MAN B&W16V32/40型柴油機燃油噴射系統(tǒng)簡介和故障分析

王太安

摘 要：MAN B&W 16V32/40型柴油機燃油噴射系統(tǒng)的基本流程是高壓油泵，彎管，直管，噴油器本體在經(jīng)油嘴噴入汽缸內(nèi)。分析高壓油泵、噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理，根據(jù)現(xiàn)場故障對高壓油泵的主要故障與原因柱塞套筒、閥及閥座兩對精密件，因此噴油泵的主要故障大多發(fā)生在這兩對零件上，另外還有buffer screw的損傷，噴油器的主要故障與原因是：由于噴油器的針閥偶件高溫及針閥與閥座撞擊，所以這些部件較易發(fā)生故障。彎管與直管的故障一般是接觸面密封腐蝕磨損造成燃油泄露。

關(guān)鍵詞：噴射系統(tǒng);高壓油泵;噴油器;彎管直管;

1燃油噴射系統(tǒng)簡介

燃油噴射過程是MAN B&W16V32/40型柴油機一個重要組成部分。噴射過程將直接影響燃油與空氣在燃燒室中的配合，進而影響燃燒，最終決定柴油機的整機性能。但是隨著主機的運行各個因素的影響也發(fā)生多種問題。下面首先介紹一下燃油噴射系統(tǒng)：燃油噴射系統(tǒng)的基本流程是高壓油泵，彎管，直管，噴油器本體在經(jīng)油嘴噴入汽缸內(nèi)[1]。

2噴油器的主要故障與原因

噴油孔磨損、結(jié)炭、阻塞和裂紋最終會造成燃油霧化質(zhì)量不好，結(jié)碳（圖4-1）。噴孔結(jié)炭，不僅破壞了油束與燃燒室的匹配關(guān)系，而且引起燃燒火焰逐漸移近噴孔，并加速了噴孔的堵塞，形成惡性循環(huán)，最后使噴孔堵塞。噴孔堵塞會使噴射持續(xù)期加長，后燃嚴重并可能出現(xiàn)二次噴射。噴孔堵塞后系統(tǒng)壓力就會增高，彎管、直管的接觸面會受到一定的影響，也可能導致彎管的破裂，高壓油泵的泄油閥不斷動作加劇磨損，泵體的溫度會升高，柱塞與套筒的磨損也會隨之加劇，另外壓力的升高還會導致穴蝕沖擊等等的影響。使噴油孔磨損、結(jié)炭、阻塞的原因很多[2]。

當噴油器工作時，噴孔因燃油不斷的高速沖刷而磨損，當燃油中有雜質(zhì)和酸時，就會加速噴孔的磨損。噴孔磨損后直徑變大，使噴油壓力下降，霧化質(zhì)量降低，導致燃燒不良。

當噴油器冷卻不良，或燃油燃燒靠近噴油嘴時，在噴油孔內(nèi)及其周邊部位將發(fā)生結(jié)炭。結(jié)炭將使噴孔直徑變小、油束射程減小，致使燃燒更靠近噴油嘴，形成惡性循環(huán)直至發(fā)生噴孔堵塞。

當進入汽缸的空氣質(zhì)量達不到要求時，會造成燃燒不好，就會在油頭上結(jié)碳，逐漸堵塞噴油孔，影響噴油霧化質(zhì)量，進而造成噴油時有滴漏的現(xiàn)象，便會加劇噴油器的堵塞。

噴油器的下端鉆有噴油孔并伸入燃燒室的零件稱噴油嘴或稱霧化頭。它受到燃油的沖刷、腐蝕而且還受到缸內(nèi)的高溫燃氣作用，更加為結(jié)碳創(chuàng)造了有力的條件[3]。

3 彎管直管故障與原因

彎管與直管的故障一般是接觸面密封腐蝕磨損造成燃油泄露，還有彎管的開裂現(xiàn)象（圖5-1），直管一般很少出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

