船舶柴油機(jī)燃油凸輪故障分析策略

本文格式為Word版，下載可任意編輯——船舶柴油機(jī)燃油凸輪故障分析策略文章首先介紹了船舶柴油機(jī)燃油凸輪的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，然后針對船舶柴油機(jī)燃油凸輪在日常運行過程出現(xiàn)的故障進(jìn)行研究，并且提出有針對性的控制策略，為船舶柴油機(jī)的正常運行提供保障。

船舶柴油機(jī)；燃油凸輪；故障分析；解決策略

U672A1674-0688（2023）04-0142-02

為了保證船舶柴油機(jī)在運行過程中的穩(wěn)定性和安全性，需要對其好多環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合考量，并制定有針對性的控制措施。這樣不僅有利于提高船舶柴油機(jī)運行時的可靠性，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益最大化。通過對船舶柴油機(jī)的實際運行狀況進(jìn)行調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，凸輪機(jī)構(gòu)對船舶柴油機(jī)而言，具有十分重要的作用。但是其在實際應(yīng)用時很簡單受到各種因素的影響而出現(xiàn)故障。這些故障的出現(xiàn)會對船舶柴油機(jī)的燃油供應(yīng)狀況產(chǎn)生影響，同時還會影響船舶柴油機(jī)的正常運行。

1船舶柴油機(jī)燃油凸輪技術(shù)介紹

船舶柴油機(jī)燃油凸輪是船舶機(jī)構(gòu)中十分重要的部分，能夠?qū)ζ溥\行狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。現(xiàn)階段，在船舶柴油機(jī)燃油凸輪的應(yīng)用過程中，柱塞泵式燃油系統(tǒng)是比較常見的一種（如圖1所示）。

柱塞泵式噴射系統(tǒng)在船舶柴油機(jī)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，是不可缺少的部件。噴油泵能夠讓燃油產(chǎn)生高壓，在規(guī)定時間內(nèi)對燃油做一定處理，并將燃油噴入燃燒室。噴油泵在運作時提供的油量應(yīng)能滿足柴油機(jī)在各種工作狀態(tài)下的需求。也就是說，假使工作負(fù)荷較大時，噴油泵的供油量也會增加；負(fù)荷比較小時，噴油泵的供油量也會隨之減少[1]。

除此之外，在燃油凸輪的應(yīng)用過程中，為了確保其作用充分發(fā)揮，需要保證各缸之間的供油量均等。在具體操作中要根據(jù)各缸供油的實際狀況，確定各自供油時處于一致狀態(tài)，同時保證各缸供油提前角一致。其中，凸輪是影響噴油規(guī)律和定時功能的關(guān)鍵因素，也可以將其稱為整體式凸輪軸（如圖2所示）。

在燃油凸輪實際應(yīng)用過程中需要注意，當(dāng)高壓油泵底部襯套出現(xiàn)高負(fù)載時，無論是燃油凸輪還是排氣凸輪，其負(fù)載持續(xù)時間都很短，很簡單出現(xiàn)壓塌現(xiàn)象。

2船舶柴油機(jī)排氣凸輪

排氣凸輪的負(fù)載與燃油凸輪相比要小好多，但是排氣凸輪的排氣閥彈簧在實際應(yīng)用中會一直處于運行狀態(tài)，這樣就會導(dǎo)致排氣凸輪本身也會長時間處于負(fù)載較高的狀態(tài)。除此之外，排氣凸輪開啟時的角度在140°曲軸轉(zhuǎn)角左右時，排氣凸輪的油膜厚度會越來越低，同時產(chǎn)生大量的摩擦熱量，這種狀況會直接導(dǎo)致滑油受到嚴(yán)重污染，而且其敏感程度要比燃油凸輪高好多。正是由于這一原因，排氣凸輪出現(xiàn)咬毛現(xiàn)象的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過燃油凸輪。

3船舶柴油機(jī)燃油凸輪故障及解決策略

3.1滑油系統(tǒng)清潔度存在的故障及解決策略

在船舶柴油機(jī)正常運行過程中，會出現(xiàn)滑油系統(tǒng)臟污的現(xiàn)象，這是由于噴油泵和排氣閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的軟化系統(tǒng)、管路系統(tǒng)的清潔度出現(xiàn)了嚴(yán)重問題。除此之外，假使滑油本身的清潔度達(dá)不到一定標(biāo)準(zhǔn)和要求，也會導(dǎo)致船舶柴油機(jī)出現(xiàn)故障。一般狀況下，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含好多零部件，這些零部件在使用過程中，會受各種因素的影響而導(dǎo)致其落下一些細(xì)鐵屑，并且逐漸形成磨粒磨損[2]。與此同時，各個不同的滑油管路系統(tǒng)及管子接頭、閥門部件等的內(nèi)腔也會出現(xiàn)這種雜質(zhì)。這些雜質(zhì)進(jìn)入滑油內(nèi)，會導(dǎo)致燃油凸輪及排氣凸輪出現(xiàn)咬毛現(xiàn)象。為了解決這一問題，就需要提高對滑油系統(tǒng)的整體要求，要求該系統(tǒng)的所有零部件及相對應(yīng)的附屬設(shè)備在安裝時，先將內(nèi)部的焊渣、沙粒、雜質(zhì)等物質(zhì)清理清白，盡可能地避免臟物進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)。此外，要對其依照嚴(yán)格的預(yù)沖洗程序進(jìn)行操作，這樣能夠最大限度地保證系統(tǒng)的整體清潔度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)和要求。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，保證系統(tǒng)內(nèi)部的清潔度，需要保證油路的通暢，保證零部件達(dá)到一定清潔度[3]，同時還要保證濾器處于正常構(gòu)成狀態(tài)和滑油黏度符合要求，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。

