqué que le coup n'a pas été causé par le retour rapide du système hydraulique. Enfin, l'ensemble de soupape d'échappement a dû être remplacé après l'arrêt du moteur et la fuite d'huile a été éliminée en broyant le joint de tuyau d'huile. Après réinstallation, il est finalement revenu à la normale. Plus tard, lorsque l'assemblage de soupape retiré a été démonté, à l'exception de l'usure sévère et de deux marques de brûlures sévères sur le disque de soupape et le siège de soupape en raison du coup anormal, aucune autre anomalie n'a été trouvée. Les conditions d'étanchéité du cylindre hydraulique d'ouverture de la soupape d'échappement et du cylindre d'air de fermeture étaient tous deux bons. Bien que la faute a été éliminée, la vraie cause n'a pas été trouvée à ce moment-là. Ce n'est qu'au prochain voyage lorsque le phénomène s'est produit à nouveau que tout le monde a porté une attention particulière et l'a analysé intensivement, et a finalement trouvé le nœud du problème. Il s'est avéré que la faille se trouvait dans la soupape de sécurité du cylindre d'air de fermeture. Lors de l'ouverture de la valve, la valve n'a pas réussi à s'ouvrir normalement, entraînant une pression de dos excessive et une forte augmentation de la pression d'huile de conduite, provoquant une fuite d'huile à l'articulation. Lors de la fermeture de la valve, en raison de la pression d'air excessive dans le cylindre d'air de fermeture, la valve s'est fermée trop rapidement, provoquant un fort impact et un coup de coup anormal, et le disque de soupape et le siège de soupape ont été sévèrement usés, ce qui a encore conduit à une mauvaise étanchéité, affectant la combustion et augmentant la température d'échappement du cylindre. La fois précédente, la soupape de sécurité a été ouverte sous une très haute pression en raison de l'élimination de la fuite du tuyau d'huile, rétablissant ainsi le fonctionnement normal. Après avoir démontré et inspecté la soupape de sécurité, il s'est avéré très sale et a eu de la rouille. Enfin, la valve a été remplacée et le phénomène ne s'est pas produit à nouveau dans les opérations suivantes, et la faille a été complètement éliminée.