某船發(fā)電柴油機(jī)高壓油泵卡阻故障分析與排除

彭　陳

(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211170)

某船發(fā)電柴油機(jī)高壓油泵卡阻故障分析與排除

彭陳

(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211170)

摘要：分析MAN-B&W 6L23/30型發(fā)電柴油機(jī)高壓油泵卡阻故障現(xiàn)象，從高壓油泵潤(rùn)滑通道堵塞、偶件精密度降低、再生偶件利用、日常管理與操作等方面進(jìn)行故障原因排除，并從高壓油泵的拆檢、燃潤(rùn)滑油使用、更換新型防腐螺栓等方面提出高壓油泵日常管理措施，以降低事故發(fā)生率，確保船舶航行安全。

關(guān)鍵詞：發(fā)電柴油機(jī)；高壓油泵卡阻；故障排除

高壓油泵卡阻是柴油機(jī)的常見(jiàn)故障，尤其是作為船用主發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，此類(lèi)故障會(huì)導(dǎo)致某個(gè)缸或者多缸不發(fā)火，或者運(yùn)行中的發(fā)電柴油機(jī)跳電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成發(fā)電柴油機(jī)超速飛車(chē)停不下來(lái)，致使主軸承、連桿軸承以及曲柄銷(xiāo)軸承咬死等故障，引起更為嚴(yán)重的事故。

1故障現(xiàn)象

某大型散貨船，發(fā)電柴油機(jī)型號(hào)是MAN-B&W 7L32/40，單機(jī)功率3 000 kW，高壓油泵為柱塞式回油孔調(diào)節(jié)。某日此臺(tái)發(fā)電柴油機(jī)正常運(yùn)行供電，電網(wǎng)負(fù)荷突然增加，各缸排煙溫度均升高，其中3號(hào)缸出現(xiàn)排煙高溫報(bào)警，排煙溫度達(dá)到85 ℃左右，3號(hào)缸沒(méi)有發(fā)火，其他缸正常發(fā)火，輪機(jī)員馬上啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組。隨后對(duì)3號(hào)缸進(jìn)行拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)3號(hào)缸油門(mén)卡阻，發(fā)現(xiàn)柱塞卡死在行程的上部，造成高壓油泵驅(qū)動(dòng)滾輪與凸輪軸脫離。

2故障原因

高壓油泵的卡阻，主要有柱塞偶件的卡阻和齒條齒圈的卡阻，后者較為普遍。在本次事故中，在拆卸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)柱塞偶件密封面拉毛以及偶件底部有大量積碳。結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，分析此類(lèi)高壓油泵卡阻的原因主要有如下幾種。

2.1潤(rùn)滑通道堵塞，偶件底部積垢

高壓油泵的套筒和泵的本體之間有一個(gè)細(xì)小的通道，滑油通過(guò)柴油機(jī)自帶的滑油泵對(duì)柱塞偶件的下部進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)也起到清潔作用?；屯ǖ雷枞?，致使滑油的流量減少以及壓力變底，對(duì)柱塞偶件的潤(rùn)滑和清潔能力下降，從而不能完全清潔偶件密封面燃油雜質(zhì)[1]。

高壓油泵泵體的Z形泄放管較細(xì)，一般多為橫向、彎曲，再由于發(fā)電柴油機(jī)使用的都是劣質(zhì)燃油，致使柱塞偶件在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的燃油泄漏雜質(zhì)積聚在偶件底部，不能通過(guò)泄放通道排放出去。

2.2輕重油轉(zhuǎn)換過(guò)于頻繁，導(dǎo)致卡阻

輕重油之間的頻繁更換，會(huì)加劇偶件的磨損，致使偶件的密封面間隙變大，泄漏到柱塞底部的燃油變多，長(zhǎng)時(shí)間累積在柱塞底部，會(huì)形成積垢，引起油泵卡阻[2]。

2.3雜質(zhì)落入，影響偶件精密度

高壓油泵的柱塞和套筒是一對(duì)精密偶件，配合間隙值只有0.001～0.003 mm，如果細(xì)小雜質(zhì)進(jìn)入柱塞和套筒之間，容易造成柱塞拉毛、卡阻或咬死。

另外高壓油泵的防腐螺栓，長(zhǎng)時(shí)間在高溫高壓的燃油作用下，因?yàn)槠诤脱ㄎg作用，造成螺栓斷裂，斷裂的碎削進(jìn)入油泵內(nèi)，破壞了偶件的精度，對(duì)偶件密封面造成劃傷，從而引起高壓油泵偶件卡阻[3]。見(jiàn)圖1、2。

2.4滑油及燃油系統(tǒng)影響

滑油油質(zhì)變差，潤(rùn)滑效果不佳，要定期更換滑油泵中的密封圈及曲拐箱滑油，以保持滑油的品質(zhì)，如果滑油中含有雜質(zhì)，還會(huì)堵塞管路。

