パワーアセンブリ

パワー アセンブリという用語は、摩耗やエンジン故障によって失われたエンジン性能を回復するために「簡単に」取り外して交換できるように設計された、エレクトロ モーティブ ディーゼル(EMD) エンジン サブアセンブリを指します。産業用途で使用される大型内燃エンジンの典型である EMD エンジンは、オーバーホール時にエンジン アセンブリ全体をその適用場所から取り外すことなく、シリンダー ライナー、ピストン、ピストン リング、およびコネクティング ロッドを交換できるように設計されています。これにより、エンジンの価値が高まり、ダウンタイムが短縮され、エンジンを真に新品のエンジン性能に戻すことができます。エンジン業界では、シリンダー パック、ライナー パック、シリンダー アセンブリ、シリンダー キットなどの他の用語も、同様のアセンブリを説明するために使用されます。大型エンジン業界では、「パワー アセンブリ」という用語も一般的な用語になり、EMD 以外のエンジンで使用されるアセンブリを指すために使用されることが多く、両方の用語は機能的には同じですが、「パワー パック」という用語が推奨される場合があります。

エンジン アセンブリのサイズと重量、および修理のために取り外して輸送することが困難なため、通常、固定用途では現場で、輸送用途では船または機関車で整備されます。エンジンを「簡単に」整備できるように設計するのは、エンジンの整備性を高めたいという願望からではなく、必要性から行われます。パワー アセンブリは大きくて重いため、固定具とアセンブリを持ち上げるのに十分な頭上吊り上げ装置が必要です。

EMD 電源アセンブリは次のコンポーネントで構成されます。

1. シリンダーヘッドアセンブリ（バルブ、スプリング、キーパーなどを含む）燃料システム部品を除く
2. シリンダーライナー
3. ピストンとピストンリング
4. ピストンキャリア
5. コネクティングロッド

EMD ディーゼル エンジンでは、2 つのパワー アセンブリが共通のコネクティング ロッド ジャーナルを共有し、パワー アセンブリが一般的な V 型エンジンのように互い違いに配置されておらず、互いに正反対に配置されているため、1 つのエンジンに 2 つの異なるパワー アセンブリが必要です。2 つのアセンブリの違いはコネクティング ロッドにあります。1 つのコネクティング ロッドの「ビッグ エンド」は、そのコンパニオン ロッドの内側に収まる必要があり、2 つのタイプは「ブレード ロッド」と「フォーク ロッド」と呼ばれます。「フォーク ロッド」は、この特定のケースでは「バスケット」と呼ばれる「ロッド キャップ」のみを備えているため、論理的には「マスター」ですが、「ブレード ロッド」は、その「ビッグ トウ」が「フォーク」内に完全に収まるように設計されており、フォークによってガイドされ、保持され、両方とも単一の「バスケット」によって保持されるため、論理的には「スレーブ」です。

パワー アセンブリの交換が必要になる状況はいくつかあります。そのほとんどは、バルブの落下、ピストンの破損、内部の冷却剤漏れなど、パワー アセンブリ自体の故障が原因です。コネクティング ロッドの破損や、エンジンの動作中にシリンダーに冷却剤が充填され、ピストンが液体を圧縮できないために破滅的な故障が発生したときにシリンダー ブロックから破損または外れた「ハイドロ ロック」パワー アセンブリなどの壊滅的な故障を修復するための交換はそれほど一般的ではありません。エンジン内のすべてのアセンブリを交換する完全なパワー アセンブリの交換は最も一般的ではなく、通常は包括的なエンジン オーバーホールの一環として行われます。

通常の稼働中のパワー アセンブリの交換では、エンジン内部の故障を見つけるために特別に実施されたエンジン検査の後に交換が行われます。エンジンのクランクケース アクセスとシリンダー ブロックのエアボックス カバーを取り外して、エンジンの回転アセンブリと往復アセンブリの目視検査を実施できます。光ファイバー内視鏡(フレキシブルボアスコープ) を使用すると、この検査と評価が容易になりますが、これは必須ではなく、EMD のメンテナンス プログラムの一部でもありません。

エンジン エアボックス カバー (EMD エンジンの側面に見られる上部カバー - 空気がシリンダー ブロックを通ってパワー アセンブリに流れる「エアボックス」をカバーします) を取り外して、シリンダー ライナーの内部とピストン クラウン、スカート、リングを目視検査します。クランクケース アクセス カバー (EMD エンジンの側面に見られる下部カバー) も取り外して、冷却液の漏れ、コンポーネントの損傷、過度の摩耗を検査します。適切な検査を行うには、冷却システムに充填して加圧し、パワー アセンブリからの漏れがないか確認する必要があります。

