Voznitskiy_-_Sudovye_dizeli_i_ikh_expluatatsia

считая от средних значений для всех цилиндров, при номинальных

личного расположения выпускных патрубков отдельные термомет­ ры всегда показывают завышенную температуру газов по сравнению с другими цилиндрами. Поэтому показания этих термометров необ­ ходимо сравнивать с данными стендовых и ходовых испытаний ди­ зеля.

Последовательность операций при регулировании главных крейцкопфных дизелей: анализируют параметры в отдельных ци­ линдрах; выравнивают нагрузку p t по цилиндрам; регулируют максимальное давление сгорания р2, предполагая, что давление рс уже отрегулировано.

При выравнивании нагрузки по цилиндрам следует избегать регулирования ТНВД на увеличение подачи топлива, чтобы не на­ рушать его нулевую подачу. У тронкового дизеля нет индикатор­ ных приводов* поэтому с помощью пиметра определяют среднее давление по времени р%в цилиндрах, рг и рс — максиметром (или по диаграммам-гребенкам). В остальном регулирование не отлича­ ется от регулирования главных дизелей.

После окончательного (динамического) регулирования дизе­ ля измеряют расход топлива и цилиндрового масла. При необходи­ мости регулируют масляные лубрикаторы. Все данные по регулиро­ ванию заносят в формуляр, и они являются исходными при регули­ ровании и оценке технического состояния прецизионных элемен­ тов топливной аппаратуры.

15.3. Основные неисправности в работе

Неполадки в работе дизелей чаще всего возникают из-за несоб­ людения Правил технической эксплуатации, неправильного ре» гулирования отдельных его узлов и механизмов, недоброкачест­ венного ремонта или чрезмерного износа и поломок деталей. Каж­ дая неисправность должна быть тщательно проанализирована: не­ обходимо выяснить и установить причины, ее вызывающие, и при­ нять меры, исключающие возможность возникновения подобной неисправности в дальнейшем.

Быстрое установление причины неисправности обеспечивается определенной последовательностью операций при ее нахождении. Рекомендуется метод последовательного исключения: в первую очередь необходимо проверить наиболее простые, а затем перехо­ дить к более сложным причинам. Рассмотрим характерные неисправ­ ности.

При пуске на воздухе коленчатый вал остается неподвижнымf качается, не совершая полного оборота, или вращается с частотой,

320

недостаточной для пуст. Причины: закрытие запорного клапа­ на на пусковом баллоне или пусковом трубопроводе; не выключено валоповоротное устройство или заедание его блокировочного зо­ лотника; зажатие тормоза валопровода или дейдвудного сальника; задевание гребного винта за препятствие или на него намотан трос; закрытие выпускного трубопровода; недостаточное давление воз­ духа в пусковых баллонах; неисправность какого-либо узла пуско­ вой системы (заедание главного пускового клапана, пускового кла­ пана цилиндра или золотника воздухораспределителя, засорение или повреждение труб от воздухораспределителя к пусковым кла­ панам); нарушение воздухораспределения (несвоевр еменное откры­ тие золотников воздухораспределителя, неправильное присоедине­ ние труб от воздухораспределителя к пусковым клапанам); наруше­ ние газораспределения (открытие и закрытие газораспределитель­ ных клапанов).

Дизель запускается на воздухе, но останавливается при переводе на топливо. Причины: топливо не поступает к ТНВД или поступает в недостаточном количестве; попадание в топливную систему возду­ ха или наличие в топливе воды; высокая вязкость топлива; топ­ ливо не поступает в некоторые цилиндры вследствие неисправности ТНВД, неправильной установки их нулевой подачи или отключе­ ния регулятором при наличии заедания в регуляторе или приводе от регулятора к ТНВД; замкнута электрическая цепь остановочного соленоида регулятора; не сквитировано срабатывание защиты ди­ зеля; неудовлетворительное состояние форсунок, открытие или про­ пуски их воздушных клапанов; уменьшение угла опережения пода­ чи топлива; низкое давление в конце сжатия; дизель недостаточно прогрет.

Дизель не останавливается при переводе рукоятки (штурвала) управления в положение «Стоп». Причины: неправильное установ­ ление или нарушение нулевой подачи ТНВД; заклинивание рейки отдельных насосов; неправильная установка или заедание привода от регулятора к насосам; неисправность регулятора.

