מקור האנרגיה של מנוע דיזל הוא הצתת הדלק. כאחת המערכות החשובות ביותר של מנוע דיזל, מערכת הזרקת הדלק לא רק משיגה את התערובת היסודית של גז וחמצן בצילינדר, אלא גם מספקת את הדלק החיוני לבעירה.
איכות מערכת הזרקת הדלק קובעת ישירות את היציבות, החסכון, תפוקת הכוח ופליטת הפליטה של מנוע הדיזל, בין מדדי ביצועים חשובים אחרים.
לאורך כל שלב הפיתוח של מנוע הדיזל, הזרקת הדלק ומצב הבעירה תמיד היו במוקד המחקר. באמצעות ניסויים ומחקר מתמשכים, מדענים התקדמו משמעותית.
בשנים האחרונות, טכנולוגיות הבדיקה המתפתחות ללא הרף ושיטות הניטור המקיפות יותר אפשרו למחקר על מנועי דיזל להיכנס לתקופת זהב של התפתחות מהירה. אנשים יכולים להבין כל תהליך בעירה בצורה נוחה ואינטואיטיבית יותר, ולבצע אופטימיזציה ממוקדת של הבעירה, ובכך להאיץ את הפיתוח של מנועי דיזל ושיפור תהליכי הייצור.
תהליך הזרקת הדלק הוא סדרה של שינויים מורכבים ברמה הפיזית.
בשל מאפייני הדחיסה של נוזלים, האלסטיות של צינורות עמידים בלחץ, הכוח האינרציאלי של זרימת הדלק והשפעת המצערת של המערכת, השינויים הפיזיים של הדלק במערכת הלחץ הגבוה-, כלומר תהליך הובלת הדלק משסתום היציאה של משאבת הזרקת הדלק אל המחט הגבוה של מזרק הדלק, משפיעים על הלחץ הגבוה של מזרק הדלק.
השפעתם של גורמים אלו עלולה להוביל לפיגור זמן בשלב ההזרקה וללחץ דלק לא יציב, ולהדרדר עוד יותר את איכות ההזרקה.
נכון לעכשיו, מערכות ההזרקה המסורתיות של מנועי הדיזל מאמצות לרוב את מערכת ההזרקה הישירה של משאבת הבוכנה, כאשר מרכיב הליבה הוא משאבת הזרקת הדלק. יחידת הזרקה שלמה כוללת בדרך כלל את משאבת הזרקת הדלק, מזרק הדלק וצינור-לחץ גבוה.
I. בחירת דלק
עם המתח הגובר של משאבי האנרגיה הבינלאומיים, מחירי הדלק עלו משמעותית, ושיעור עלויות הדלק בעלויות התפעול של ספינות הפך לכבד יותר ויותר.
בשל המחיר הנמוך של דלק-איכות נמוכה, הוא נמצא בשימוש נרחב, ויש לו גם השפעה משמעותית על ניצול רציונלי של נפט.
בשנים האחרונות, הקהילה הבינלאומית מקדמת ללא הרף את ההגנה על הסביבה הימית וסביבת האקלים, ותקנות שונות להגנת הסביבה תוקנו, במיוחד דרישות הפליטה של כל אזור מוגבל הלכו והחמירו.
בניהול דלק, יש לקחת בחשבון לא רק את התחולה של מנועי דיזל, אלא יש לקחת בחשבון גם את הדרישות לתקני פליטה שנקבעו בחוקים ובתקנות. להשיג את האיזון הטוב ביותר בין תקנות הגנת הסביבה לבין יתרונות כלכליים.
1. צמיגות
כדי למנוע בעירה חריגה ומשקעי פחמן במנוע הראשי, יש לשלוט תחילה על צמיגות הדלק המסופק למנוע הראשי.
מפריד השמן עובד בצורה הטובה ביותר בהפרדת דלק עם צמיגות נמוכה. לפני הזרקת הדלק לתא הבעירה, חלקיקים מרחפים בדלק ישקעו, מה שיגרום לרכיבים המכניים להיתקע.
לכן, חשוב מאוד לבצע הפרדה מספקת לפני שהדלק נכנס למנוע הראשי.
