Trong trường hợp động cơ làm việc liên tục ở phụ tải dưới 60% công suất thiết kế với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn 2.5% thì các hãng động cơ diesel 2 kỳ thấp tốc đều đề nghị[r]
(1)BÔI TRƠN XI LANH Ở ĐỘNG CƠ DIESEL KỲ
CYLINDER LUBRICATION OF 2-STROKE DIESEL ENGINES
HOÀNG VĂN MƯỜI
Khoa Máy tàu biển, Trường ĐHHH Việt Nam
Tóm tắt
Bài báo trình bày việc điều chỉnh bôi trơn xi lanh cho động diesel kỳ điều kiện làm việc thay đổi Việc điều chỉnh bôi trơn xi lanh vào kết phân tích dầu hốc piston, kết kiểm tra piston, xéc măng sơ mi qua cửa quét động
Từ khóa: Bôi trơn xi lanh, sơ mi xi lanh, xéc măng, dầu hốc piston cửa kiểm tra
Abstract
This paperpresents cylinder lubrication adjustment of 2-stroke diesel engines when running conditions change.The adjustment of the cylinder lubrication depends on the results of piston underside drain oil analysis and the inspected conditions of piston rings and cylinder liners in peepholes of the engine
Key words: Cylinder lubrication, cylinder liner, piston ring, piston underside drain oil, peephole
1 Đặt vấn đề
Điều kiện làm việc piston, xéc măng sơ mi phụ thuộc vào đặc điểm nhiên liệu, phụ tải động cơ, tình trạng mơi trường tình trạng bảo dưỡng chi tiết cấu thành buồng đốt vv Nhưng gần động chuyển sang hoạt động liên tục phụ tải thấp theo hướng giảm tiêu thụ nhiên liệu làm việc với nhiên liêu có hàm lượng lưu huỳnh thấp piston, xéc măng sơ mi làm việc điều kiện khác phức tạp Vì khó đưa hướng dẫn chung việc bôi trơn xi lanh cho động khác như: Loại nhiên liệu loại dầu xi lanh sử dụng công suất làm việc động Do vậy, để đánh giá tình trạng bôi trơn xi lanh cần kiểm tra lại hàm lượng kiềm sắt dầu xi lanh sau làm việc, đồng thời kiểm tra tình trạng piston, xéc măng sơ mi qua cửa quét Các kết kiểm tra sở điều chỉnh dầu xi lanh lượng loại dầu
2 Lựa chọn dầu bôi trơn xi lanh
Dưới hướng dẫn chọn loại dầu xi lanh theo hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu Bảng Hướng dẫn chọn dầu xi lanh theo lượng lưu huỳnh nhiên liệu [1]
BN 81 - 100 (3) (2) (1)
BN 70 - 80 (4) (3) (2) (1) (5)
BN 40 (2) (1) (5)
BN 15 - 25 (1) (5)
Hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu; [% m/m]
0.0~0.1 0.1~0.5 0.5~1.0 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0~3.5
(1) - Loạị dầu đề nghị sử dụng;
(2) - Loạị dầu cho phép động hoạt động Cần điều chỉnh lưu lượng để ngăn ngừa dầu bôi trơn vượt lên đỉnh piston đóng cốc xung quanh đỉnh piston;
(3) - Loạị dầu cho phép động hoạt động tuần.Cần kiểm tra xéc măng, sơ mi qua cửa quét ý tới cốc bám xung quanh đỉnh piston để thực giảm lưu lượng dầu xi lanh cần;
