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缸头启动阀运行管理的6个小窍门

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缸头启动阀运行管理的6个小窍门缸头启动阀运行管理的6个小窍门

缸头起动阀是主机启动空气系统的重要组成部件,由于压缩空气中含有较多的水分和杂质,可导致缸头起动阀出现不能打开、关闭等故障,若不能打开则可能使主机启动失败,若不能密闭可能引起燃气倒灌进入启动总管甚至空气瓶,导致部件损坏甚至爆炸。下面讲述本人遇到的一起缸头起动阀泄气口持续漏气故障,希望通过分析其结构组成和工作原理,找出故障的可能原因。

缸头启动阀运行管理的6个小窍门

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故障现象描述

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该轮主机采用瓦锡兰6RT-FLEX48T-D型电控共轨柴油机,某日靠港过程中,主机每启动一次,三号缸头起动阀的泄气孔4口都有大量空气长时间(约30秒)溢出,而其它缸泄气孔4口泄气时间只有5秒左右。主机完车后,我们首先怀疑启动电磁阀有串气问题,随即把三号和四号缸头起动电磁阀互换,再次试车依然有大量空气从三号缸头起动阀的泄气孔4口溢出,基本确定启动电磁阀没有问题,问题在于缸头起动阀本身。随后我们更换了备用缸头起动阀,再次试车故障依然。解体缸头起动阀后,对缸头起动阀的工作原理和漏气现象进行了分析,具体如下。

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缸头起动阀的结构组成和工作原理

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如图1和图2所示

缸头启动阀运行管理的6个小窍门

图1 缸头启动阀示意图↑

缸头启动阀运行管理的6个小窍门

图2 缸头启动阀剖面图↑

缸头起动阀是双气路控制阀,兼顾了启动和制动的要求。启动电磁阀是一个二位五通电磁阀,其中1口接控制空气管SL,2口接气室P1,3口接气室P2,4口接大气,5口接大气。

当主机有启动指令时,WECS-9520根据曲柄角度和发火顺序发出开阀信号给某气缸的起动电磁阀,电磁阀得电,阀芯工作在上位,1口与2口接通,30bar的控制空气通过1口和2口进入气室P1,推动阀杆并克服弹簧力和气室P2的空气压力下行,打开缸头起动阀;同时3口与5口接通,气室P2内的空气通过3口和5口排入大气,加快开阀速度。

当该气缸进气临近完成时,WECS-9520根据曲柄角度发出关阀信号给该气缸起动电磁阀,电磁阀失电,阀芯工作在下位,2口和4口接通,气室P1内空气通过2口和4口释放到大气,则阀杆在弹簧力的作用下开始关阀;同时1口和3口接通,控制空气通过1口和3口进入气室P2,帮助活塞上行,加快了关阀的速度,防止燃气通过阻焰器、启动总管和主起动阀倒灌进空气瓶(启动过程中主起动阀是保持开启的)。这样在正常情况下,缸头起动阀关闭后,2口接气室P1,2口和4口接通,气室P1内空气通过2口和4口释放到大气,4口只能泄放气室P1内一定量的原先用于开阀的空气,而不会长时间的大量泄放。

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缸头起动阀4口大量泄放空气的可能原因

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在关阀完成后,4口只能泄放气室P1内原先用于开阀的空气,若4口长时间大量泄气,根本原因是其他地方的空气漏入气室P1,这样就要查找气室P1中空气额外增加的原因:

① 动电磁阀阀芯磨损过大或密封圈破损引起串气。当缸头起动阀关闭后,1口和3口接通,2口和4口接通,若2口和3口空气经阀芯串通,则控制空气经1口、3口到达2口,继而到达气室P1,这就增加了气室P1的额外空气,此空气经4口大量泄放,一直泄放到启动空气总管无气时为止。但是经过互换启动电磁阀,故障依然,可排除电磁阀的故障;

② 头起动阀的上部两道活塞环过度磨损引起串气。当缸头起动阀关闭后,1口和3口接通,2口和4口接通,则控制空气经1口、3口,到达气室P2,再通过磨损的活塞环漏入气室P1,这就增加了气室P1的额外空气,此空气经4口大量泄放,一直泄放到启动空气总管无气时为止。更换四道新活塞环并调整其搭扣错开涂耐高温牛油后,故障依然,可排除活塞环的故障;

③ 缸头起动阀的中间环(图2中2 ring)过度磨损引起串气。当缸头起动阀关闭后,1口和3口接通,2口和4口接通,则控制空气经1口、3口,到达气室P2,再通过磨损的中间环漏入气室P1,这就增加了气室P1的额外空气,此空气经4口大量泄放,一直泄放到启动空气总管无气时为止。此项可能性大;

④ 头起动阀的阀杆蘑菇头过度磨损引起串气。当缸头起动阀关闭后,1口和3口接通,2口和4口接通。因阀杆和活塞组装上紧后,阀杆和活塞形成一个整体,若蘑菇头过度磨损,则整体上移,导致上部两道活塞环高出设计的密封位置,这样控制空气经1口、3口,到达气室P2,再通过不良的密封位置漏入气室P1,这就增加了气室P1的额外空气,此空气经4口大量泄放,一直泄放到启动空气总管无气时为止。此项可能性大。

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缸头启动阀的故障处理

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轮机部再次解体原缸头启动阀和一个备用起动阀,挑选了磨损较小的中间环和阀杆,同时换新活塞环并调整搭扣错开,并在活塞环处涂耐高温牛油加强密封,再次安装后试车,4口漏气明显减小,与其他缸泄气时间基本一致,这就基本确定了是中间环和阀杆蘑菇头过度磨损引起的这种故障现象,在故障刚发生时,初次更换备用启动阀仍然有较大漏气说明该备用启动阀也是存在着较严重的漏气现象的。

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缸头启动阀的运行管理

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① 装缸头起动阀时,四道活塞环搭扣要错开,活塞环涂适量耐高温牛油加强密封;

② 装好缸头起动阀后,可用7公斤压缩空气接1口,检查4口是否有气漏出,若有气漏出则30公斤的启动空气必然导致4口大量泄漏;

③ 组装好缸头起动阀后,要测量活塞顶面与本体顶面的距离X(说明书没有给出具体数值,可测量新缸头起动阀比较),若X值变小则阀杆蘑菇头磨损过大;

④ 头起动阀泄气口4大量泄漏空气,则气室P1内有未能泄掉的空气,可导致阀不能关紧或晚关,继而导致高温燃气倒灌,同时若启动总管因平时放残不及时,就会因积存的油气而发生爆燃危险。这种情况下需及时更换缸头起动阀;

⑤ 定期解体检查阻焰器,防止缸头起动阀关闭不良导致燃气夹杂着火焰通过破损的阻焰器倒灌进启动总管;

⑥ 经常检查缸头起动阀前空气支管发热程度,温度不一致则表明某个缸头起动阀关闭不紧。

缸头启动阀是船用柴油机的重要部件,一旦其失灵则可能会引起主机失控的危险事故,但其故障率低,平时容易被大家忽略。所以在管理上,轮机管理人员要加大对缸头启动阀的管理,定期对其解体维护,使其保持在可靠的技术状态,以此来保证船舶安全。

END

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