Частота вращения ниже номинальной при неизменном положе­ нии топливной рукоятки. Причины: самопроизвольное выключе­ ние из работы одного или нескольких цилиндров из-за неисправно­ сти ТНВД или форсунки; недостаточное давление топлива перед ТНВД вследствие загрязнения топливного фильтра или неисправ­ ности топливоподкачивающего насоса; плохое распыливание топ­ лива из-за неисправности ТНВД, форсунок или высокой вязкости топлива; содержание в топливе воды; низкое давление или высокая температура наддувочного воздуха вследствие загрязнения воздуш­ ных фильтров, проточных частей турбокомпрессоров или воздухо­ охладителей; повышенное противодавление в выпускном тракте ди­ зеля вследствие закоксовывания выпускных окон во втулках, за­ грязнения выпускных патрубков, газовых турбин, выпускного кол­ лектора или утилизационного котла; повышенное сопротивление

321

движению судна из-за встречного ветра, мелководья, обрастания корпуса и т.п.; заедание поршня; неисправность регулятора часто­ ты вращения.

Дизель внезапно останавливается. Причины: срабатывание ре­ гулятора безопасности или системы защиты дизеля но давлению мас­ ла или воды; непоступление топлива в ТНВД из-за его отсутствия в расходной цистерне, срабатывания быстрозапорного клапана или неисправности топливоподкачивающего насоса; попадание в топли­ во воды, воздуха или газов.

Дизель идет «вразнос». Причины: наличие топлива или масла в ресивере наддувочного воздуха; заедание или обрыв привода от регулятора к ТНВД при одновременном сбросе нагрузки (потеря гребного винта, поломка лопастей или. гребного вала); неисправ­ ность регулятора безопасности,

Повышенная температура выпускных газов одного цилиндра. Причины: перегрузка цилиндра; плохое распыливание топлива изза неисправности форсунки (неплотность или заедание иглы, износ или закоксовывание сопловых отверстий, трещина в распылителе) или ТНВД (неплотность нагнетательного клапана или поломка его пружины, пропуски в рабочей полости и т.п.); закоксовывание вы­ пускных и продувочных окон; неплотность или заедание вы­ пускного клапана; поздняя подача топлива в цилиндр из-за износа плунжерной пары ТНВД или малого угла опережения подачи топ­ лива; недостаточное давление в конце сжатия из-за увеличения вы­ соты камеры сжатия, нарушения фаз газораспределения, износа, загорания или поломки поршневых колец.

Выпускные газы имеют темную окраску. Повышена температура выпускных газов всех цилиндров. Причины: перегрузка дизеля; за­ коксовывание выпускных и продувочных окон; плохое распыли­ вание топлива из-за неисправности топливной аппаратуры, высокой вязкости топлива, уменьшение давления наддувочного воздуха или увеличение его температуры вследствие падения барометриче­ ского давления, загрязнения воздушных фильтров турбокомпрес­ соров или их проточных частей; недостаточная подача в воздухоох­ ладители охлаждающей воды; воспламенение масла в подпоршневом пространстве; возрастание сопротивления выпускного тракта.

Выпускные газы имеют голубую (или темную) окраску. Причины: высокое давление в системе смазки; высокий уровень масла в карте» ре или большая подача масла лубрикаторами; неправильная уста­ новка илисильный износ маслосъемных колец; маслотечная тре­ щина в головке поршня.

водотечность воздухоохладителя или охлаждение воздуха ниже «точки росы».

Сильные стуки и шум во время работы дизеля. Причины: пере­ грузка цилиндра; увеличение угла опережения подачи топлива

322

(стук при положении поршня в ВМТ); заедание одного из поршней (глухой нарастающий или резкий металлический стук, повторяю” щийся при каждой перемене хода поршня); увеличение зазора меж­ ду втулкой и направляющей частью поршня (металлический стук постоянной силы); большие зазоры в шатунных подшипниках (глу­ хой нарастающий или резкий металлический стук); большие зазоры, заедания штоков или поломки пружин (стук клапанов); подрывают («стреляют») предохранительные клапаны из-за перегрузки отдель­ ных цилиндров, большого угла опережения подачи топлива, попадания воды в цилиндр или слабой затяжки пружины предохрани­ тельного клапана; повреждение подшипников, неуравновешенность ротора при неравномерном загрязнении или повреждении лопаток, помпаж (шум и вибрация турбокомпрессора); неправильное натяже­ ние цепи, работа в зоне опасных крутильных колебаний, нарушение центровки или плохая смазка (шум и стуки в цепной или зубчатой передаче).

