Một tàu cá bị rò rỉ sức nén ở một xi lanh của máy phụ. Đầu xi lanh sẽ tắt trong vòng một ngày và kỹ sư trưởng phải đối mặt với sự lựa chọn quen thuộc: sửa chữa vật đúc hoặc thay thế nó. Trên động cơ thủy bốn thì, quyết định đó thường phụ thuộc vào ba yếu tố, tình trạng của các chân van, độ phẳng của sàn chữa cháy và kết quả kiểm tra áp suất trên các đường làm mát. Mọi thứ sau đó là vấn đề tìm nguồn cung ứng hơn là vấn đề kỹ thuật.
Động cơ hàng hải bốn thì đảm nhiệm rất nhiều nhiệm vụ, từ các tổ máy phát điện nhỏ trên tàu ven biển đến động cơ chính tốc độ trung bình trên phà, tàu kéo và tàu đánh cá. Những gì họ chia sẻ là một chu trình đốt cần hai vòng quay trục khuỷu để hoàn thành và đầu xi-lanh phải bịt kín quá trình đốt cháy, dẫn hướng các van, vận chuyển kim phun và truyền chất làm mát cùng một lúc. Bài viết này giải thích cách thức hoạt động của chu trình, vị trí đầu xi lanh bên trong chu trình đó và cách mua các bộ phận thay thế mà không gây ra lỗi thứ hai.
Điều gì thực sự xảy ra trong bốn cú đánh
Cái tên này xuất phát từ số chuyển động của piston cần thiết để hoàn thành một chu kỳ công suất. Nạp, nén, công suất và xả; bốn hành trình piston, hai vòng quay trục khuỷu, một lần phun trên mỗi xi-lanh.
- Đột quỵ cảm ứng. Van nạp mở ra và piston di chuyển xuống, hút không khí thường đã đi qua bộ tăng áp và bộ làm mát sau vào.
- Hành trình nén. Cả hai van đều đóng và piston di chuyển lên trên, ép điện tích đến khoảng 30 đến 55 bar và làm nóng nó cao hơn nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu diesel.
- Đột quỵ mạnh mẽ. Nhiên liệu được phun ngay trước điểm chết trên, nhiên liệu cháy và khí giãn nở đẩy pít-tông đi xuống. Đây là nét duy nhất tạo ra công có ích.
- Hành trình xả. Van xả mở ra và piston đi lên đẩy khí cháy ra ngoài ống góp và bộ tăng áp.
Do trình tự đó, đầu xi lanh bốn thì phải mang ít nhất một van nạp và một van xả, thường là hai van mỗi loại, cùng với kim phun, bộ dẫn hướng van, miếng đệm bệ van và đường làm mát ngăn cách chúng. Trục cam và cần đẩy hoặc cần điều khiển dẫn động các van đó được điều chỉnh thời gian tới trục khuỷu để mọi sự kiện đều xảy ra ở một góc chính xác.
Thay vào đó, động cơ hai thì sẽ kích hoạt ở mỗi vòng quay trục khuỷu, sử dụng các cổng xả và một van hoặc cổng xả. Sự khác biệt duy nhất đó giải thích tại sao hai loại động cơ lại thực hiện những công việc khác nhau trên máy bay.
Tại sao tàu vẫn chạy động cơ bốn thì
Động cơ hai thì tạo ra công suất trên mỗi vòng quay, đó chính xác là lý do tại sao các tàu viễn dương lớn nhất sử dụng động cơ hai thì tốc độ chậm làm động cơ đẩy chính: ít bộ phận hơn, dung sai cho dầu nhiên liệu nặng và mức tiêu thụ nhiên liệu rất thấp trên mỗi kilowatt giờ. Động cơ bốn thì giành chiến thắng ở những điểm quan trọng khác đối với chủ sở hữu và người vận hành: trọng lượng nhẹ hơn cho cùng một công suất, dấu chân nhỏ hơn, kiểm soát khí thải tốt hơn và tốc độ cao hơn cho phép máy phát điện ghép nối trực tiếp tạo ra công suất 50 Hz hoặc 60 Hz mà không cần hộp số.
Trong thực tế, hầu hết các động cơ thủy 4 thì đều là động cơ phụ hoặc động cơ chính trên các tàu thủy nhỏ hơn. Nhiệm vụ của máy phát điện thường ở tốc độ 750, 1000, 1200, 1500 hoặc 1800 vòng/phút tùy thuộc vào số cực và tần số lưới, trong khi các bộ đẩy tốc độ trung bình thường chạy trong khoảng 400 đến 1000 vòng/phút.
| tính năng | hai nét | Bốn nét |
|---|---|---|
| Số vòng quay trục khuỷu trên mỗi chu kỳ | một | Hai |
| Trao đổi khí | Cổng xả và van xả | Van nạp và van xả |
| Sử dụng điển hình trên tàu | Động lực chính trên tàu lớn | Động cơ phụ, động cơ chính trên phà, tàu kéo |
| Phạm vi tốc độ điển hình | 60 đến 250 vòng/phút | 400 đến 1800 vòng/phút |
| Van trên đầu xi lanh | Thông thường một van xả | Hai or four valves |
| Độ phức tạp của đầu xi lanh | Hạ xuống | Cao hơn |
Tại sao đầu xi lanh bốn hành trình bị hỏng
Đầu xi lanh bốn thì là một loại đúc đơn phải chứa sàn chữa cháy, hai hoặc bốn cổng van, lỗ phun và một mạng lưới các đường dẫn làm mát. Để có cái nhìn tổng quát về bộ phận và bề mặt quan trọng trong quá trình kiểm tra, phần giải thích này về đầu xi lanh là gì bao gồm những điều cơ bản.
