आधुनिक जहाजों में डीजल इंजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, मुख्य इंजन के रूप में डीजल इंजन वाले जहाजों की कुल क्षमता 98% से अधिक है, और डीजल से संचालित जहाजों की कुल शक्ति जहाज निर्माण की कुल शक्ति का 90% से अधिक है।
जहाज को शक्ति प्रदान करने के लिए डीजल मुख्य इंजन की सामान्य शुरुआत नेविगेशन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक आवश्यक शर्त है।
इसके बड़े स्टार्टिंग टॉर्क, तेज और सुचारू स्टार्टिंग प्रक्रिया और व्यापक प्रयोज्यता के कारण कंप्रेस्ड{0}एयर स्टार्टिंग विधि का व्यापक रूप से मध्यम{{1}और बड़े{2}आकार के डीजल इंजनों में उपयोग किया जाता है।
एक जुड़वां इंजन, एकल प्रोपेलर जहाज के डीजल मुख्य इंजन अचानक एक ही समय में सामान्य रूप से शुरू होने में विफल रहे। यह पेपर इस प्रारंभिक दोष का विश्लेषण और निवारण करता है, जिससे डीजल मुख्य इंजनों के रखरखाव और प्रबंधन कर्मियों को प्रेरणा और सहायता प्रदान करने की उम्मीद की जाती है।
I. दोष घटना
जब एक जहाज रवाना होने की तैयारी कर रहा था, तो डीजल मुख्य इंजन द्वारा प्रारंभिक तैयारी पूरी करने के बाद, चालक दल ने केंद्रीकृत नियंत्रण कंसोल पर "स्टार्ट" बटन दबाया, लेकिन डीजल इंजन नहीं घूमा, और स्टार्टिंग विफल हो गई।
इसके बाद समुद्री इंजीनियरों ने स्थानीय नियंत्रण कंसोल से इंजन शुरू करने की कोशिश की, लेकिन फिर भी असफल रहे।
जहाज के मिशन को पूरा करने को सुनिश्चित करने के लिए, समुद्री इंजीनियरों ने अंततः मुख्य शुरुआती वाल्व को मैन्युअल रूप से खोलने की कोशिश की। उन्हें लगा कि यह सामान्य से अधिक ज़ोरदार था, लेकिन मुख्य इंजन अंततः सफलतापूर्वक शुरू हुआ और उसके बाद सामान्य रूप से संचालित हुआ।
जहाज के लौटने के बाद, समुद्री इंजीनियरों ने शुरुआती खराबी का कारण खोजने का प्रयास किया। कई आरंभिक परीक्षणों के माध्यम से, उन्होंने निम्नलिखित घटनाओं का सारांश प्रस्तुत किया:
(1) जब केंद्रीकृत नियंत्रण कंसोल और स्थानीय नियंत्रण कंसोल पर "स्टार्ट" बटन दबाया गया, तो डीजल इंजन शुरू होने में विफल रहा।
(2) "स्टार्ट" बटन दबाने के बाद, वाल्व स्विचिंग से ईंधन कटने की आवाज सुनी जा सकती है।
(3) कई "ब्लोइंग" ऑपरेशनों के बाद, जब केंद्रीकृत नियंत्रण कंसोल या स्थानीय नियंत्रण कंसोल पर "प्रारंभ" बटन दबाया गया, तो डीजल इंजन शुरू हो सका।
(4) दो डीजल मुख्य इंजनों की शुरुआती घटनाएँ समान थीं।
द्वितीय. प्रारंभिक सिद्धांत
इस जहाज का डीज़ल मुख्य इंजन एक संपीड़ित {0}एयर स्टार्टिंग सिस्टम का उपयोग करता है, जो एकल {{1}पंक्ति इनटेक और डबल {{2}पंक्ति फायरिंग स्टार्टिंग विधि को अपनाता है। चित्र 1 प्रारंभिक सिस्टम आरेख दिखाता है।
चित्र 1: डीजल इंजन का स्टार्टिंग सिस्टम आरेख