(2)(5) - Loạị dầu không phù hợp, đề nghị thay loại có BN cao hơn.(BN-base number, số hàm lượng chất phụ gia, [mgKOH/g])
Trong trường hợp động làm việc liên tục phụ tải 60% công suất thiết kế với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh lớn 2.5% hãng động diesel kỳ thấp tốc đề nghị sử dụng dầu xi lanh loại BN100 để tránh ăn mòn mài mòn xéc măng, sơ mi khơng áp dụng biện pháp giám sát phân tích dầu hốc piston
3 Đánh giá phù hợp dầu xi lanh kết phân tích dầu hốc piston
Khi động làm việc dầu bơi trơn xi lanh bị giảm hàm lượng kiềm trung hòa với a xít sản phẩm cháy, đồng thời tăng hàm lượng sắt piston, xéc măng sơ mi bị mài mịn Do đó,dựa vào giá trị kiềm sắt dầu hốc piston đánh giá tình trạng piston, xéc măng sơ mi Lượng kiềm dư thấp chủ yếu trị số dầu thấp Trong trường hợp piston, xéc măng sơ mi bị ăn mòn, giá trị lượng kiềm dư nhỏ 20 mgKOH/g cần thay dầu xi lanh có BN cao (theo bảng 1) Hàm lượng sắt cao chủ yếu lưu lượng dầu thấp làm tăng mài mòn Trong trường hợp cần tăng lưu lượng dầu bôi trơn xi lanh Lưu lượng dầu bôi trơn xi lanh lần tăng 0.05 g/kW.h không tăng 2.0 g/kW.h
Ảnh hưởng lượng kiềm dư tổng hàm lượng sắt dầu hốc piston sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh khoảng từ 0.5% ~ 3.5% sử dụng dầu xi lanh có BN khoảng 40 ~ 100 đến động sau:
-Thích hợp với lượng kiềm dư lớn 25mgKOH/g, tổng hàm lượng sắt 100 ppm Với giá trị dầu xi lanh đảm bảo tuổi thọ lâu dài xéc măng sơ mi;
- An toàn với lượng kiềm dư lớn 20 mgKOH/g tổng hàm lượng sắt 200 ppm; - Cảnh báo với lượng kiềm dư khoảng 15 mgKOH/g tổng hàm lượng sắt lớn 200 ppm;
- Nguy hiểm với lượng kiềm dư nhỏ 10 mgKOH/g tổng hàm lượng sắt lớn 300 ppm
Giá trị lượng kiềm dư lớn 10 mgKOH/g để động làm việc an tồn, liên tục với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp (0.0 % < lưu huỳnh < 0.5%) sử dụng dầu xi lanh có BN thấp (15 ≤ BN ≤ 25) [3]
4 Phân tích dầu hốc piston
Tất xi lanh phải lấy mẫu, điều kiện để lấy dầu mẫu bao gồm: Động làm việc ổn định 12 giờ, biết rõ nhiên liệu, dầu xi lanh sử dụng, phụ tải động nhân tố khác Hơn nữa, để theo dõi tình trạng động lần lấy mẫu cần thực điều kiện
Chu kỳ lấy mẫu dầu hốc piston thực sau:
- Khi thay đổi nhiên liệu, đặc biệt với nhiên liệu nặng có hàm lượng lưu huỳnh lớn 2.5 %; - Sự thay đổi phụ tải trung bình 24 vượt 10% cơng suất cực đại động cơ; - Ít tuần lần
Dưới bảng kết phân tích dầu hốc piston điều chỉnh lưu lượng dầu xi lanh theo mục động kỳ thấp tốc 6RT Flex 50 sử dụng nhiên liệu có 2.35% lưu huỳnh
Bảng Kết phân tích dầu hốc piston
Thiết bị Máy
chính
Máy
Máy
Máy
Máy
Máy
Loại dầu HR 70 HR 70 HR 70 HR 70 HR 70 HR 70
Ngày