15А Дефекты и повреждения остова

Причины дефектов. Причинами возникновения дефектов и по™ вреждений деталей дизеля могут быть: эксплуатационные (наруше­ ние Правил технической эксплуатации, несоблюдение сроков профи­ лактических осмотров и ремонтов, особые условия эксплуатации' судна) и производственные (несовершенство.конструкции, примене­ ние недоброкачественных материалов, нарушение технологии из­ готовления и монтажа).

Фундаментная рама. Для рамы характерны деформации, трещи­ ны, задиры постелей рамовых подшипников, взрыв в картере мас­ ляных паров.

Деформация рамы возможна при посадке судна на грунт и после выхода его из дока (обнаруживается по изменению раскепов колен­ чатого вала, неудовлетворительной работе рамовых подшипников, деталей ЦПГ или валопровода). Изгиб фундаментной рамы обычно также является следствием деформации корпуса при загрузке судна

ипри плавании на волнении (обнаруживается по существенному уве­ личению вертикальных раскепов коленчатого вала в сторону отри­ цательных значений). В результате общего изгиба корпуса судна в полном грузу возможен даже отрыв рамы от некоторых фундаментных клиньев из-за увеличения напряжений в фундаментных болтах

иснижения усилия их затяжки. Продольный изгиб рамы вследст­ вие тепловой деформации дизеля в целом (верхняя часть дизеля на­ гревается больше, чем нижняя) также имеет форму перегиба, что вызывает дополнительное увеличение вертикальных раскепов вала в сторону отрицательных значений. Уменьшение усилия прижатия к фундаментным клиньям снижает жесткость их соединения и со­ провождается перемещениями рамы относительно судового фунда­ мента. В результате изнашивания при фретинге клиньев еще боль­

323

ше снижается усилие затяжки фундаментных болтов, часть дизеля (носовая, кормовая или обе) состороны изношенных клиньев опу­ скается и изгиб рамы со временем увеличивается.

На рис. 15.4, а показано изменение формы фундаментной рамы МОД в процессе эксплуатации судна: 1 — при постройке; 2 — в на­ чальный период эксплуатации в полном грузу; 3 — через 30 тыс. ч

Силы, воспринимаемые рамой от изгиба корпуса судна, в сочета­ нии с силами, действующими от коленчатого вала, создают сложные напряжения, которые в наиболее опасных сечениях могут превы­ сить допустимые значения и явиться одной из причин появления трещин 5 (рис. 15.4, в ) в раме. Другими причинами возникновения

Рис. 15.4, Повреждения деталей остова:

324

трещин в раме могут быть; неравномерная затяжка или слабина фундаментных болтов, сильная вибрация корпуса судна, некачест­ венная сварка, ослабление затяга анкерных связей. В последнем случае пролет поперечной балки рамы, воспринимающей давление газов pZf увеличивается с I до L (рис. 15.4, г); напряжения в сече­ ниях, проходящих через трещину 6, возрастают; в результате воз­ можно раскрытие стыка блока и рамы из-за ее прогиба и образова­ ния наклепа.

Трещины в масляном поддоне рамы, приводящие к утечке масла, но не влияющие на общую прочность остова дизеля, чаще всего яв­ ляются результатом гидравлических ударов, возникающих при уда­ рах кривошипов о поверхность масла (при его повышенном уровне в картере или неудовлетворительной конструкции системы слива в сточную цистерну), большой жесткости соединения поддона с мас­ лоотводной трубой или его вибрации.

Для предотвращения выгиба фундаментной рамы при загрузке судна иногда задают ей предварительный прогиб (вниз) путем подъ­ ема монтажными клиньями носовой, кормовой или обеих частей ра­ мы. При расположении дизеля в средней части судна для компенса­ ции выгиба фундаментной рамы и обеспечения надежной работы ра­ мовых Подшипников иногда целесообразно задать предварительный прогиб ие фундаментной раме, а оси коленчатого вала (путем шабров» ки нижних вкладышей рамовых подшипников обеспечивают положи» тельные раскепы для средних цилиндров дизеля).

Болты крепления деталей остова работают надежно только при достаточной жесткости соединения скрепляемых деталей. При пло­ хой подгонке опорных поверхностей возникает вибрация в местах неплотного соединения, что может привести к наклепу, обрыву бол­ тов и появлению трещин в соединительных фланцах. Поэтому уста­ новка каких-либо прокладок между сопрягаемыми деталями остова недопустима; плотность их соединения должна быть обеспечена шаб­ ровкой. Во время работы дизеля (особенно в начальный период экс­ плуатации после монтажа на судне) под действием знакопеременных нагрузок происходят усадка поверхностных слоев металла в сти­ хах соединений и вытяжка соединительных болтов (даже если на^ грузки не превышают предела упругости их материала). При этом плотность соединения нарушается, в стыке появляется зазор и бол­ ты нагружаются дополнительными динамическими силами. Под дей­ ствием возросших знакопеременных нагрузок увеличиваются оста­ точная деформация соединительных болтов, зазор в стыке и допол­ нительные динамические силы. В результате некоторые болты мо­ гут оборваться, хотя при. монтаже деталей остова плотность их сое­ динения была обеспечена нормальным обжатием гаек.