エンジンを検査するには、レバーを使って手動で「バーを回す」ことができますが、手動でエンジンを回すのは遅く、効率が悪いです。用途によっては、手動でエンジンをバーを回すのが困難または不可能な場合があります。エンジンを回すための推奨ツールは、電動で油圧操作される「ターニング ジャッキ」です。ターニング ジャッキは、油圧シリンダとラム アセンブリを使用しており、自動的に前進してフライホイールの穴にかみ合います。ラムが限界に達すると、自動的に引っ込み、再び前進して別の穴にかみ合います。その後、エンジンはサイクルを通じて徐々に回転し、エンジンのどちらかの側にジャッキを取り付けることで、どちらの方向にも回転できます。ターニング ジャッキは、より高速で効率的であるだけでなく、バ​​ー レバーが緩んで怪我や損傷を引き起こすリスクがないため、より安全です。また、ターニング ジャッキを使用すると、検査プロセス中のどの時点でも、整備士がエンジンに物理的に接触する必要がありません。

ターニング ジャッキを使用すると、1 人の整備士が数分でトップ デッキとクランクケースの完全な検査を行うこともできます。また、部品を動かした状態でエンジンを検査することで、より適切な検査が行えます。ロッカー アーム ローラーが適切に回転しているか検査したり、クリアランスが不十分または過剰であるなどのバルブ トレインの潜在的な問題を観察したり、リング溝内でのピストン リングの動き (溝の過度の摩耗を示す) を観察したり、破損したバルブ スプリングをより簡単に確認したりすることができます。また、ターニング ジャッキを使用すると、整備士はエンジンが回転しているときにフライホイールのタイミング マークを観察して、メンテナンスや修理後のエンジン バルブ トレインおよび燃料システムの調整のためにエンジンのタイミングを適切に調整することもできます。

パワー アセンブリの交換が「普通の工具」で「数時間」で可能だという主張は主観的です。必要な工具は一般的な整備工場ではほとんど「普通」のものではなく、実際の修理時間は状況によって大きく異なる可能性があります。少なくとも、大きなソケットと大容量のトルク マルチプライヤーは、ホールドダウンを保持する大きなナットを取り外して適切な仕様に再締め付けするために必要です。その他のさまざまな特殊工具は、厳密には必要ではありませんが、作業がはるかに簡単になります。さらに、アセンブリ交換後の燃料システムの調整には、特殊工具が必要です。

修理時間に関して言えば、パワー アセンブリの交換は通常、少なくとも 2 人の整備士によって行われるため、必要な作業時間は修理時間の少なくとも 2 倍になります。エンジンが検査または修理のために「熱い」状態で持ち込まれた場合、修理を開始する前にユニットを数時間冷却する必要がある可能性があります。部品がすぐに入手できない場合は、遅延が長くなります。通常、作業できるほどエンジンが冷えていて、適切なツールと必要な部品が手元にある場合、パワー アセンブリの交換では、2 人の整備士が 4 時間でパワー アセンブリを適切かつ安全に交換できます。高価なエンジンやコンポーネント、重大な安全上の危険を伴う大規模な修理が、安全性と信頼性を犠牲にして「効率」を高めるために急いで行われることはほとんどありません。

作業エリアの品質とレイアウトも、作業に必要な時間と品質に大きな影響を与えます。適切な機器とツールがあれば、作業は「簡単」になります。作業環境が悪く、適切なツールと機器がないと、交換作業が悪夢になる可能性があります。前述のレバーで「遮断」するのと、回転ジャッキを使用するのとでは、適切な機器が備わっていることの好例です。移動機器 (機関車) や個々のエンジン (リビルド/オーバーホール ショップ) の適切な機器を備えた修理工場、または固定エンジンが恒久的に設置されているエリア (エンジンをサービスのために取り外すことが事実上不可能な海洋アプリケーションや発電所など) には、アセンブリを安全かつ効率的に取り扱い、取り外し、取り付けることができるように、十分なオーバーヘッド リフティング機器が装備されています。

部品は大きくて重く、特殊な工具が必要ですが、交換プロセスは単純明快です。エンジン冷却剤を排出し、テスト バルブ「スニフター」を取り外し、ロッカー アーム アセンブリと燃料システム コンポーネントを取り外し、コネクティング ロッドをクランクシャフトから外し、パワー アセンブリ ホールドダウン (一般に「クラブ」と呼ばれる) を取り外し、冷却システムの配管を外し、ピストン冷却チューブを取り外し、吊り上げ器具を取り付けて、パワー アセンブリをシリンダー ブロックから持ち上げます。交換用のパワー アセンブリを取り付けるには、このプロセスを逆に実行します。

交換用アセンブリの取り付け後、すべてのハードウェアが仕様どおりにトルク調整され、冷却システムが補充され、エンジンのクランクシャフトが適切なタイミングで調整されて新しいパワー アセンブリのバルブと燃料インジェクターが調整され、適切なゲージを使用してバルブ トレインと燃料インジェクション システムを調整し、燃料システムをプライミングしてエンジンを始動し、正常に動作するか確認し、冷却システム内の漏れがあれば特定します。エンジンを再構築する他の状況と同様に、交換用パワー アセンブリには「慣らし」期間があり、エンジンを通常のサービスに戻す前に、一定時間エンジンをさまざまな速度と負荷で動作させてシリンダー リングを固定する必要があります。