phân tích 11/2/2016 18/2/2016 25/2/2016 9/3/2016 16/3/2016 23/3/2016 Vị trí
điều chỉnh - 50/ 4C - 55 /4C - 60 /4C - 65/ 4C - 70 /4C - 70 /4C Lưu lượng
(3)Hàm lượng
sắt [%] 120 120 120 125 130 130
BN
[mgKOH/g] 34 31 28 26 23 23
5 Đánh giá tình trạng xéc măng sơ mi quan sát
Kết phân tích dầu hốc piston cho phép điều chỉnh dầu xi lanh phù hợp với điều kiện làm việc động thường gặp lưu lượng dầu xi lanh giới hạn, điều làm tăng nguy hiểm đến độ bóng sơ mi.Ở hầu hết động đại xéc măng có khả chống mài mịn việc đánh bóng sơ mi xảy Do vậy, lưu lượng dầu xi lanh lớn giới hạn khơng rõ đề nghị kiểm tra mắt dấu vết việc đánh bóng bề mặt sơ mi
Xéc măng kim loại thường phủ crơm-gốm có khả chống mài mòn coi xéc măng tiêu chuẩn cho động sản xuất gần Vì vậy, thay cho hàm lượng sắt, hàm lượng crơm có dầu hốc piston báo mài mòn xéc măng sơ mi Hàm lượng crôm ppm xuất mài mòn xéc măng sơ mi Động làm việc bình thường hàm lượng crơm dầu hốc piston không vượt 10 ppm thời gian dài
Động không sử dụng xéc măng tiêu chuẩn hàm lượng sắt (trong dầu hốc piston) cao hiển nhiên tốc độ mài mòn cao xéc măng kim loại thường sơ mi
Biểu hao mịn phát dễ dàng quan sát tỉ mỉ bề mặt làm việc xéc măng sơ mi Vài tình trạng bề mặt tiêu biểu xéc măng sơ mi bị hao mòn nêu [3]
Với điều kiện tàu, thuyền viên khơng sẵn có thiết bị để phân tích đo đạc phụ thuộc vào công ty quản lý tàu Vì việc đánh giá quan sát vơ cần thiết Nó đáp ứng tính cấp bách công việc, quan sát mắt kết hợp với kết phân tích phịng thí nghiệm hai tượng việc giúp cho việc đánh giá xác Thơng thường việc kiểm tra tiến hành tàu dừng (neo đỗ bến), chu kỳ kiểm tra từ 20 ~ 30 ngày tàu chạy sở để điều chỉnh
5.1 Đánh giá tình trạng xéc măng (Xéc măng phủ crơm-gốm) a Xéc măng tình trạng bình thường
- Bề mặt sáng bóng;
- Ánh kim crôm-gốm xéc măng;
- Lựa chọn dầu xi lanh có lượng kiềm phù hợp lưu lượng dầu phù hợp
b.Xéc măng bị mài mịn nhẹ
- Có vết xây xát nhẹ mạt nhỏ lạ;
Khắc phục:
- Tăng lưu lượng dầu xi lanh lên kiểm tra độ dày cịn lại lớp crơm-gốm phủ xéc măng Kiểm tra hệ thống xử lý nhiên liệu
c Xéc măng bị ăn mòn mãnh liệt
- Vùng trắng xuất lớp phủ xéc măng
Khắc phục:
- Tăng lưu lượng dầu xi lanh thay dầu xi lanh có lượng kiềm cao
d Tốc độ mòn cao ăn mòn mài mòn xéc măng
- Lớp crơm-gốm phủ xéc măng bị mịn cục kim loại thường lộ
Khắc phục:
(4)e Xéc măng bị mài mịn dính cục
- Vết mài mạnh bề mặt kim loại thường sau lớp crơm-gốm phủ xéc măng bị mịn hồn toàn
Khắc phục:
- Ngay tăng lưu lượng dầu xi lanh lên đến 1.6 g/kW.h đại tu xi lanh
f Xéc măng bị tróc lớp phủ crơm-gốm
- Lớp crơm-gốm bị tróc ma sát lớn ăn mòn mạnh
Khắc phục:
