تجميع الطاقة
 | لا تستشهد هذه المقالة بأي مصادر . ( December 2014 ) |
يشير مصطلح مجموعة الطاقة إلى مجموعة فرعية لمحرك ديزل كهربائي مصمم ليتم إزالته واستبداله "بسهولة" من أجل استعادة أداء المحرك المفقود بسبب التآكل أو فشل المحرك. وكما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي الثقيلة المستخدمة في التطبيقات الصناعية، تم تصميم محركات EMD للسماح باستبدال بطانات الأسطوانات والمكابس وحلقات المكبس وقضبان التوصيل أثناء الإصلاح دون إزالة مجموعة المحرك بالكامل من موقع تطبيقها. وهذا يزيد من قيمة المحرك ويقلل من وقت التوقف ويسمح للمحرك بالعودة إلى أداء المحرك الجديد الحقيقي. تُستخدم مصطلحات أخرى مثل مجموعة الأسطوانات ومجموعة البطانة ومجموعة الأسطوانات ومجموعة الأسطوانات في صناعة المحركات لوصف مجموعات مماثلة. في صناعة المحركات الكبيرة، أصبح مصطلح "مجموعة الطاقة" عامًا أيضًا ويُستخدم غالبًا للإشارة إلى المجموعات المستخدمة في المحركات غير EMD حيث قد يكون "مجموعة الطاقة" هو المصطلح المفضل، على الرغم من أن كلا المصطلحين متماثلان وظيفيًا.
نظرًا لحجم ووزن مجموعة المحرك وصعوبة إزالتها ونقلها للإصلاح، يتم صيانتها عادةً في الموقع في التطبيقات الثابتة وفي السفن أو القاطرات في تطبيقات النقل. يتم تصميم المحرك للصيانة "السهلة" بدافع الضرورة وليس الرغبة في زيادة قابلية صيانة المحرك. تكون مجموعات الطاقة كبيرة وثقيلة وتتطلب معدات رفع علوية كافية لرفع التركيبات والتجميع.
تتكون مجموعة الطاقة EMD من المكونات التالية:
- مجموعة رأس الأسطوانة (بما في ذلك الصمامات والينابيع والحافظات وما إلى ذلك) أقل مكونات نظام الوقود
- بطانة الاسطوانة
- المكبس وحلقات المكبس
- حامل المكبس
- ذراع التوصيل
في محرك الديزل EMD، نظرًا لأن مجموعتي الطاقة تشتركان في عمود توصيل مشترك، ونظرًا لأن مجموعتي الطاقة متقابلتان بشكل مباشر بدلاً من أن تكونا متداخلتين كما هو الحال في محرك V النموذجي، فإن مجموعتي طاقة مختلفتين مطلوبتان في محرك واحد. والفرق بين المجموعتين هو في قضبان التوصيل. يجب أن يتناسب "الطرف الكبير" لقضيب التوصيل مع قضيب التوصيل المرافق له، ويشار إلى النوعين باسم "قضبان الشفرة" و"قضبان الشوكة". "قضيب الشوكة" هو منطقيًا "السيد" لأنه يحتوي فقط على "غطاء قضيب"، في هذه الحالة المحددة يشار إليه باسم "السلة"، بينما "قضيب الشفرة" هو منطقيًا "التابع" لأن "إصبعه الكبير" مصمم ليتناسب تمامًا مع "الشوكة" ويتم توجيهه بواسطة "السلة" ويتم الاحتفاظ بهما، وكلاهما يتم الاحتفاظ بهما بواسطة "السلة" الفردية.
قد تتطلب العديد من المواقف استبدال مجموعة الطاقة. وترجع أغلبها إلى عطل في مجموعة الطاقة نفسها مثل الصمام الساقط أو المكبس المكسور أو تسرب سائل التبريد الداخلي. والأقل شيوعًا هي عمليات الاستبدال لإصلاح الأعطال الكارثية مثل قضبان التوصيل المكسورة أو مجموعة الطاقة "المقفلة هيدروليكيًا" التي انكسرت أو خرجت من كتلة الأسطوانة عندما امتلأت الأسطوانة بسائل التبريد أثناء تشغيل المحرك وعدم قدرة المكبس على ضغط السائل مما تسبب في عطل كارثي. إن عمليات استبدال مجموعة الطاقة بالكامل، حيث يتم استبدال جميع مجموعات المحرك، هي الأقل شيوعًا ويتم إجراؤها عادةً كجزء من إصلاح شامل للمحرك.