圖1　原鼻型防腐螺栓

圖2　新型平頭防腐螺栓

燃油溫度變化過(guò)快，金屬在熱脹冷縮應(yīng)力的作用下，就會(huì)破壞柱塞和套筒間的潤(rùn)滑油膜，致使柱塞和套筒之間產(chǎn)生干摩擦而卡阻。

燃油中含有雜質(zhì)和水分，在進(jìn)入主機(jī)之前，要經(jīng)過(guò)沉淀、粗濾、分油機(jī)分離、精濾以及黏度控制等環(huán)節(jié)，所以分油機(jī)的清潔和維護(hù)保養(yǎng)工作可以防止柱塞卡阻。

同時(shí)，應(yīng)該避免混油，保持油品的穩(wěn)定性。因?yàn)椴煌娜加瓦M(jìn)機(jī)黏度和溫度的規(guī)定值是不一樣的，如果進(jìn)機(jī)黏度不合理，就會(huì)拉傷柱塞，而磨下的金屬顆粒又會(huì)繼續(xù)拉傷柱塞，此類(lèi)現(xiàn)象往往發(fā)生在柱塞的下部[4]。

2.5偶件自身原因

高壓油泵的柱塞偶件是處在高溫、高壓、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生熱量，套筒式固定在油泵的本體上，套筒產(chǎn)生的熱量可以及時(shí)散掉，但是柱塞產(chǎn)生的熱量很難及時(shí)散掉，如果柱塞偶件的配合間隙過(guò)小，就會(huì)發(fā)生卡阻[5]。

高壓油泵的套筒靠定位螺釘固定在泵的本體上，如果套筒上的定位孔位置不對(duì)，會(huì)造成套筒的中心線(xiàn)和柱塞中線(xiàn)線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，進(jìn)而會(huì)減小柱塞偶件的配合間隙值，引起柱塞卡死在套筒中。

柴油機(jī)運(yùn)行中會(huì)發(fā)生震動(dòng)，泵的螺母會(huì)松動(dòng)，進(jìn)而會(huì)影響柱塞在套筒中的位置，引起套筒的中心線(xiàn)和柱塞中線(xiàn)線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，進(jìn)而會(huì)減小柱塞偶件的配合間隙值，引起柱塞卡死在套筒中[6]。

2.6再生偶件的故障

因?yàn)槌杀究刂疲皩?duì)偶件再次利用，有時(shí)偶件密封面的修復(fù)達(dá)不到規(guī)定要求，很可能再次發(fā)生卡阻現(xiàn)象。

3日常管理對(duì)策

3.1對(duì)高壓油泵進(jìn)行拆檢

鑒于油泵柱塞底部積垢，在可能情況下，對(duì)所有泵進(jìn)行拆卸清潔，清除積垢。在拆卸過(guò)程中，一定不能損傷偶件密封面，上緊出油閥螺帽時(shí)不能用力過(guò)大，一般控制在490 N·m，減小套筒下部進(jìn)油孔的變形[7]。

3.2再生偶件的利用

僅僅是因?yàn)榕技撞糠e垢引起卡阻，只要清潔好柱塞底部和套筒內(nèi)的積垢，是可以繼續(xù)使用的，但是對(duì)于有明顯變形和劃痕的偶件，建議不要使用。

3.3更換新型防腐螺栓

螺栓斷裂引起的卡阻現(xiàn)象發(fā)生比較突然，預(yù)防性差，對(duì)柱塞偶件的破壞也很大，此類(lèi)現(xiàn)象引起的故障對(duì)柱塞偶件會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重劃痕，偶件基本不能使用。為避免產(chǎn)生此類(lèi)故障，最好更換新型平頭防腐螺栓[8]。

3.4輕重油轉(zhuǎn)換盡量緩慢

避免溫差變化太大，應(yīng)該逐步升溫或者降溫，溫度變化太大，會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，使柱塞和套筒間產(chǎn)生干摩擦，導(dǎo)致卡阻。如果有粘度自動(dòng)控制單元轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制，按照規(guī)定程序自動(dòng)升降溫。

3.5保證潤(rùn)滑和泄放通道清潔

在拆卸油泵時(shí)，對(duì)泵本體、套筒上的滑油、燃油孔進(jìn)行清通，定期清潔油泵的Z形卸油管路。

3.6經(jīng)?；罱j(luò)運(yùn)行的發(fā)電柴油機(jī)油泵齒條

注意平時(shí)對(duì)齒條潤(rùn)滑的清潔，組裝時(shí)安裝要到位，保證柱塞上下移動(dòng)到位。

3.7柴油機(jī)啟動(dòng)后，空載運(yùn)行一段時(shí)間

待機(jī)器系統(tǒng)壓力、溫度等正常后才能逐步增加負(fù)荷；盡量避免發(fā)生柴油機(jī)負(fù)荷驟變，高壓油泵卡阻故障，大部分原因是負(fù)荷驟變引起的，最好發(fā)電柴油機(jī)手動(dòng)并電解列。

