副機(jī)高壓油泵卡阻故障原因分析和預(yù)防措施

文/上海遠(yuǎn)洋對外勞務(wù)有限公司輪機(jī)長 宋士新

高壓油泵柱塞卡死是柴油機(jī)的常見故障之一，尤其是在使用高粘度的劣質(zhì)重燃油時(shí)，作為船用主發(fā)電機(jī)的柴油原動(dòng)機(jī)，我們經(jīng)常會(huì)遇到高壓油泵柱塞卡死的故障，一旦這種故障出現(xiàn)，輕者一缸或多缸不發(fā)火副機(jī)啟動(dòng)不起來或運(yùn)轉(zhuǎn)中的副機(jī)跳電，成為船舶安全的隱患；高壓油泵的柱塞偶件作廢，增加船舶的備件、修理費(fèi)用；重者副機(jī)超速飛車停不下來，造成主軸承、連桿軸承和曲柄銷軸承等咬死，引起嚴(yán)重的機(jī)損事故。為了防止這類事故的發(fā)生，本人拋磚引玉，對可能造成副機(jī)高壓油泵柱塞咬死的原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合本人在船工作多年的經(jīng)驗(yàn)，從高壓油泵的裝配到備件的管理使用等幾個(gè)方面的心得體會(huì)，以供大家參考。

一、事故經(jīng)過

2009年，筆者受命外派于臺(tái)灣一家航行公司的某遠(yuǎn)洋散貨船上工作。其主機(jī)為 SULZER RTA60，副機(jī)為 DAIHATSU 6L20，額定功率為 550KW，額定轉(zhuǎn)速為 720RPM，2009年10月 21日，我們在印度的 MARMUGAO港裝貨完成后準(zhǔn)備開航回中國的青島港卸貨。0730LT,二管輪下機(jī)艙備車，啟動(dòng)NO.1副機(jī)，在確認(rèn)了副機(jī)滑油壓力、滑油油位、冷卻淡水壓力和副機(jī)燃油進(jìn)機(jī)壓力等一切正常后，將油門手柄推到規(guī)定的啟動(dòng)位置，按下啟動(dòng)空氣按鈕，啟動(dòng)該副機(jī)工作。啟動(dòng)后該副機(jī)轉(zhuǎn)速上升很快，到了 720RPM后還在繼續(xù)升高，而且副機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音也不正常，二管輪意識(shí)到該副機(jī)可能發(fā)生事故了，他隨即將副機(jī)的油門手柄拉到停車位置，見副機(jī)沒有停下來，又將燃油進(jìn)機(jī)閥關(guān)閉。此時(shí)，我也已經(jīng)來到現(xiàn)場，待 NO.1副機(jī)停下來后，就叫二管輪去把 NO.3號(hào)副機(jī)啟動(dòng)起來，以保證正常開航，并且組織機(jī)艙人員對NO.1副機(jī)進(jìn)行檢查。

二、原因分析

為什么 NO.1副機(jī)油門手柄拉到停車位置后柴油機(jī)還是停不下來呢？首先可以肯定的是當(dāng)油門手柄在停車位置時(shí)還有燃油在繼續(xù)噴到柴油機(jī)燃燒的氣缸內(nèi)，根據(jù)柴油機(jī)的工作原理，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)只要有一定量的燃油進(jìn)入燃燒室，機(jī)器就會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)停不下來的，而油門手柄在停車位置時(shí)燃油能夠進(jìn)入燃燒室有如下幾個(gè)原因：1）噴油器的針閥在開啟位置卡死；2）高壓油泵的出油閥在開啟位置卡死；3）高壓油泵的柱塞在較大的供油位置或在最大的供油位置卡死。如果是噴油器的針閥或高壓油泵的出油閥在開啟位置卡死的話，當(dāng)油門手柄來到停車位置后，柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間將管路里面的油全部用完后會(huì)自動(dòng)停下來的。而高壓油泵的柱塞在較大的供油位置或在最大的供油位置卡死后，不管油門手柄在什么位置，柴油機(jī)都不會(huì)自動(dòng)停下來的。通過對NO.1副機(jī)高壓油泵的檢查，證實(shí)是由于第一缸和第四缸高壓油泵的柱塞卡阻在最大供油量的位置上是此次事故的主要原因。

DAIHTSU 6L20型副機(jī)的高壓油泵是單體回油孔式高壓油泵，見圖1。

此類高壓油泵柱塞卡阻的原因有如下幾種：

（1）不正確的使用

大家知道，高壓油泵的柱塞和套筒這對精密偶件是經(jīng)過嚴(yán)格的加工而成的，它們的配合間隙只有0.001-0.003毫米，如果使用中對分油機(jī)尤其是副機(jī)燃油濾器的清潔保養(yǎng)或者使用劣質(zhì)燃油，使細(xì)小雜質(zhì)進(jìn)入柱塞和套筒之間，極易造成柱塞拉毛、卡阻或咬死，從而使噴油泵不能滿足柴油機(jī)在各種工況下供油量的需求。

（2）不正確的安裝

良好的裝配質(zhì)量是確保高壓油泵正常工作的基礎(chǔ)，在高壓油泵的修理和裝配工作中要確保柱塞偶件的清潔，不要損傷柱塞和套筒表面，清洗工作要在清潔干凈的柴油中進(jìn)行，不能用尖銳的工具刮削柱塞和套筒的表面，以免柱塞和套筒表面被刮傷引起卡阻。在上緊出油閥螺帽時(shí)要注意不能用力過猛，如果出油閥緊固螺帽的上緊力矩過大，可能會(huì)使柱塞套上部承受過大壓力而變形，極易造成柱塞卡死在套筒內(nèi)。