2. חומר חלקיקי קטליטי
לאחר כמות גדולה של ניתוחים וסטטיסטיקות, נמצא כי עם התקדמות טכנולוגיית הזיקוק, תכולת החלקיקים הקטליטיים (חלקיקים קשים, הידועים בכינויים קטאפינים, המורכבים בעיקר מ-Si+Al) בשמן החדש עם -הגופרית נמוכה מזו של שמן הגופרית הגבוה- הקודם ומראה מגמת עלייה.
הסיבה לבעיה זו היא ששאריות הדלק חלקיקים קטליטיים במהלך תהליך הסרת הגופרית, והקטרים של החלקיקים הקטליטים כולם פחות מ-10 מיקרומטר, והופכים ממוזערים יותר ויותר. אם התכולה גבוהה מדי, הדבר יגרום לבלאי יתר ואף לתפיסה של רכיבים כגון תא הבעירה, ציוד הזרקת דלק, משאבת הזרקת דלק ומזרקי דלק.
ISO8217/2012 ו-GB/T17411-2012 קובעים שתכולת האלומיניום+סיליקון בשמן RME180 לא תעלה על 50mg/kg, ורוב יצרני המנועים ממליצים על תכולת כניסה של<15ppm.
לכן, הועלו דרישות גבוהות יותר לאפקט ההפרדה, וגם הפילטר העדין לפני המנוע הראשי הוא קריטי מאוד.
תוצאות ניסויים מראות ששימוש בשיטת הפרדה יעילה ונכונה יכולה להפחית במידה ניכרת את תכולת החלקיקים הקטליטיים ומשקעים אנאורגניים אחרים.
ראשית, יש לוודא שתכולת החלקיקים של הדלק לפני הכניסה למנוע הראשי תהיה נמוכה עד 15:00 (רצוי חד ספרתית) כדי להבטיח את בטיחות המנוע הראשי.
אפקט ההפרדה של מפריד השמן חשוב במיוחד. בטווח סביר, יש לבחור טמפרטורת הפרדת שמן גבוהה יותר.
נמצא כי ישנם עדיין תחומים רבים לשיפור בטיפול ההפרדה והטיהור על הסיפון, לרבות אופן הקצאה ושימוש במיכלי הנפט ואופן הפעלת מפריד השמן.
3. יציבות ותאימות
היציבות חייבת לוודא תחילה שסך המשקעים עומד בדרישות תקן המזוט הימי. במהלך השימוש בדלק בפועל, יש להקפיד על עקרון השימוש בדלק שהתווסף ראשון כדי למנוע אחסון ממושך.
בניהול יומיומי, אם יש חשד לריבוד, הצעד הראשון יכול להיות שימוש במשאבת ההעברה כדי להזרים את הדלק במלואו במיכל השמן כדי להשיג תערובת אחידה של הדלק.
יחד עם זאת, יש לשים לב גם להבדלים בצפיפות ובצמיגות. ברגע שיש נטייה של ריבוד, זה יוביל לשינויים בתכולת הגופרית, וכתוצאה מכך חלוקה לא אחידה של הגופרית בדלק, ובכך תגרום לתכולת גופרית מופרזת.
ליציבות ותאימות יש הבדלים. הראשון מדגיש את המצב המובנה של הדלק, כגון שמן מעורב; האחרון מתמקד ביציבות האספלטן לאחר ערבוב הדלק.
אספלטן אינו דליק ומאריך את תקופת השריפה לאחר הצריבה, גורם לעשן שחור ומגביר מאוד את היווצרותם של סרטי צבע במערכת ומשקעי פחמן, ובכך יוביל לבלאי יתר.
ברגע שהיציבות והתאימות ייפגעו, מערכת הדלק והבעירה של מנוע הדיזל יסבלו ממצב אסון: ואם יתרחש ריבוד בדלק, זה יגרום לתכולת הגופרית בדלק לחרוג מהתקן במהלך השימוש, מה שיסכן את הספינה במעצר.
II. מבנה ומאפייני עבודה של משאבת ההזרקה
שנית, ניתן לייחס את התופעה של-משאבת שמן בלחץ גבוה שנתקעת גם לסביבת העבודה (כלומר, המאפיינים של נתיב הטיסה).
ראשית, מניתוח המבנה של זוג הבוכנות במשאבת שמן בלחץ גבוה-, הרווח בין הבוכנה לשרוול חייב להיות קטן מאוד (היצרן דורש שהוא יהיה 0.011-0.013 מ"מ) כדי להבטיח את אפקט האיטום.