Вытяжка и обрыв соединительных болтов возможны также при чрезмерной или неравномерной их затяжке, неплотном прилегании опорных поверхностей гаек (болт будет испытывать дополнительно изгибающие напряжения). Для предотвращения обрыва болтов и по»

325

вреждения скрепляемых поверхностей деталей остова необходимо систематически контролировать обжатие их гаек, особенно в на­ чальный период работы, когда происходит вытяжка болтов.

Ослабленные гайки крепления фундаментной рамы, установлен­ ной на клиньях, необходимо обжимать только после проверки плот­ ности посадки ослабленного участка рамы на клинья. В противном случае после обжатия гаек рама окажется деформированной и на­ рушится ось коленчатого вала.

Задиры постелей рамовых подшипников в практике эксплуа­ тации иногда появляются при демонтаже или монтаже на место ниж­ него вкладыша. Для предотвращения этого рекомендуется поддер­ живать коленчатый вал домкратами.

Взрыв в картере масляных паров может привести к наиболее тя­ желым повреждениям деталей остова и особенно станины. Основ» ными причинами взрывов являются: перегрев деталей движения или ЦПГ вследствие их неравномерности или перегрузки дизеля; пропуск газов в картер; неисправность вентиляционного устройства картера; открытие картерных щитов после длительной работы дизе­ ля раньше, чем это предусмотрено инструкцией по эксплуатации.

Для предотвращения взрывов в картере необходимо: поддержи­ вать дизель в хорошем техническом состоянии и не допускать его перегрузки; открывать картерные щиты не ранее чем через 15— 30 мин (в зависимости от конструкции дизеля и интенсивности вентиляции картера) после остановки; регулярно (в соответствии с инструкцией) проверять исправность работы детекторов плотности масляных паров в картере и системы его вентиляции.

Рубашки (блоки) цилиндров» Для рубашек характерны следую­ щие повреждения: трещины; повреждения омываемых водой по­ верхностей (обнаруживают по появлению в месте образования тре­ щин воды, налетов соли или накипи),

Трещины в рубашках могут возникнуть в результате: деформа» ции фундаментной рамы и всего остова дизеля (см. рис. 15.4, б); чрезмерной или неравномерной затяжки шпилек крепления ци­ линдровых крышек (рис, 15.4, д, трещина 7), анкерных связей, шпилек соединения рубашек со станиной (или блока с рамой); вы­ сокого давления или гидравлического удара в цилиндре; недоста­ точного зазора между втулкой цилиндра и рубашкой в посадочных поясах; длительной эксплуатации без перепрессовки втулки, в ре­ зультате чего радиальный зазор забивается грязью, накипью или солью; увеличения диаметра -резиновых уплотнительных колец втулки; деформации втулки вследствие ее перегрева, быстрого уве­ личения нагрузки непрогретого дизеля или воспламенения масла в продувочном поясе цилиндра (рис. 15,4, е, трещина 8); плохой при­ гонки опорной поверхности рубашек (блока) или наклеп на ней вследствие ослабления затяжки анкерных связей; остаточных ли­ тейных напряжений или дефектов отливки блока.

326

Повреждения омываемых водой поверхностей рубашек цилинд­ ров (особенно посадочных буртов) являются результатом коррозии и кавитационной эрозии. Коррозия происходит в результате окис­ ления металла под воздействием хлоридов и растворенного в воде кислорода и часто сопровождается электрохимическими процессами, В тронковом дизеле кавитационные разрушения вызываются глав­ ным образом высокочастотными вибрациями цилиндровых втулок под действием ударов тронков поршней при изменении направле­ ния нормальной силы. У крейцкопфного дизеля иногда происходят кавитационные разрушения в верхней части блока вследствие высо­ кой местной скорости охлаждающей воды в районе выхода ее из ру­ башечного пространства. Наибольшие кавитационные разрушения возникают при температуре воды 50—60 °С, при которой вода имеет наибольшие силы поверхностного натяжения.