（3）柱塞副產(chǎn)品的質(zhì)量

柱塞和套筒是一對精密偶件，在包裝出廠時(shí)，其表面涂有一層防銹油，在裝配時(shí)要將其清洗干凈，要仔細(xì)檢查其上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性。我們在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)由于某些廠家的加工誤差造成柱塞和套筒之間有時(shí)間隙過小，在高壓油泵的調(diào)試過程中就會(huì)產(chǎn)生卡阻現(xiàn)象。

（4）潤滑不良

柱塞偶件在工作過程中，依靠柱塞和套筒間的微小間隙所泄露的燃油進(jìn)行潤滑，它是靠摩擦表面的幾何形狀和相對運(yùn)動(dòng)，并借助燃油的粘性流體動(dòng)力特性產(chǎn)生油壓來平衡外部負(fù)荷，建立潤滑油膜，以保證柱塞偶件不會(huì)因干摩擦而咬死。但是柱塞偶件在長期的工作過程中，也有可能使柱塞和套筒之間的油膜被破壞，使得柱塞和套筒之間干摩擦而導(dǎo)致柱塞卡死。

（5）燃油系統(tǒng)的其他故障

柴油機(jī)在工作中，由于供油提前角的調(diào)整不當(dāng)?shù)仍颍斐舍橀y偶件溫度過高，咬死在停止噴油的位置上，高壓油泵中的燃油不能噴向氣缸，高壓油管內(nèi)的溫度和壓力過高，高速運(yùn)動(dòng)的柱塞頭部承受的壓力增加，溫度升高，導(dǎo)致柱塞變形而卡阻。

（6）工作溫度過高，燃油溫度變化過快

柱塞偶件的工作溫度過高，燃油溫度變化過快，金屬在熱脹冷縮應(yīng)力的作用下，同樣也會(huì)破壞柱塞和套筒間的潤滑油膜，導(dǎo)致柱塞和套筒之間產(chǎn)生干摩擦而卡阻。

三、預(yù)防措施

一般高壓油泵柱塞套筒咬死的故障大多數(shù)是由于日常保養(yǎng)管理疏忽或操作不當(dāng)造成的，只要我們在思想上引起高度重視，并且在實(shí)際工作中加以細(xì)心觀察，就一定能夠避免和減少高壓油泵柱塞咬死的故障發(fā)生。要預(yù)防高壓油泵柱塞咬死的故障發(fā)生，我們可以從如下幾個(gè)方面入手：

1、在拆裝保養(yǎng)高壓油泵時(shí)，主要不要損傷柱塞表面；上緊出油閥緊固螺帽時(shí)不能用力過大，以減少套筒下部進(jìn)油孔的變形，這是防止柱塞在套筒內(nèi)咬死的有效方法之一。

2、對存放過久的柱塞偶件在裝配使用時(shí)，要仔細(xì)地清洗干凈，并且堅(jiān)持其上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，防止因備件存放時(shí)間過長和不正確的放置使偶件變形，從而裝配到高壓油泵上使用時(shí)卡阻咬死而造成事故。對于不合格的產(chǎn)品要嚴(yán)禁使用。

3、每次啟動(dòng)副機(jī)之前，必須先檢查試驗(yàn)，要確保高壓油泵齒條的正?；罱j(luò)，各連接部件的狀況良好（包括總油門桿的導(dǎo)向滾輪）。

4、如果在檢查中發(fā)現(xiàn)齒條有卡阻現(xiàn)象時(shí)，可打開出油閥，用一根短小撬棒，左右來回撬動(dòng)調(diào)節(jié)齒條二端，用壓力油壺噴些輕柴油，同時(shí)慢慢盤車，使其逐步活絡(luò)至用手能推動(dòng)齒條為止。這樣做，一般的卡阻現(xiàn)象基本都能消除，要特別注意的是在撬動(dòng)齒條和盤車時(shí)切忌用力過大，以免損傷齒條上和齒圈上的牙齒和其他部件，絕對不能敲擊齒條。

5、副機(jī)啟動(dòng)后，要空載運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，待檢查各部件全部正常后才能配電使用。

6、由于現(xiàn)在的副機(jī)基本上都是使用劣質(zhì)燃油，滑油系統(tǒng)極易受到污染，需要定期更換曲拐箱滑油（一般在 2000小時(shí)左右），要加強(qiáng)對滑油的分離，以免因滑油油質(zhì)變差而造成故障。

7、加強(qiáng)對燃油系統(tǒng)的管理，經(jīng)常清洗燃油濾器，發(fā)現(xiàn)有濾器破損要及時(shí)更換，以防止燃油中的雜質(zhì)進(jìn)入高壓油泵；對于燃油日用油柜應(yīng)循環(huán)分離，每班要放殘水，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)報(bào)告，及時(shí)解決。

四、結(jié)束語

船舶副機(jī)是船舶電力系統(tǒng)的心臟，在船舶航行和靠離碼頭時(shí)，主發(fā)電機(jī)的正常工作對船舶的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。所以對主發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的各種故障能夠在第一時(shí)間作出及時(shí)正確的判斷是船舶安全運(yùn)營的關(guān)鍵，也是為船舶安全經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)行提供有力的保障。