आरंभिक वायु का दबाव 1.2-3 एमपीए है, और नियंत्रण वायु का दबाव 0.7 एमपीए है। दबाव कम करने वाले वाल्व के माध्यम से 4.7-एमपीए मुख्य संपीड़ित वायु बोतल द्वारा विघटित होने के बाद दोनों को प्रारंभिक वायु बोतल और नियंत्रण वायु बोतल में भर दिया जाता है।
जब डीजल इंजन चालू होता है, तो शुरुआती सोलनॉइड वाल्व सक्रिय हो जाता है। नियंत्रण हवा टर्निंग गियर इंटरलॉक वाल्व से गुजरने के बाद, इसे दो रास्तों में विभाजित किया जाता है:
एक रास्ता दिशात्मक वाल्व की ओर जाता है, जो ईंधन कटऑफ वाल्व को बंद कर देता है और ईंधन तेल सर्किट खोल देता है।
दूसरा रास्ता मुख्य शुरुआती वाल्व की ओर जाता है, जो मुख्य शुरुआती वाल्व को खोलता है और शुरुआती वायु सर्किट को खोलता है।
मुख्य शुरुआती वाल्व से गुजरने के बाद, शुरुआती हवा को तीन रास्तों में विभाजित किया जाता है:
एक रास्ता बी-बैंक सिलेंडरों पर स्थापित शुरुआती वाल्व की ओर जाता है। सिलेंडर स्टार्टिंग वाल्व खुलने के बाद हवा सिलेंडर में प्रवेश करती है।
एक रास्ता वायु वितरक की ओर जाता है, और फिर, डीजल इंजन के फायरिंग क्रम के अनुसार, उन्हें खोलने के लिए सिलेंडर स्टार्टिंग वाल्व तक पहुंचता है।
दूसरा रास्ता गवर्नर को सर्वो शुरू करने की ओर ले जाता है।
आरंभिक हवा फायरिंग क्रम में बी - बैंक सिलेंडरों में प्रवेश करती है, पिस्टन को धक्का देती है और क्रैंकशाफ्ट को घूमने के लिए प्रेरित करती है। जब डीजल इंजन की गति शुरुआती गति 1 तक पहुंच जाती है, तो गवर्नर गति (थ्रॉटल) सेटिंग सिग्नल प्राप्त करता है, जल्दी से शुरुआती थ्रॉटल 1 में ईंधन की आपूर्ति बढ़ाता है, और तब तक गति के अनुसार थ्रॉटल को समायोजित करता है जब तक कि डीजल इंजन एक स्थिर संचालन स्थिति में प्रवेश नहीं कर लेता। शुरुआती प्रक्रिया के दौरान शुरुआती गति और थ्रॉटल के बीच संबंध आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है।
चित्र 2: प्रारंभिक प्रक्रिया के दौरान प्रारंभिक गति और थ्रॉटल के बीच संबंध आरेख
तृतीय. दोष के कारण का विश्लेषण और समस्या निवारण
डीजल इंजन के मूल कार्य सिद्धांत और शुरुआती सिद्धांत के अनुसार, इस डीजल इंजन की शुरुआती प्रक्रिया में मुख्य रूप से ईंधन आपूर्ति प्रणाली, सेवन और निकास प्रणाली, गति नियंत्रण प्रणाली, निगरानी और सुरक्षा प्रणाली और संपीड़ित वायु प्रणाली शामिल होती है।
"आसान से कठिन, सतह से अंदर तक" के दोष विश्लेषण सिद्धांत का पालन करते हुए, और शुरुआती परीक्षणों के दौरान समुद्री इंजीनियरों द्वारा संक्षेपित घटनाओं के आधार पर, दोष समस्या निवारण का दायरा सीमित हो गया है।
1. प्रारंभिक विश्लेषण