3.8加強(qiáng)對(duì)燃油及滑油系統(tǒng)的管理

做好分油機(jī)的清潔和維護(hù)保養(yǎng)工作，定期拆開(kāi)分油機(jī)的清洗分離片及本體內(nèi)部，經(jīng)常清洗濾器的濾芯，如有損壞及時(shí)換新，防止燃油中的雜質(zhì)進(jìn)入油泵。對(duì)于油泵滑油系統(tǒng)，要注意滑油的質(zhì)量和潤(rùn)滑通道的清潔，加強(qiáng)對(duì)滑油的清潔，定期更換密封圈和曲拐箱滑油，以保持滑油品質(zhì)。

3.9動(dòng)車(chē)前，必須先檢查

動(dòng)車(chē)前，確保高壓油泵調(diào)節(jié)齒條正常、活絡(luò)且各部件的狀態(tài)良好。如果發(fā)生油泵卡阻時(shí)，打開(kāi)進(jìn)油閥，用頭部方扁形的撬棒，左右撬動(dòng)齒條兩端；同時(shí)慢慢盤(pán)車(chē)，使其逐步活絡(luò)可以用手能推動(dòng)為止，但是注意撬動(dòng)時(shí)不能用力過(guò)大，防止損傷齒條上的牙齒和其他部件[9]。

4結(jié)論

高壓油泵潤(rùn)滑通道堵塞，偶件底部積垢；輕重油轉(zhuǎn)換過(guò)于頻繁，燃油泄漏形成積炭；雜質(zhì)落入柱塞與套筒間，偶件精密度降低；滑油變質(zhì)、燃油含有雜質(zhì)和水分，堵塞管路；柱塞偶件自身運(yùn)行中配合間隙變??；再生偶件密封面達(dá)不到要求是引起高壓油泵卡阻的主要原因。

防止各種機(jī)械及系統(tǒng)故障的產(chǎn)生要比排除故障更為重要，所以應(yīng)當(dāng)定期拆卸保證潤(rùn)滑和泄放通道清潔，操作中輕重油轉(zhuǎn)換盡量緩慢，經(jīng)?；罱j(luò)運(yùn)行的發(fā)電柴油機(jī)油泵齒條，動(dòng)車(chē)前先檢查，加強(qiáng)對(duì)燃油及滑油系統(tǒng)的管理，保證燃潤(rùn)滑油的品質(zhì)，合理利用再生偶件，同時(shí)最好更換新型防腐螺栓。只要正確維護(hù)與保養(yǎng)及時(shí)檢查與調(diào)整，提前消除故障隱患，故障發(fā)生率就會(huì)明顯降低。

參考文獻(xiàn)

[1] 翁石光.船舶主機(jī)高壓油泵故障的原因探析與預(yù)防措施[J].廣州航海學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(3)：18-20.

[2] 劉炳欣.某副機(jī)高壓油泵卡阻故障原因分析及防范措施[J].中國(guó)水運(yùn)，2010(11)：117-118.

[3] 周華斌.柴油機(jī)高壓油泵柱塞副咬死故障分析[J].造船技術(shù)，2009(2)：30-31.

[4] 黃雄偉.重視對(duì)高壓油泵的管理[J].航海技術(shù)，2004(5)：60-61.

[5] 于成安.關(guān)于”FH”輪高壓油泵咬死的理性思考[J].航海技術(shù)，2001(2)：39-42.

[6] 劉海濤.淺析MAN-B&W7L32/40副機(jī)高壓油泵卡阻故障[J].中遠(yuǎn)安全，2014(4)：27-28.

[7] 杜保江.機(jī)油泵卡死現(xiàn)象分析及改進(jìn)技術(shù)研究[J].機(jī)械強(qiáng)度，2015(8)：664-671.

[8] 宋士新.副機(jī)高壓油泵卡阻故障原因分析和預(yù)防措施[J].航海，2012(1)：56-57.

[9] 任榮社.輕12V180ZC柴油機(jī)高壓油泵卡死故障的原因分析與排除[J].內(nèi)燃機(jī)，2010(2)：54-55.

Cause Analysis and De-bugging of Jamming of the High-pressure-oil Pump for a Marine Diesel Generator

PENG Chen

(Jiangsu Maritime Institute, Nanjing 211170, China)

Abstract:The jamming phenomenon of the high-pressure-oil pump in the 6L23/30 type of MAN-B&W diesel generator is analyzed. The daily management measures are put forward from views of inspection of the pump, usage of the lubricating oil, replacing the anticorrosion bolts, etc., so as to prevent the similar jamming fault for the high-pressure-oil pump, ensure the safety of ship's navigation.

Key words:diesel generator; jamming of high-pressure-oil pump; troubleshooting

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.03.019

收稿日期：2015-11-05

基金項(xiàng)目：2013年江蘇省航海學(xué)會(huì)項(xiàng)目(2013C01)

第一作者簡(jiǎn)介：彭陳(1983—)，男，碩士，講師 E-mail:pengchen86@163.com

中圖分類(lèi)號(hào)：U664.121

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-7953(2016)03-0080-03

修回日期：2015-12-13

研究方向:輪機(jī)工程