3.2滾輪的形狀和表面質(zhì)量存在的故障及解決策略

船舶柴油機(jī)日常運行過程中涉及好多因素，一旦某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，勢必會對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生影響。通過對該系統(tǒng)的實際運行狀況進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)由于滾輪和凸輪相互之間具有明顯自接觸特性，所以很簡單導(dǎo)致其接觸面上的接觸應(yīng)力處于分布不均勻的狀態(tài)，特別是在工作面的外側(cè)區(qū)，更簡單出現(xiàn)接觸應(yīng)力與實際狀況不相符的現(xiàn)象[4]。通過對滾輪形狀及表面質(zhì)量進(jìn)行深入研究可以總結(jié)出，無論是凸輪或者是滾輪甚至是浮動襯套的表面，假使磨損粗糙，就會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一般狀況下，表面的粗糙度應(yīng)控制在Ra0.4左右，只有這樣，才能減少其對系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。除此之外，在針對浮動襯套進(jìn)行操作時，假使其處于工作狀態(tài)，那么浮動襯套一旦與相對應(yīng)的接觸零件發(fā)生任何阻滯現(xiàn)象，都會導(dǎo)致滾輪相對凸輪的接觸面出現(xiàn)滑移。一旦出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，就會直接導(dǎo)致凸輪和滾輪之間的接觸面出現(xiàn)咬毛現(xiàn)象。由此可以看出，浮動襯套的表面粗糙度越高，對凸輪和滾輪的影響更加明顯[5]。

3.3設(shè)計圖紙現(xiàn)有的問題及控制策略

燃油凸輪、排氣凸輪、浮動襯套等零部件在船舶柴油機(jī)正常運行過程中都是必不可少的重要部件，在進(jìn)行尺寸、外觀設(shè)計時，都需要嚴(yán)格依照相關(guān)設(shè)計圖紙進(jìn)行操作。這樣不僅能夠最大限度地保證流程的設(shè)計具有真實性和有效性，而且還能夠保證符合船舶柴油機(jī)的使用需求。此外，在裝配過程中要控制這些零部件相互之間的間隙；注意控制好油流和油膜厚度，保證能夠滿足潤滑的基本需求。

在對零部件進(jìn)行加工時，為了保證加工的效率和質(zhì)量，要盡可能地保證凸輪和滾輪相互之間的位置處于正確狀態(tài)。保證這些零部件接觸良好，而且在工作狀態(tài)下能夠浮現(xiàn)良好的接觸狀態(tài)。凸輪和滾輪相互之間主要是利用透光檢查的方式實現(xiàn)具體功能，但是通過對實際運作狀況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，由于凸輪和滾輪各自的母線不能達(dá)到平行狀態(tài)，或者是相互之間并不能實現(xiàn)在同一垂直平面上的高接觸。在這種狀況下，假使不加以控制，凸輪型面會在較短時間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的咬毛現(xiàn)象，這給整個系統(tǒng)的運行埋下安全隱患。因此，要提前對滾輪的導(dǎo)筒殼進(jìn)檢查，確定這些零部件在安裝時的間隙大小。尋常狀況下，盤車升程在20mm時，滿足A±0.1（A為標(biāo)準(zhǔn)值）間隙，這樣才能夠保證零部件的安裝符合整體要求。

4結(jié)語

綜上所述，在實踐中無論是針對柴油機(jī)的設(shè)計制造或者是安裝運行，都要高度重視凸輪機(jī)構(gòu)的外表和運行狀態(tài)。這些都是對柴油機(jī)正常運行產(chǎn)生影響的因素，特別是在具體操作時，假使已經(jīng)發(fā)現(xiàn)排氣溫度發(fā)生變化，那么需要綜合考量，對故障進(jìn)行有針對性的分析和處理，為船舶的安全穩(wěn)定運行提供有效保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張萌嬌.船舶機(jī)艙過程控制系統(tǒng)仿真研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2023.

[2]謝敢.船用中速柴油機(jī)熱工故障仿真與診斷研究[D].廈門：集美大學(xué)，2023.

[3]劉學(xué)坤.基于支持向量機(jī)和油