डीजल इंजन नियंत्रण मोड (केंद्रीकृत नियंत्रण कंसोल या स्थानीय नियंत्रण कंसोल पर "स्टार्ट" बटन दबाने) के माध्यम से शुरू करने में विफल रहा, लेकिन यह मुख्य शुरुआती वाल्व को मैन्युअल रूप से खोलकर शुरू हो सकता था। इसके अलावा, सफल शुरुआत के बाद डीजल इंजन सामान्य रूप से संचालित हुआ, जो दर्शाता है कि सिलेंडर स्टार्टिंग वाल्व, ईंधन आपूर्ति प्रणाली, सेवन और निकास प्रणाली और डीजल इंजन की गति नियंत्रण प्रणाली सामान्य रूप से काम कर रही थी।
यह ध्यान देने योग्य है कि भले ही डीजल इंजन शुरू करने में विफल रहता है, जब डीजल इंजन के न घूमने या शुरुआती गति 1 तक नहीं पहुंचने जैसी खराबी की घटनाएं होती हैं, तो गति नियंत्रण प्रणाली और ईंधन आपूर्ति प्रणाली ने अभी तक काम में भाग नहीं लिया है, और अन्य प्रणालियों में खराबी पर पहले विचार किया जाना चाहिए।
स्टार्टिंग के दौरान, फ्यूल कटऑफ वाल्व सामान्य रूप से स्विच हो सकता है, और मॉनिटरिंग और सुरक्षा प्रणाली में टर्निंग गियर इंटरलॉक वाल्व नहीं जलता है, जो दर्शाता है कि कंट्रोल एयर सर्किट में स्टार्टिंग सोलनॉइड वाल्व और टर्निंग गियर इंटरलॉक वाल्व सामान्य रूप से काम कर रहे थे, और कंट्रोल एयर मुख्य स्टार्टिंग वाल्व तक पहुंच सकता है।
चूंकि डीजल इंजन मुख्य स्टार्टिंग वाल्व को मैन्युअल रूप से खोलकर शुरू किया जा सकता है, इसलिए यह माना जाता है कि मुख्य स्टार्टिंग वाल्व में कोई खराबी हो सकती है।
2. मुख्य स्टार्टिंग वाल्व का समस्या निवारण
(1) संरचना एवं कार्य सिद्धांत
इस डीजल मुख्य इंजन का मुख्य शुरुआती वाल्व क्रैंककेस के बगल में स्थापित किया गया है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, और इसकी संरचना चित्र 4 में दिखाई गई है। मुख्य घटकों में शामिल हैं: शीर्ष ब्लॉक, पिस्टन, गाइड स्प्रिंग, रिलीफ वाल्व, मुख्य स्प्रिंग, मुख्य वाल्व, वाल्व सीट और वाल्व बॉडी।
चित्र 3: मुख्य प्रारंभिक वाल्व
चित्र 4: मुख्य प्रारंभिक वाल्व की संरचना
नियंत्रण वायु कनेक्ट होने के बाद, पिस्टन राहत वाल्व को नीचे की ओर ले जाता है। वाल्व बॉडी में मुख्य शुरुआती हवा राहत बंदरगाह के माध्यम से बाहरी वातावरण से जुड़ी होती है, और दबाव तेजी से गिरता है। परिणामस्वरूप, मुख्य वाल्व के बाहरी तरफ काम करने वाला ऊर्ध्वाधर दबाव आंतरिक तरफ काम करने वाले ऊर्ध्वाधर दबाव के परिणामी बल और मुख्य स्प्रिंग के लोचदार बल पर काबू पा सकता है, जिससे मुख्य वाल्व ऊपर की ओर उठता है, जिससे मुख्य शुरुआती वाल्व खुल जाता है।
इस प्रक्रिया के दौरान, पिस्टन पर लगाया गया नियंत्रण वायु का बल गाइड स्प्रिंग के लोचदार बल और राहत वाल्व पर काम करने वाले ऊपर की ओर गैस के दबाव को दूर करने में सक्षम होना चाहिए। पिस्टन की बल स्थिति सूत्र (2) में दर्शाई गई है।