- Ngay tăng lưu lượng dầu xi lanh lên đến 1.6 g/kW.h thay xéc măng vùng bị tróc lớn 70% chiều cao bề mặt làm việc
5.2 Đánh giá tình trạng sơ mi
a.Sơ mi tình trạng bình thường
-Diện mạo khơng thay đổi; - Bề mặt bóng;
- Lựa chọn dầu xi lanh có lượng kiềm phù hợp lưu lượng phù hợp
b.Sơ mi bị ăn mòn mãnh liệt
- Bề mặt sơ mi thay đổi ăn mịn khơng đều; - Những vết chà sinh bề mặt lồi
Khắc phục:
- Ngay tăng lưu lượng dầu xi lanh lên đến 1.6 g/kW.h đại tu xi lanh sớm Sơ mi đánh bóng sơ qua giẻ với bột mài
c.Sơ mi bị hao mòn mạnh mài mòn
- Đã tới giai đoạn cuối mài mịn, khơng thể phục hồi lại được;
- Mặt gương sơ mi bị biến đổi nhiệt
Khắc phục:
- Yêu cầu đại tu khẩn cấp;
- Ngay tăng lưu lượng dầu xi lanh lên đến 2.0 g/kW.h sơ mi thay
d Sự hình thành sơn mài vùng trắng sơ mi
- Sơn mài tạo thành mặt lõm ăn mịn mạnh; - Bản thân sơn mài vơ hại dấu hiệu cho biết tình trạng ăn mòn
Khắc phục:
- Tăng lưu lượng dầu xi lanh đổi dầu xi lanh có lượng kiềm cao
6 Bôi trơn xi lanh thời gian chạy rà
(5)lớn sau bước cách thức giảm lưu lượng dầu bôi trơn phải tuân thủ hướng dẫn nhà chế tạo cho loại động thiết bị bôi trơn xi lanh lắp đặt
Từ thay xéc măng, việc kiểm tra piston, xéc măng sơ mi qua cửa quét phải thực theo chu kỳ không 500 hoạt động Chu kỳ phân tích dầu hốc piston theo chương trình chạy rà động cơ.Nếu kiểm tra kết phân tích dầu thỏa mãn mục giảm lưu lượng dầu xi lanh khoảng 0.1 g/kW.h Chu kỳ kiểm tra rút ngắn 100 hoạt động
Xéc măng chạy rà làm việc tối đa 2500 điều chỉnh lưu lượng dầu bôi trơn xi lanh theo trình bơi trơn tối ưu mục
Dưới chương trình chạy rà động 6TR Flex 50, thiết bị bơi trơn khí có động dẫn động (hình 1)
Hình Chương trình giảm lưu lượng dầu xi lanh động chạy rà
7 Kết luận
Phân tích dầu hốc piston kiểm tra động qua cửa qt đánh giá xác tình trạng bôi trơn xi lanh, từ kết kiểm tra cho phép điều chỉnh lượng loại dầu xi lanh để đảm bảo an toàn tuổi thọ động Mặt khác,điều chỉnh dầu xi lanh thường giảm lưu lượng, tránh tượng đóng cốc piston,làm giảm đáng kể chi phí cho dầu xi lanh động công suất lớn
Tuy tàu thủy khơng trang bị dụng cụ phân tích dầu nên xét nghiệm định kỳ bờ để thực điều chỉnh dầu xi lanh tối ưu theo thay đổi điều kiện làm việc động Kết phân tích dầu dù khơng kịp thời thông số kỹ thuật việc kiểm tra động qua cửa quét Tuy nhiên tàu bố trí hệ thống nhiên liệu hệ thống dầu xi lanh mức độ tự động hóa hệ thống khác người khai thác phải có qui trình điều chỉnh khác
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Diesel united-Sulzer “Low sulphur fuel”, 2014 [2] Wärtsilä “Lubricating oils”, 2012
[3] Diesel united-Wärtsilä “Optimization process of cylinder lubrication”, 2015 Ngày nhận bài: 28/7/2016