בזמן הבנייה, היצרן לקח בחשבון גם את נושא הנזילה, והתיר כמות מסוימת של נזילה מכיוון שממבנה צמד הבוכנות ישנם 3 חריצי טבעת בתוך השרוול מלמעלה למטה. החריץ הראשון מחובר לחלק העליון של הבוכנה ומשמש כפונקציית סיכה. החריצים השני והשלישי מחוברים בהתאמה לפתחים הציריים בגוף השרוול. ביניהם, החריץ השני מחובר לצינור פריקת מנוע הדיזל החיצוני של משאבת ההזרקה דרך הפתח הצירי, והחריץ השלישי נדרש על פי המדריך להיות מחובר לצינור שמן הסיכה בעת שימוש בדיזל קל למנוע הדיזל כדי למנוע מהדיזל הקל לדלוף לתוך תא גל הזיזים. בדרך כלל, הוא אטום עם פקק צינור.
אז, הדלק שדלף מעט זורם לאורך הפער בין הבוכנה לשרוול מהחלק העליון של הבוכנה, תחילה מתאסף בחריץ הטבעת הראשון, ואז ממשיך לזרום למטה אל חריץ הטבעת השני, עובר דרך הפתח הצירי וזרם כלפי מעלה אל צינור פריקת הדלק הראשי של המנוע, כפי שמוצג באיור 1.
איור 1 מזרק דלק
אם מנוע הדיזל ממשיך לפעול, הדלק שדלף יזרום בהדרגה לתוך צינור הפריקה.
הספינה הזו היא אוניית מעבורת. בשל זמן ההפלגה הקצר וזמן העגינה הארוך שלו, ומכיוון שגוף משאבת השמן בלחץ גבוה- וצינור הפריקה אינם עטופים בחומרי בידוד, ובנוסף, במהלך הפעילות היומיומית, על מנת לבדוק את מצב דליפת הצינור ולהקל על הפירוק וההתכווננות המהירה של משאבת הזרקת הדלק כאשר הבוכנה נתקעת מחוץ למכסה ההזרקה של משאבת הדלק, תמיד לא מותקן במכסה המגן.
זה גורם לקירור הדרגתי של הדלק שדלף במהלך תקופת אי ההפלגה, ואז הוא מתעבה בצינור. בהפלגה קשה לפרוץ את הדלק שדלף דרך צינור הפריקה, ובסופו של דבר, צינור פריקת הדלק נחסם, והדלק שדלף ממלא את שני החריצים העליונים וממשיך לזרום כלפי מטה, מצטבר עוד ועוד בתחתית הבוכנה, ויוצרים חלקיקים שוחקים, אשר מחמירים עוד יותר את שחיקת הבוכנה.
מפריסת משאבת הזרקת הדלק על מנוע הדיזל ונתיב הדליפה של הדלק, נתיב הדליפה שלו מורכב ומפותל. הוא זורם תחילה כלפי מטה, לאחר מכן עובר דרך מספר פיתולים לפני הליכה כלפי מעלה בזווית, ולבסוף זורם לתוך צינור ההזרמה. יתרה מכך, צינור הפריקה שלו וצינור השמן בלחץ גבוה- מחוברים בצינור פריקת דליפה בצינור ישר.
זה גם מאיץ את מהירות הצטברות הדלק שדלף בצינור, כפי שמוצג באיור 2.
איור 2 פריסת צינור פריקת מנוע הדיזל
III. הצעות ניהול ושיפורים טכנולוגיים
בהתבסס על הניתוח לעיל, מוצעות הצעות ההנהלה הבאות ושיפורים טכניים:
1. עבור אבקת הזרז שנותרה במזוט במהלך תהליך הזיקוק, משתמשים בדרך כלל בשתי שיטות. האחת היא שימוש בתוספים כדי להפחית את שארית אבקת הזרז במזוט; השני הוא לאמץ את השיטות הבאות:
(1) שחרר באופן קבוע את השאריות.
קטפינים הינם הידרופיליים ויכולים לשקוע בקלות בשמן -נמוך בצמיגות ובעל-נמוך בגופרית.
עם זאת, אם המזוט מכיל תכולת מים גבוהה, הדבר יגרום לפיזור והשעיה של החלקיקים הקטליטיים במזוט, מה שיקשה על שיקוע.
תוך ניצול המשקל הסגולי הגבוה יותר שלו, ניתן לפרוק את השאריות מתחתית מיכל השמן, מיכל המשקעים, מיכל השימוש היומיומי ומבאר איסוף השמן כדי להפחית את תכולתו.
(2) עשה שימוש מלא במאפיינים של שני מערכות מיכלי המשקעים ומיכלי השימוש היומיומי, והשתמש בהם לסירוגין כדי להבטיח שיקוע מספק.
(3) השתמש בשני מפרידי מזוט כדי להפריד את המזוט, תוך אימוץ שיטת חיבור סדרתית של הפרדת מים תחילה ולאחר מכן הפרדת זיהומים.
(4) תחת הנחת היסוד של הבטחת בטיחות, הגדל את טמפרטורת ההפרדה כדי להבטיח את יעילות המפריד;
הימנע מקצב זרימה מופרז כדי להבטיח את אפקט הטיהור.
(5) בצע באופן קבוע ניקוי פנימי יעיל של מיכל המזוט לשימוש יומיומי ומיכל המשקעים.
(6) ניתן לנקות את מיכל אגירת הדלק בהתאם לתוכנית תחזוקת המזח היבש של הספינה.
2. בידוד את משאבת הזרקת הדלק ואת צינור הפריקה של מנוע הדיזל.
3. חבר בנפרד את צינור פריקת הדלק של משאבת הזרקת הדלק של מנוע הדיזל והתקן התקן ואקום. זה יוצר לחץ שלילי במערכת הצנרת, והדלק שדולף מצמד הבוכנות ישאב מיד, ולא יצטבר בזוג הבוכנה.
4. התקן משאבת הומוגנית בכניסת הדלק של מנוע הדיזל.
5. במהלך -התחממות, הזז ידנית כל משאבת הזרקת דלק כדי לשמן אותה. שיטה זו נועדה לבדוק את הגמישות של צמד הבוכנות ולמנוע מצמד הבוכנות להיתקע. במקביל, יש לבדוק גם חלקים נעים אחרים.
בנוסף, שימו לב לבדיקה והתאמת מנגנון ההתאמה של מכשיר הוויסות על מנת להבטיח את הדיוק והאמינות של נפח הזרקת הדלק של משאבת הדלק.
6. במהלך פעולת הציוד, אם מתרחש מצב בלתי צפוי ויש צורך לכבות צילינדר בודד לצורך אספקת שמן, יש לבצע זאת בקפדנות בהתאם להנחיות היצרן ולהמלצותיו. השתמש בכלי אספקת השמן המיוחד שסופק עם המכונה כדי לנעול את מנגנון הגלילים של משאבת הזרקת הדלק, ואל תסגור באופן עיוור את נתיבי השמן הנכנס והיציאה של משאבת הזרקת הדלק, דבר שעלול לגרום לצמד הבוכנות להיתקע עקב חוסר סיכה יעילה.
7. בניהול יומי, מעקב אחר מצב הבעירה של כל צילינדר. באמצעות צבע עשן, דיאגרמת מחוון ושינויי טמפרטורת הפליטה, קובעים את מצב הפעולה של ציוד הזרקת הדלק. בצע התאמות בזמן בהתאם למצב בפועל.
Ⅳ.מסקנה
הכר את המשמעויות של פרמטרים שונים של דלק ואמצעי הטיפול המתאימים.
לפני התדלוק, הבן את סוג הדלק, מאפייניו וכמותו.
כאשר יש הבדלים משמעותיים בצמיגות ובצפיפות הדלק, הימנע מהסיכון של ערבוב דלקים במהלך הפעולה בפועל.
למנוע ביעילות את תופעת הידבקות משאבת הדלק עקב בעיות באיכות הדלק, העלולות להשפיע על פעולתו הרגילה של מנוע הדיזל.
במקביל, עיין בהצעות ההנחיה של היצרן ובצע באופן קבוע תחזוקה ותחזוקה של ציוד. בצע התאמות סבירות בהתבסס על פרמטרי הפעולה של הציוד כדי להבטיח מצב בעירה טוב של מנוע הדיזל.