发电柴油机转速波动现象分析及处理(2)
2.3 喷油器原理
PT型的喷油器有其特殊性(附图3,4)。其工作原理如下:
图3
图4
①旁通阶段。喷油器处于停止供油状态,柱塞被压在最低位置,柱塞中部细的部位把喷油器内的进回油道沟通。这时燃油对喷油器进行冷却,并排除油道中的气体。发动机在做功和排气冲程中喷油器柱塞一直处于这一状态。
②计量(量油)阶段。当凸轮继续旋转到进气冲程后不久,由于凸轮外形曲线的变化,柱塞在弹簧的作用下升起,先将进回油道切断,燃油旁通结束。量孔开始计量,燃油流至喷油器的油环,此时由于油压低,喷油孔直径小(约为0.17mm),而不会漏油。当柱塞上升到最高位置后,凸轮外形曲线保持平稳,柱塞处于最高位置直到进气结束。在压缩冲程中,在凸轮曲线的作用下,柱塞缓慢下行,直至接近封闭计量孔,计量结束。
③准备喷油阶段。计量结束,柱塞下行到一定位置,下部的油杯及油道就产生了一定的压力。在止回球阀落到球座上,关闭了进油道,柱塞继续下行把油道与油杯分开,由于发动机转速高,计量时间短,其油杯不会被燃油充满,所以这个阶段只是压缩和部分地排除油杯中的气体,为喷射做准备。
④喷射阶段。在发动机压缩冲程接近终了时,凸轮外形曲线又有突然的变化,使柱塞快速下行,油杯里的燃油以140 000kpa的高压喷入气缸内,在喷射的同时,柱塞中部细的位置又使进回油道联通,燃油又开始旁通,柱塞最后落到油杯上,喷油结束。
2.4 分析结论
①首先检查燃油系统,双滤器、油水分离器、PT油泵内置磁性滤器、、喷油器的进口油滤器无赃堵。燃油使用品质较高的轻柴油,燃油进机压力均正常,油路畅通
②初步检查各电子控制系统无异常。拆检PT油泵和执行器发现并无卡阻或磨损,但感觉PT油泵和执行器温度较高,于是运行发电机观察。
③进一步观察测量发现同工况下1号机浮子油箱温度(40℃)较2号约偏高5℃。1号机布置位置空间较2号机狭小,不利于散热。且本船发动机从PT油泵出来的供油管和经过油头的回油管都是很细的,外径尺寸仅为8mm,且整个内循环路线也很短,配置的浮子油箱又很小。根据该发动机的燃油系统特性,PT油泵从浮子油箱吸出的燃油除少量(约20%)被发动机消耗外,大量(约80%)燃油回流至浮子油箱。从燃油系统可以看出,大量的油在浮子油箱和发动机之间循环,用测温仪测出浮子油箱温度偏高,这样提高了进温度,PT油泵和执行器的本体温的也随之提高(可达80℃左右),执行器的偶件在较高温度下工作,显然是不利的。偶件由于热膨胀而导致摆动间隙减小,最终会使执行器摆动受阻,无法正常准确地改变供油口的开度,使发动机转速小范围波动
3 处理
降低进出PT油泵的燃油温度:在燃油系统回油管上加装冷却器(见图1—09)。原理如下:油头回油管道油先进入冷却器,经冷却器的油再回到浮子油箱。冷却器的冷却水可以从发动机淡水冷却器的进出口管理上分别引一路,这样做方便适宜。本船采用该方法改善油温,使得油箱的油温从原来的40℃左右降至25℃左右,这样就改善了PT油泵和执行器的温度,从而保证了其正常工作。采取该措施后,消除了发电机小范围转速波动现象。
4 总结
就改善PT油泵油温有以下两点建议:①康明斯较多的机型附带浮子油箱(本船配置一个容量仅为15L的油箱),建议在采购时要求配置更大尺寸的油箱,以增加新回油量的混合,同时油箱的散热面积会增加,改善散热状况,从而达到降低油温度目的。②在船舶制造设计过程中,在确定使用该机型时,如若条件允许,可考虑日用油柜的布置方面稍低于发动机的喷油器平面(即油柜最高油面和发动机喷油器平面相当),这样可以取消浮子油箱,将发动机回油管直接连接到日用油柜,日用油柜体积较大,这样可以大大改善进出PT油泵及执行器的燃油温度,从而保证PT油泵工作的稳定性。
根据实际情况通过留心观察,比较分析,善于发现问题,选择最经济合理的措施是解决问题的关键。
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