في حالة استبدال مجموعة الطاقة أثناء الخدمة بشكل طبيعي، سيتبع الاستبدال فحصًا للمحرك يتم إجراؤه خصيصًا للعثور على أعطال داخلية في المحرك. مع إزالة غطاء الوصول إلى علبة المرافق للمحرك وغطاء صندوق الهواء لكتلة الأسطوانات، يمكن إجراء فحص بصري لتجميعات المحرك الدوارة والمترددة. قد يسهل استخدام منظار الألياف الضوئية ( منظار مرن ) هذا الفحص والتقييم، لكن هذا ليس شرطًا، ولا يشكل جزءًا من برنامج صيانة EMD.
تتم إزالة أغطية صندوق هواء المحرك (الأغطية العلوية التي تظهر على جانب محرك EMD - فهي تغطي "صندوق الهواء" الذي يسمح للهواء بالتدفق عبر كتلة الأسطوانة إلى مجموعات الطاقة) للسماح بالفحص البصري للجزء الداخلي من بطانات الأسطوانة وتيجان المكبس والتنانير والحلقات. تتم أيضًا إزالة أغطية الوصول إلى علبة المرافق (الأغطية السفلية التي تظهر على جانب محرك EMD) لفحص تسرب سائل التبريد والمكونات التالفة والتآكل المفرط. يتطلب الفحص المناسب ملء نظام التبريد وضغطه للتحقق من التسرب من مجموعات الطاقة.
لفحص المحرك، يمكن "إغلاقه" يدويًا باستخدام رافعة، ولكن دوران المحرك يدويًا بطيء وغير فعال. في بعض التطبيقات، قد يكون إغلاق المحرك يدويًا صعبًا أو مستحيلًا. الأداة المفضلة لدوران المحرك هي "مقبس دوار" يعمل بالطاقة الكهربائية ويتم تشغيله هيدروليكيًا. يستخدم المقبس الدوار أسطوانة هيدروليكية وتجميع مكبس يتقدم تلقائيًا للتفاعل مع فتحة في دولاب الموازنة. عندما يصل المكبس إلى حده الأقصى، ينسحب تلقائيًا ويتقدم مرة أخرى للتفاعل مع فتحة أخرى. ثم يدور المحرك تدريجيًا خلال دورته ويمكن تدويره في أي اتجاه عن طريق تثبيت المقبس على أي جانب من المحرك. لا يكون المقبس الدوار أسرع وأكثر كفاءة فحسب، بل إنه أيضًا أكثر أمانًا لأنه لا يوجد خطر من فك رافعة القفل والتسبب في إصابة أو تلف. أيضًا، مع المقبس الدوار، ليست هناك حاجة لأن يكون الميكانيكي على اتصال جسدي بالمحرك في أي نقطة أثناء عملية الفحص.
كما تسمح الرافعة الدوارة بإجراء فحص كامل للسطح العلوي وعلبة المرافق بواسطة ميكانيكي واحد في دقائق، كما أن فحص المحرك مع تحريك المكونات ينتج فحصًا أفضل. يمكن فحص بكرات ذراع الروك للتأكد من الدوران المناسب، ويمكن ملاحظة مشاكل صمامات السلسلة المحتملة مثل الخلوص غير الكافي أو المفرط، ويمكن ملاحظة حركة حلقة المكبس في أخاديد الحلقة التي تشير إلى تآكل الأخدود المفرط، ويمكن رؤية نوابض الصمام المكسورة بسهولة أكبر، وما إلى ذلك. كما تسمح الرافعة الدوارة للميكانيكي بمراقبة علامات توقيت دولاب الموازنة أثناء دوران المحرك لضبط توقيت المحرك بشكل صحيح للصيانة أو تعديلات صمامات المحرك ونظام الوقود بعد الإصلاح.
إن الادعاءات بإمكانية استبدال مجموعة الطاقة باستخدام "أدوات عادية" في "بضع ساعات" هي ادعاءات ذاتية، حيث إن الأدوات اللازمة ليست "عادية" في ورش الميكانيكا النموذجية ويمكن أن تختلف أوقات الإصلاح الفعلية بشكل كبير حسب الموقف. على الأقل، هناك حاجة إلى مقابس كبيرة ومضاعفات عزم عالية السعة لتمكين إزالة الصواميل الكبيرة التي تثبت أدوات التثبيت وإعادة ربطها وفقًا للمواصفات المناسبة. هناك أدوات خاصة أخرى مختلفة، على الرغم من أنها ليست مطلوبة بشكل صارم، إلا أنها تجعل المهمة أسهل كثيرًا. بالإضافة إلى ذلك، هناك أدوات خاصة مطلوبة لضبط نظام الوقود بعد استبدال المجموعة.