現(xiàn)分析一下導致油管開裂原因，主要三個方面，一是高壓，二是震動，三是高壓油管品質(zhì)及裝配。

高壓方面，高壓油管的出口堵塞造成壓力過高，這與油嘴堵塞和油管泄油不暢有關(guān)。油嘴堵塞原因主要有燃燒不良造成積碳，油的品質(zhì)不好，油嘴沒調(diào)節(jié)好，油的粘度不合適等。油管泄油不暢原因主要有泄油管堵塞，油粘度大流動性不好等[4]。

震動方面，一般金屬在溫度急劇變化或強烈震動下容易發(fā)生斷裂，溫度急劇變化可以排除，強烈震動來自機體方面可以排除，震動主要來自進油或油泵出油閥損壞。在油進主機前設(shè)有一個穩(wěn)壓罐，所以進油壓力變化可以控制。油泵出油閥損壞可以使高壓油管內(nèi)壓力急劇波動造成強烈震動使高壓油管開裂[5]。主機的轉(zhuǎn)速是750RPM，高壓油泵每分鐘動作375次，壓力360KG/CM。工況較惡劣。同時硬性連接，震動較大。這就要求油管的連接部位的要完全合適。

高壓油管品質(zhì)及裝配方面也是影響開裂的重要因素，油管的質(zhì)量也是我們不得不考慮的問題，油管的質(zhì)量直接決定著使用壽命;裝配要完全按照說明書進行這樣才是保證裝配質(zhì)量的基礎(chǔ)。

4 總結(jié)與處理

油田投產(chǎn)將近20年，MAN B&W16V32/40型柴油機設(shè)備存在設(shè)計理念落后、技術(shù)落后、設(shè)備選型落后等情況，無法滿足當今高質(zhì)量發(fā)展和安全環(huán)保要求，需要對油田其他設(shè)備進行全面排查。

把各專業(yè)提出的問題分類，制定策略，分步實施等完成各項技改任務，顯著提高生產(chǎn)質(zhì)量、降低設(shè)備故障率，，逐步推廣到其它設(shè)施和設(shè)備，全面提升高質(zhì)量發(fā)展、降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備整體的安全穩(wěn)定性。

由故障的分析與判斷我們知道要降低燃油噴射系統(tǒng)故障率，就需要對影響燃油噴射系統(tǒng)正常工作的方面加以改進。所以需要燃油的品質(zhì)方面，操作方面和預防維修方面加以改進[6]。

操作方面：

噴射系統(tǒng)故障以及機體故障的發(fā)生，大部分是由于使用時不遵守操作規(guī)程，不注意保養(yǎng)工作，裝配和調(diào)整不正確以及一些零件的磨損而沒有及時處理引起的：因此，正確的使用和及時的保養(yǎng)是防止和減少故障的有效辦法，要根據(jù)故障原因進行相應的預防。

必須在設(shè)計規(guī)范為依據(jù)的前提下，結(jié)合現(xiàn)場實際，因地制宜進行技術(shù)改造和攻關(guān)。使小組成員的活動積極性和解決問題信心得到增強，再次強化人員的整體流程和思維模式，能與實際工作結(jié)合，分析和解決現(xiàn)場問題。

參考文獻：

[1]姜玉東 梁中華 付興利. 柴油機故障的征象和分析故障的原則[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)， 2002（05）：32-32.

[2]劉昕. 某船柴油機噴油設(shè)備故障分析與處理[J]. 中國修船， 2013（05）：17-19.

[3]路少君. “BWMC”型主機燃油閥噴油嘴破裂原因分析及預防措施[J]. 內(nèi)燃機， 2011（05）：64-66.

[4]路少君. “B&WMC”型主機燃油閥噴油嘴破裂原因分析及預防措施[J]. 內(nèi)燃機， 2011（5）：3-3.

[5]任德華 趙英杰 吳國強. “Kote Nenhai”輪副機排溫過高原因及解決措施分析[J]. 硅谷， 2011（22）：161-161.

[6]尹華貴. 柴油機轉(zhuǎn)速波動故障剖析[J]. 海運科技， 1995（10）：3-3.

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