Trong quá trình sử dụng, kim loại ở phía sàn chữa cháy có thể đạt tới ba hoặc bốn trăm độ C trong khi mặt nước vẫn ở mức gần chín mươi độ. Mỗi thay đổi tải sẽ đẩy quá trình truyền qua độ dốc đó và sau vài nghìn giờ chạy, hậu quả sẽ xuất hiện ở những vị trí có thể dự đoán được:
- Chân van chìm vào đầu, do đó van nằm sâu hơn và khe hở vòi đóng lại.
- Các vết nứt xuất hiện giữa hai ghế hoặc giữa ghế và ống bọc kim phun.
- Đường làm mát bị hố và ăn mòn, thường xảy ra nhất ở bên cạnh van xả.
- Phốt phun bị hỏng, khiến nhiên liệu lọt vào nước làm mát hoặc nước vào xi lanh.
- Sàn chữa cháy bị biến dạng, làm vỡ gioăng đệm.
- Các ren bu lông đầu căng hoặc dải trong khối.
Không có vấn đề nào trong số này tự thông báo một cách lặng lẽ. Chỉ số nén giảm, nhiệt độ khí thải trên một xi-lanh tăng, bong bóng trong bình giãn nở hoặc mức chất làm mát giảm một chút là những tín hiệu đầu tiên thông thường.
Sửa chữa hoặc thay thế đầu xi lanh
Kết luận đầu tiên: nếu đầu xi lanh thủy lực bốn thì có vết nứt giữa các đế van hoặc cần thay thế nhiều hơn hai miếng đệm lót do bệ bị tụt xuống nặng thì việc thay thế thường rẻ hơn so với hàn và gia công lại và ít rủi ro hơn nhiều. Nếu đó là một cuộc đại tu định kỳ trong đó van, thanh dẫn hướng và ghế ngồi chỉ cần làm mới thì việc sửa chữa vẫn có ý nghĩa.
Đối với một cái đầu riêng lẻ, những tình trạng này thường khiến cán cân phải thay thế:
- Độ phẳng của sàn chữa cháy nằm ngoài giới hạn của nhà sản xuất, thường được đo bằng phân số milimét.
- Rò rỉ từ khoang làm mát trong quá trình thử áp suất thủy tĩnh.
- Các vết nứt giữa ghế hoặc gần van xả.
- Lỗ kim phun không còn tròn hoặc ren bị hỏng.
- Một vật đúc đã được sửa chữa hai hoặc ba lần.
Rủi ro tìm nguồn cung ứng thuộc cùng một tính toán. Đầu được làm lại đồng nghĩa với việc tăng thêm thời gian gia công, bộ đệm thứ hai và một cần cẩu khác, đồng thời tàu chờ bên cạnh sẽ tốn nhiều chi phí mỗi ngày hơn so với vật đúc thay thế mới.
Đặt hàng đầu xi lanh thay thế cho động cơ bốn thì
Đầu xi lanh thay thế là bộ phận tương thích được chế tạo theo kích thước ban đầu, không phải bộ phận thiết bị gốc. Trên thực tế, điều đó có nghĩa là mẫu động cơ trên bảng tên là không đủ. Đơn đặt hàng cần có một bộ số đo và số nhận dạng trước khi bất kỳ thứ gì được cắt hoặc vận chuyển.
- Thương hiệu động cơ, kiểu máy và số sê-ri.
- Công suất, máy phát điện hoặc động cơ đẩy vì cách bố trí van có thể khác nhau trong cùng một dòng động cơ.
- Số lượng van, đường kính đầu van và đường kính thân van.
- Loại kim phun và kích thước ống bọc kim phun.
- Vị trí và kiểu dáng của các lỗ nước làm mát.
- Độ dày sàn chữa cháy và chiều cao tổng thể của đầu.
Tài liệu và thời gian thực hiện cũng quan trọng không kém. Yêu cầu giấy chứng nhận vật liệu, báo cáo kiểm tra áp suất và hồ sơ kiểm tra kích thước, đồng thời xác nhận cách đóng gói bộ phận, bởi vì sàn chống cháy không được bảo vệ sẽ không tồn tại được trong chặng vận chuyển hàng hóa đường biển dài. Để biết phạm vi cung cấp được sắp xếp theo nhãn hiệu động cơ, hãy xem Danh mục phụ tùng thay thế đầu xi lanh .