यदि मुख्य शुरुआती वाल्व को मैन्युअल रूप से खोला जाता है, तो डिस्क को घुमाकर शीर्ष ब्लॉक पर लगाया गया नीचे की ओर का दबाव नियंत्रण हवा के बल को बदल देता है, जिससे राहत वाल्व नीचे की ओर चला जाता है।
F_पिस्टन, नियंत्रण वायु > F_राहत वाल्व, प्रारंभिक वायु + T_गाइड स्प्रिंग (2)
(2) संभावित दोष कारणों का विश्लेषण
मुख्य शुरुआती वाल्व के कार्य सिद्धांत से यह देखा जा सकता है कि मुख्य शुरुआती वाल्व को खोलने की कुंजी राहत वाल्व के सामान्य उद्घाटन में निहित है। इसलिए, विश्लेषण सूत्र (2) के आधार पर निम्नलिखित तीन पहलुओं से किया जाता है:
1) वायु दाब पर अपर्याप्त नियंत्रण, जिसके परिणामस्वरूप पिस्टन पर थोड़ा नीचे की ओर दबाव पड़ता है।
नियंत्रण वायु पाइपलाइन में रिसाव बिंदु या नियंत्रण वायु कनेक्टर की रुकावट के कारण मुख्य प्रारंभिक वाल्व में प्रवेश करने वाली नियंत्रण वायु का दबाव कम हो जाएगा।
2) राहत वाल्व के नीचे की ओर बढ़ने के प्रतिरोध में वृद्धि।
रिलीफ वाल्व और गाइड बुशिंग के बीच खराब चिकनाई, या नम हवा के कारण रिलीफ वाल्व या गाइड बुशिंग में जंग लगने से रिलीफ वाल्व की गति रुक जाएगी, और गंभीर मामलों में, यह पूरी तरह से जाम भी हो सकता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि यदि शुरुआती वायु दबाव बहुत अधिक है, तो राहत वाल्व के नीचे की ओर बढ़ने का प्रतिरोध भी काफी बढ़ जाएगा।
3) गाइड स्प्रिंग को संपीड़ित करने में कठिनाई।
गाइड स्प्रिंग धातु से बना है। नम हवा के कारण जंग लगने से जंग उत्पाद स्प्रिंग के सामान्य संपीड़न में बाधा डालेंगे। अत्यधिक चक्रीय संपीड़न से सूक्ष्म दरारें हो सकती हैं, जिससे संपीड़न के लिए आवश्यक बल बढ़ जाता है।
इसके अलावा, स्प्रिंग की अनुचित स्थापना से आसपास के घटकों में हस्तक्षेप हो सकता है, जिससे स्प्रिंग का संपीड़न बाधित हो सकता है।
(3) जुदा करना और निरीक्षण करना
रिलीफ वाल्व और गाइड स्प्रिंग की जांच के लिए मुख्य स्टार्टिंग वाल्व के बाहरी निरीक्षण और डिस्सेप्लर के बाद, निम्नलिखित पाए गए:
1) नियंत्रण वायु पाइपलाइन के कनेक्शन बिना किसी रिसाव के सामान्य थे, और नियंत्रण वायु कनेक्टर अवरुद्ध नहीं था।
2) रिलीफ वाल्व गाइड बुशिंग में लचीले ढंग से घूम सकता है, और गाइड स्प्रिंग में कोई स्पष्ट जंग नहीं थी और सतह पर कोई स्पष्ट दरार नहीं थी।
3) नियंत्रण वायु बोतल का दबाव सामान्य था, लेकिन मुख्य प्रारंभिक वायु बोतल का दबाव 3 एमपीए से अधिक था, जैसा चित्र 5 में दिखाया गया है।
चित्र 5: वायुदाब नापने का यंत्र प्रारंभ करना
मुख्य स्टार्टिंग वायु का उच्च दबाव ही वह कारण है जिसके कारण समुद्री इंजीनियरों को मुख्य स्टार्टिंग वाल्व खोलते समय कड़ी मेहनत महसूस हुई।