فيما يتعلق بوقت الإصلاح، يتم استبدال مجموعة الطاقة عادةً بواسطة ميكانيكيين اثنين على الأقل، وبالتالي فإن العمل المطلوب يكون ضعف وقت الإصلاح المطلوب على الأقل. إذا جاء المحرك للفحص أو الإصلاح "ساخنًا"، فقد تحتاج الوحدة إلى التبريد لعدة ساعات قبل أن تبدأ الإصلاحات. إذا لم تكن الأجزاء متوفرة بسهولة، فستزداد التأخيرات. عادةً، لاستبدال مجموعة الطاقة في محرك بارد بما يكفي للعمل عليه ومع الأدوات المناسبة والأجزاء الضرورية في متناول اليد، يمكن لميكانيكيين استبدال مجموعة الطاقة بشكل صحيح وآمن في فترة 4 ساعات. نادرًا ما يتم التسرع في الإصلاحات الكبرى التي تنطوي على محركات ومكونات باهظة الثمن ومخاطر أمان كبيرة لخلق "كفاءة" على حساب السلامة والموثوقية.
إن جودة وتخطيط منطقة العمل لها أيضًا تأثير كبير على الوقت المطلوب وجودة العمل. فالمعدات والأدوات المناسبة تجعل المهمة "سهلة". أما ظروف العمل السيئة والاضطرار إلى الاستغناء عن الأدوات والمعدات المناسبة فقد تجعل عملية الاستبدال كابوسًا. إن "الاستعانة برافعة" بدلًا من استخدام رافعة دوارة هي مثال جيد على التجهيز المناسب. فالورشة المجهزة تجهيزًا مناسبًا لإصلاح المعدات المتنقلة (القاطرات) أو المحركات الفردية (ورشة إعادة البناء/الإصلاح) أو المنطقة التي يتم فيها تثبيت المحركات الثابتة بشكل دائم (التطبيقات البحرية حيث لا يمكن إزالة المحرك عمليًا للصيانة أو محطات الطاقة الكهربائية، إلخ) سوف تكون مجهزة بمعدات رفع علوية كافية للسماح بالتعامل مع التجميعات وإزالتها وتركيبها بأمان وكفاءة.
على الرغم من أن المكونات كبيرة وثقيلة وتتطلب أدوات متخصصة، فإن عملية الاستبدال مباشرة وبسيطة. يتم تصريف سائل تبريد المحرك، وإزالة صمام الاختبار "snifter"، وإزالة مجموعة ذراع الروك ومكونات نظام الوقود، وفصل قضيب التوصيل عن العمود المرفقي، وإزالة أدوات تثبيت مجموعة الطاقة (والتي تسمى عادةً "crabs")، وفصل سباكة نظام التبريد، وإزالة أنبوب تبريد المكبس، وتثبيت تركيب الرفع ورفع مجموعة الطاقة من كتلة الأسطوانة. يتم عكس العملية لتثبيت مجموعة الطاقة البديلة.
بعد تركيب مجموعة الاستبدال، يتم ربط جميع الأجهزة وفقًا للمواصفات، وإعادة ملء نظام التبريد، وضبط توقيت عمود مرفق المحرك بشكل صحيح للسماح بضبط الصمامات وحاقن الوقود لمجموعة الطاقة الجديدة، وضبط مجموعة الصمامات ونظام حقن الوقود باستخدام مقاييس مناسبة، وتجهيز نظام الوقود وتشغيل المحرك وفحصه للتأكد من التشغيل السليم وتحديد التسريبات داخل نظام التبريد، إن وجدت. وكما هو الحال في أي موقف آخر يتم فيه إعادة بناء المحرك، هناك فترة "اختبار" لمجموعات الطاقة البديلة والتي يجب أن تتضمن تشغيل المحرك بسرعات وأحمال مختلفة لفترة زمنية محددة لتثبيت حلقات الأسطوانة قبل وضع المحرك في الخدمة العادية.