Đầu xi lanh phù hợp theo nhãn hiệu động cơ
Đầu xi lanh hiếm khi có thể hoán đổi cho nhau giữa các thương hiệu. Việc đúc cho một nhà sản xuất và đúc cho một nhà sản xuất khác chia sẻ các lỗ bu lông và một số lỗ khác, đó là lý do tại sao việc đặt hàng theo nhãn hiệu và kiểu dáng là con đường thực tế.
Động cơ tốc độ trung bình của MAN thường được sử dụng trên phà và tàu kéo, đầu của chúng thường mang bốn van với các đường làm mát được đóng kín, do đó hình dạng mặt nước là phần khó tái tạo chính xác nhất.
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với động cơ diesel hàng hải MAN Các mẫu tương thích: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Tổng quan về sản phẩm Đầu xi lanh DONGFANG là sản phẩm thay thế tương thích của bên thứ ba... Xem sản phẩm → Động cơ Yanmar xuất hiện khắp nơi trên các tàu đánh cá và tàu nhỏ ven biển, từ vài chục kilowatt đến vài nghìn, và đầu xi-lanh của chúng thường được thay thế trong quá trình đại tu phần trên thay vì xây dựng lại toàn bộ.
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với động cơ diesel Yanmar Marine Diesel Các mẫu tương thích: NY160, N165, N180, EY180, N210, EY220, N260, EY260, N280A, N330, S165, S185, M200L, M220L, RAL170, MAL220, UAL200UT, T240, T260, Z280DT, Z280ET, MF2... Xem sản phẩm → Các bộ tốc độ trung bình của Daihatsu được sử dụng rộng rãi cho nguồn điện phụ, và đầu không khớp ở đây xuất hiện nhanh chóng do nhiệt độ khí thải không đồng đều giữa các xi-lanh.
Đầu xi lanh DONGFANG | Phụ tùng thay thế tương thích với Daihatsu Marine Diesel En Các mẫu tương thích: DL-20,DL-22,DL-26,DL-28,DL-32,5DK-20,6DK-20,DK-28,DS-26,PS-26H (D),DC-17,DE-18 Xem sản phẩm → Đầu thay thế tương tự được cung cấp cho các dòng động cơ hàng hải khác, bao gồm các mẫu Akasaka, Kobe, MaK, Makita, Wartsila, Hanshin và Niigata, cũng như cho các động cơ diesel nội địa của Trung Quốc được sử dụng trong máy phát điện và máy bơm.
Kiểm tra thử nghiệm lắp đặt và trên biển
Lắp đầu đúng cách quyết định liệu việc thay thế có bền như ban đầu hay không. Hãy thực hiện theo thứ tự các bước sau:
- So sánh vật đúc mới với đầu cũ hoặc bản vẽ trước khi làm sạch bất cứ thứ gì, kiểm tra vị trí lỗ nước, độ dày sàn và lỗ khoan kim phun.
- Làm sạch các ren khối, kiểm tra độ giãn của các bu lông đầu và thay thế bất kỳ bu lông nào bị cong.
- Lắp một miếng đệm mới vào đúng vòng, kiểm tra các đường dẫn dầu và nước, đồng thời tránh sử dụng chất bịt kín trừ khi nhà sản xuất chỉ định.
- Siết chặt các bu lông đầu theo trình tự và giai đoạn đã nêu, sử dụng cờ lê lực đã hiệu chỉnh và, nếu được chỉ định, thước đo góc.
- Đặt khe hở van ở trạng thái nguội và ghi lại các giá trị để có thể kiểm tra lại khi còn nóng.
- Đổ đầy và thông hơi hệ thống làm mát, sau đó kiểm tra rò rỉ ở các khớp đầu và xung quanh ống bọc kim phun.
- Chạy động cơ không tải trước, sau đó chạy dưới tải, theo dõi nhiệt độ khí thải, nhiệt độ đầu ra của nước áo khoác và áp suất cacte đối với bất kỳ xi lanh nào hoạt động khác với phần còn lại.
Việc vặn lại sau vài giờ chạy đầu tiên vẫn là thông lệ tiêu chuẩn trên nhiều động cơ tốc độ trung bình, ngay cả khi sách hướng dẫn không yêu cầu điều đó. Việc này tốn một giờ và tránh được những thất bại đắt giá hơn nhiều sau này.
Chu kỳ bốn thì không thay đổi trong một thế kỷ và nguyên nhân khiến đầu xi-lanh bị hỏng cũng không thay đổi. Điều thay đổi là việc dễ dàng tìm được vật thay thế phù hợp với kích thước ban đầu, đường dẫn nước ban đầu và vật liệu ban đầu. Hãy kết hợp thương hiệu, kiểu dáng và dữ liệu đo được trước khi đặt hàng, dành thời gian để xác nhận kích thước sàn chữa cháy và hình dạng làm mát, và con tàu sẽ giữ nguyên lịch trình của mình.