चूँकि नियंत्रण वायु और मुख्य प्रारंभिक वायु दोनों को दबाव कम करने वाले वाल्व के माध्यम से 4.7 एमपीए के दबाव के साथ मुख्य संपीड़ित वायु बोतल से हवा को डीकंप्रेस करके प्राप्त किया जाता है, गलती बिंदु को मूल रूप से दबाव कम करने वाले वाल्व के रूप में बंद कर दिया जाता है।
3. दबाव कम करने वाले वाल्व का समस्या निवारण
(1) संरचना एवं कार्य सिद्धांत
दबाव कम करने वाले वाल्व का मॉडल Q/HFJM20A है। भौतिक वस्तु को चित्र 6 में दिखाया गया है, और इसे एक पायलट वाल्व और एक मुख्य दबाव कम करने वाले वाल्व में विभाजित किया गया है। आंतरिक संरचना चित्र 7 में दिखाई गई है।
चित्र 6: Q/HFJM-20A दबाव कम करने वाला वाल्व
चित्र 7: Q/HFJM-20A पायलट वाल्व (ऊपरी) और मुख्य वाल्व (निचला) की आंतरिक संरचना
पायलट वाल्व मुख्य रूप से एक एडजस्टिंग कवर, एक एडजस्टिंग स्प्रिंग और एक एडजस्टिंग स्क्रू से बना होता है। मुख्य दबाव कम करने वाले वाल्व के मुख्य घटकों में शामिल हैं: एक पिस्टन, एक मुख्य वाल्व डिस्क, और एक रिटर्न स्प्रिंग।
जब पायलट वाल्व का समायोजन कवर प्रारंभिक स्थिति में होता है, तो पायलट वाल्व का समायोजन स्प्रिंग दबाव में नहीं होता है, पायलट वाल्व खोला नहीं जाता है, मुख्य दबाव कम करने वाले वाल्व में पिस्टन के ऊपरी और निचले कक्षों में दबाव संतुलित होता है, और मुख्य वाल्व डिस्क रिटर्न स्प्रिंग के दबाव में मुख्य वाल्व मार्ग को बंद कर देता है।
जब पायलट वाल्व के समायोजन कवर को दक्षिणावर्त घुमाया जाता है, तो समायोजन स्प्रिंग संपीड़ित होता है और पायलट वाल्व डिस्क को खोलता है। पायलट वाल्व द्वारा दबावयुक्त वायु आउटपुट पिस्टन के ऊपरी कक्ष में प्रवेश करता है। पिस्टन ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर दबाव के अधीन होता है, रिटर्न स्प्रिंग के लोचदार बल पर काबू पाता है, और नीचे की ओर बढ़ता है। उसी समय, मुख्य वाल्व डिस्क को खोलने के लिए पुश रॉड नीचे की ओर बढ़ती है। फिर, उच्च दबाव वायु स्रोत PN1 आउटपुट कक्ष में प्रवेश करता है, जिससे आउटपुट दबाव PN2 उत्पन्न होता है।
उसी समय, आउटपुट कक्ष में दबाव वाली हवा पिस्टन के निचले कक्ष में प्रवेश करती है, पिस्टन के ऊपरी हिस्से पर दबाव को संतुलित करने के लिए पिस्टन के निचले हिस्से पर कार्य करती है। मुख्य वाल्व डिस्क का उद्घाटन तब तक कम हो जाता है जब तक यह संतुलन तक नहीं पहुंच जाता।
(2) संभावित दोष कारणों का विश्लेषण
इस दबाव कम करने वाले वाल्व के कार्य सिद्धांत से यह देखा जा सकता है कि आउटपुट दबाव मुख्य वाल्व डिस्क के खुलने पर निर्भर करता है। उद्घाटन जितना बड़ा होगा, आउटपुट दबाव उतना अधिक होगा।
पायलट वाल्व एक नियंत्रण भूमिका निभाता है, और मुख्य दबाव कम करने वाले वाल्व में एक स्व-क्षतिपूर्ति प्रतिक्रिया फ़ंक्शन होता है। इसलिए, विश्लेषण निम्नलिखित दो पहलुओं से किया जाता है:
1) पायलट वाल्व का असामान्य सेटिंग मान।
यदि पायलट वाल्व का समायोजन कवर गलती से कड़ा हो जाता है, तो समायोजन स्प्रिंग का पूर्व संपीड़न बढ़ जाता है, या यदि समायोजन स्प्रिंग पुराना या विकृत हो जाता है, तो पायलट वाल्व का आउटपुट दबाव बढ़ जाएगा, जिससे मुख्य वाल्व का आउटपुट दबाव प्रभावित होगा।
2) मुख्य वाल्व की असामान्य क्रिया।
रिटर्न स्प्रिंग के लोचदार मापांक में कमी, पिस्टन का नीचे की ओर जाने के बाद अटक जाना, मुख्य वाल्व डिस्क और वाल्व सीट के बीच सीलिंग सतह को नुकसान, या पिस्टन के निचले कक्ष में दबाव मार्गदर्शक छेद में रुकावट जैसी समस्याएं, इन सभी के कारण मुख्य वाल्व डिस्क का उद्घाटन मूल संतुलन स्थिति से बड़ा हो जाएगा।
(3) दोष निवारण
पायलट वाल्व और दबाव कम करने वाले वाल्व के मुख्य वाल्व को अलग कर दिया गया। एडजस्टिंग स्प्रिंग और रिटर्न स्प्रिंग का दृश्य निरीक्षण किया गया और उनके लोचदार बलों का परीक्षण किया गया। उसी समय, पिस्टन की गति के लचीलेपन और मुख्य वाल्व डिस्क की सीलिंग सतह की सावधानीपूर्वक जाँच की गई। यह पाया गया कि पायलट वाल्व का एडजस्टिंग स्प्रिंग पुराना हो गया था।
एडजस्टिंग स्प्रिंग को बदलने के बाद, पायलट वाल्व के एडजस्टिंग कवर को आउटपुट दबाव 3 एमपीए बनाने के लिए समायोजित किया गया था। स्थानीय और केंद्रीकृत नियंत्रण कंसोल पर फिर से शुरू करने के लिए डीजल इंजन का परीक्षण किया गया, और डीजल इंजन सामान्य रूप से शुरू हो सका।
समुद्री इंजीनियरों ने शुरुआती परीक्षणों के दौरान पाया कि डीजल इंजन को कई "ब्लोइंग" ऑपरेशनों के बाद नियंत्रण मोड के माध्यम से शुरू किया जा सकता है। वास्तव में, ऐसा इसलिए है क्योंकि "ब्लोइंग" ऑपरेशन में संपीड़ित हवा की खपत होती है। मुख्य आरंभिक वायु का दबाव कम होने के बाद, नियंत्रण वायु मुख्य आरंभिक वाल्व को फिर से खोल सकती है।
चतुर्थ. निष्कर्ष
यह पेपर जहाज के डीजल मुख्य इंजन की असामान्य शुरुआत का विस्तृत विश्लेषण और समस्या निवारण करता है। नतीजे बताते हैं कि संपीड़ित वायु प्रणाली में दबाव कम करने वाले वाल्व के पायलट वाल्व के समायोजन स्प्रिंग की उम्र बढ़ना, जिसके कारण मुख्य प्रारंभिक हवा का दबाव बहुत अधिक हो जाता है, खराबी का कारण है।
समुद्री प्रबंधन कर्मियों के सामने तीन सुझाव रखे गए हैं:
सबसे पहले, दैनिक रखरखाव के मानकीकरण में सुधार करें और तकनीकी मैनुअल और निर्देशों के अनुसार प्रत्येक घटक और प्रणाली को सख्ती से बनाए रखें और सेवा दें।
दूसरा, मुख्य घटकों की आंतरिक संरचनाओं और विशिष्ट कार्य सिद्धांतों की सीखने और समझ को मजबूत करना, जो गलती के स्थान को जल्दी से निर्धारित करने में मदद करेगा।
तीसरा, न केवल मुख्य इंजन पर ध्यान दें बल्कि मशीन की विश्वसनीयता पर सहायक प्रणालियों के प्रभाव पर भी ध्यान दें।