Для предотвращения возникновения трещин в рубашке (блока) цилиндров при запрессовке новой цилиндровой втулки необходимо проверить ее размеры, обеспечивающие необходимые зазоры в поса­ дочных местах для свободного теплового расширения втулки в ра­ диальном и осевом направлениях. Тугая посадка втулки в блок не­ допустима. При осмотре поверхностей рубашки (блока), омываемых охлаждающей водой, особое внимание следует уделять проверке по­ садочных буртов и поясов. Для определения возможной деформа­ ции блока, изменения размера вследствие коррозии, а также с целью получения данных для проточки красно-медных уплотнительных поясков новой цилиндровой втулки (их протачивают с припуском 0,05—0,1 мм) посадочные пояса обмеряют с точностью до 0,01 мм. Для предотвращения коррозии и кавитационной эрозии блока необ­ ходимо регулярно контролировать качество охлаждающей воды и своевременно ее обрабатывать (в соответствии с инструкцией вво­ дить присадку).

Анкерные связи* Обрыв связей (обнаруживают по резкому из­ менению раскепов коленчатого вала, перемещениям рубашек ци­ линдров относительно станины) обычно является результатом: не­ равномерной, недостаточной или чрезмерной их затяжки; изгиба остова вследствие деформации корпуса судна; неперпендикулярности опорных поверхностей гаек осям связей; вибрации связи вслед­ ствие ослабления распорных винтов; быстрой нагрузки непрогретого дизеля.

Цилиндровые крышки» Для крышек характерны следующие по­ вреждения: в верхнем днище крышки; трещины; обгорание и кор­ розия огневого днища; прогорание опорного уплотнительного бурта и пропуск газов (трещины обнаруживают по появлению воды либо налетов накипи или соли в месте образования трещины, повышен­ ной температуре охлаждающей воды цилиндра, перегреву воды в расширительной цистерне, пузырькам газа в контрольном, стекле трубопровода охлаждающей воды» пониженной температуре выпуск-

327

иых газов и их белой окраске, «стрельбе» предохранительного кла­ пана цилиндра).

Трещины в верхнем днище крышки чаще всего возникают при чрезмерной или неравномерной затяжке крепежных шпилек крыш­ ки, корпусов клапанов или форсунок, а также вследствие коррозии охлаждаемых поверхностей, вызывающей снижение усталостной прочности металла.

Трещины в огневом днище или в стенках отверстий под выпускной, пусковой, индикаторный клапан или форсунку (трещины 1—6 на рис. 15.5, а, б) обычно являются результатом высоких напряжений (главным образом термических) по эксплуатационным и производ­ ственным причинам. Основными эксплуатационными причинами яв­ ляются: перегрев крышки вследствие перегрузки дизеля, накипеобразования и скопления шлама в полости охлаждения или неудовлет­ ворительной конструкции системы отвода паров воды и воздуха из крышки; быстрая нагрузка непрогретого дизеля, его внезапная ос­ тановка после работы на полной мощности, резкое охлаждение пере­ гретой крышки; частые пуски и реверсы дизеля: работа цилиндра при нагретом, пусковом клапане; чрезмерная затяжка крепежных шпилек форсунки или клапанов; нарушение установочных зазоров между крышкой и верхней частью втулки или между опорными по­ верхностями частей составной крышки; гидравлический удар или наличие постороннего предмета в цилиндре.

Прогорание опорного бурта крышки происходит в случае рабо­ ты дизеля с пропусками газов из-под крышки при повторной уста­ новке красно-медной прокладки без ее отжига, вследствие корро­ зии и повреждения уплотнительных притертых поверхностей, вы­ сокого давления в цилиндре или недостаточной затяжки крепежных шпилек крышки.

Для предотвращения повреждения цилиндровых крышек в экс­ плуатации необходимо периодически очищать их полости охлажде­ ния от накипи и шлама; гайки крепежных шпилек затягивать стро­ го в соответствии с инструкцией. При этом между шпильками и от­ верстиями в крышке со стороны, обращенной к центру, обязатель­ но должен быть зазор (не менее 1— 2 мм) для свободного радиального расширения крышки при нагреве.

У дизеля Бурмейстер и Вайн с цилиндровыми крышками «утоп­ ленного типа», помимо зазора между крышкой и втулкой, важное значение имеет правильная установка уплотнительного кольца / (см. рис. 15.5, а).

У дизеля МАН типа KZ при отданных гайках крепежных шпи­ лек крышки ее верхняя часть (колпак) опирается на нижнюю часть только внутренней кольцевой поверхностью вокруг форсуночного

полном обжатии гаек зазоры выбираются вследствие совместной де-

328

Рис. 15.5. Повреждения цилиндровых крышек дизелей: