Problema de bază a fluctuației de viteză (supra) la motoarele diesel marine este dezechilibrul dinamic dintre alimentarea cu combustibil și sarcină. Cauzele specifice pot fi explorate din patru dimensiuni majore: sistemul de combustibil, sistemul de control al vitezei, motorul în sine și mediul extern. Combinând logica de control mecanică și electronică, acesta acoperă întregul lanț de probleme de la componentele de bază până la unitățile de control de bază:
I. Defecțiuni ale sistemului de alimentare cu combustibil: Alimentare cu combustibil intermitentă sau inconsecventă
Sistemul de combustibil determină direct volumul de injecție de combustibil. Orice anomalie în orice legătură va duce la generarea neuniformă de energie și va cauza fluctuații de viteză, care este cea mai fundamentală și frecventă sursă de defecțiuni.
① Probleme legate de calitatea și livrarea combustibilului: aerul amestecat în combustibil (aerul este compresibil, provocând fluctuații ale presiunii de alimentare cu combustibil), apă (perturbând stabilitatea arderii) sau impurități (blocarea conductelor de combustibil); conducte de combustibil îndoite, filtre murdare sau înfundate (grosiere sau fine), provocând un flux instabil de alimentare cu combustibil; Defecțiunea pompei de combustibil (presiune insuficientă de alimentare cu combustibil), imposibilitatea de a îndeplini cerințele de alimentare continuă cu combustibil ale pompei de injecție.
② Anomalii la pompa de injecție: uzura excesivă a perechii de piston și a supapei de livrare, rezultând scurgeri interne, presiune neuniformă de alimentare cu combustibil și volum între cilindri; suportul pompei de combustibil blocat (cum ar fi blocarea impurităților) sau inelul de reglare a cantității de combustibil slăbit, incapabil să controleze cu precizie volumul de alimentare cu combustibil; joc axial excesiv sau mișcarea arborelui cu came, determinând mișcarea pârghiei de reglare a cantității de combustibil înainte și înapoi, ducând la fluctuații periodice ale volumului de alimentare cu combustibil.
③ Defecțiuni ale injectorului: atomizare slabă, picurare sau scurgere sau supape cu ac arse ale injectoarelor, ceea ce duce la diferențe semnificative în eficiența arderii între cilindri; arcuri injectoare sparte sau arcuri supapei de livrare, perturbând stabilitatea presiunii de injecție; presiunea de injecție inconsecventă între cilindri, provocând generarea neuniformă de energie și ducând direct la fluctuații de viteză.
II. Defecțiuni în sistemul de reglare a vitezei: defecțiune sau răspuns întârziat al „centrului de reglare”
Sistemul de control al vitezei este nucleul pentru menținerea vitezei de rotație stabile și este împărțit în control mecanic al vitezei și control electronic al vitezei. Orice defecțiune a oricăreia dintre componentele sale va duce la inexactitatea reglementării, care este cauza principală a fenomenului de „fugare”.
(1) Defecțiunea regulatorului mecanic
① Probleme de uzură și potrivire a componentelor: uzura și slăbirea bucșei de greutate (flyball), orificiul pentru știft, placa de împingere și punctul de conectare a furcii duc la „deplasare moartă”. Regulatorul trebuie să elimine jocul înainte de a putea acționa, provocând o întârziere în ajustarea alimentării cu combustibil și fluctuații periodice. Coaxialitatea slabă între carcasa magnetică și armătură și spațiul excesiv dintre arborele central și capacul de capăt (cum ar fi atunci când potrivirea de interferență proiectată devine un joc), provoacă abateri în mișcarea actuatorului.
② Probleme cu arc și lubrifiere: oboseala, deformarea sau instalarea necorespunzătoare a arcului regulator generează efecte de rezonanță, amplificând fluctuațiile de viteză. Nivelul de ulei murdar, gros sau excesiv de ridicat din uleiul de lubrifiere al regulatorului crește rezistența la mișcare internă, reduce sensibilitatea la reglarea vitezei și face ca răspunsul sistemului să fie lent.
③ Probleme de reglare și instalare: calibrarea ne-profesională a regulatorului (cum ar fi setarea incorectă a ratei de reglare a vitezei-staționare și a parametrilor de câștig) duce la pierderea controlului asupra intervalului de reglare. Secvența de instalare necorespunzătoare (cum ar fi fixarea șurubului de reglare înainte de strângerea șuruburilor carcasei) perturbă verticalitatea arborelui central, accelerând uzura actuatorului.
(II) Defecțiunea controlerului electronic de viteză
① Defecțiunea componentei de bază: senzor de viteză anormală (cum ar fi sonda de inducție electromagnetică) - cap murdar, prezență de pulbere metalică (creșterea rezistenței magnetice, care provoacă fluctuații ale curentului indus), cablare slăbită sau interferență de la electricitate puternică (220V/380V), aparate de sudură, transmiterea semnalelor de viteză incorecte; blocarea actuatorului electronic (servomotor/actuator electromagnetic), uzura armăturii, imposibilitatea de a răspunde cu precizie la semnalele de comandă, provocând direct mișcare instabilă a cremalierului pompei de injecție.
② Probleme cu unitatea de control și cablare: Defecțiune hardware sau interferență a controlerului regulator electronic (unitatea centrală de procesare ECU/SCB), emitând instrucțiuni incorecte fluctuante; contact slab al liniilor de control, transmisie instabilă a semnalului, care provoacă mișcări frecvente și dezordonate ale actuatorului; setare incorectă a parametrilor strategiei de control PID pe două-nivele (PID de viteză, PID de poziție a rackului), efect slab de reglare dinamică. (Printre acestea, proporția P: responsabilă pentru răspunsul rapid, integrala I: responsabilă pentru eliminarea abaterii reziduale, derivata D: responsabilă pentru stabilizarea fluctuațiilor.)
III. Defecțiunea caroseriei motorului: „Fundația de generare a energiei” deteriorată
Anomaliile componentelor proprii ale motorului pot duce la un dezechilibru în capacitatea de generare a energiei a fiecărui cilindru, provocând indirect fluctuații ale vitezei de rotație, care sunt adesea legate de eficiența arderii și puterea de ieșire.
① Funcționarea anormală a cilindrului: presiunea de compresie insuficientă într-un anumit cilindru (cum ar fi scurgerea supapei, uzura inelului pistonului sau deteriorarea garniturii cilindrului) face ca cilindrul să nu funcționeze sau să funcționeze insuficient; diferențele excesive de temperatură în evacuarea de la fiecare cilindru (dincolo de cerințele producătorului) indică arderea dezechilibrată, afectând direct stabilitatea puterii de ieșire.
② Defecțiuni la sistemele de admisie, evacuare și turboalimentare: Filtrele de aer înfundate sau intercoolerele blocate duc la o admisie insuficientă a aerului și la ardere incompletă; eficiența redusă a turbocompresorului sau contrapresiunea excesivă de evacuare (cum ar fi din cauza blocării conductei de evacuare) perturbă echilibrul dintre admisie și evacuare, provocând fluctuații ale puterii de ieșire; creșterea turbocompresorului (cauzată de arderea deteriorată) exacerbează și mai mult turația instabilă a motorului.
IV. Mediul extern și factorii de sarcină: Interferența externă depășește capacitatea de reglare
Nu din cauza defectării echipamentului în sine, dar face ca sistemul de reglare a vitezei să nu poată satisface cererea reală, manifestată ca fluctuații de viteză.
① Fluctuații excesive de sarcină: pornirea-oprirea frecventă a echipamentelor-de mare putere (cum ar fi motoare mari, mașini de sudură), modificările sarcinii depășesc capacitatea de răspuns a sistemului de reglare a vitezei; potrivirea nerezonabilă a „elice-motor-navei” pe nave (cum ar fi cuplarea slabă a cutiei de viteze), ducând la o transmisie instabilă a sarcinii, care afectează indirect turația motorului.
② Condiții de mediu anormale: zonă de lucru la o altitudine prea mare (aer subțire, admisie insuficientă), temperatură ambientală excesiv de ridicată (disipare slabă a căldurii, care afectează eficiența arderii), ducând la puterea motorului scăzută și instabilă; atunci când setul generator de așteptare este în paralel cu setul generator principal, din cauza fluctuațiilor de viteză, duce la asincronie și chiar la o întrerupere a curentului.