TBD604BL6型柴油機(jī)噴油器冷卻水套漏水故障分析

劉殿智

（煙臺(tái)打撈局，山東 煙臺(tái) 264012）

TBD604BL6型柴油機(jī)噴油器冷卻水套漏水故障分析

劉殿智

（煙臺(tái)打撈局，山東 煙臺(tái) 264012）

本文從理論上分析了TBD604BL6型柴油機(jī)噴油器冷卻水套漏水的原因，在柴油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和修理方面提出了針對(duì)性措施和注意事項(xiàng)，對(duì)該型柴油機(jī)的管理和修理具有一定的指導(dǎo)意義。

噴油器冷卻水套；密封環(huán)面；研磨；安裝預(yù)緊力

某公司多船發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)使用了河南柴油機(jī)重工所生產(chǎn)的TBD604BL6柴油機(jī)，為六缸直列四沖程，怠速750RPM，額定轉(zhuǎn)速1500RPM，額定功率350KW。在運(yùn)行過(guò)程中該型柴油機(jī)多次出現(xiàn)噴油器冷卻水套漏水進(jìn)入氣缸問(wèn)題，給輪機(jī)管理人員和船舶的正常營(yíng)運(yùn)帶來(lái)很大困擾。

1 故障現(xiàn)象

柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中多次出現(xiàn)膨脹水箱冒泡，冷卻水變渾。輪機(jī)管理人員停車后打開(kāi)曲軸箱道門(mén)盤(pán)車檢查(缸頭未設(shè)示功考克)，發(fā)現(xiàn)有個(gè)別缸的活塞和缸套之間有水珠流出，隨后將缸頭吊出檢查試壓，發(fā)現(xiàn)噴油器冷卻水套處漏水，總結(jié)多次漏水情況具體有以下三種表現(xiàn):

（1）噴油器冷卻水套穿孔泄漏。

（2）噴油器冷卻水套裂紋滲漏。

（3）噴油器冷卻水套密封膠圈老化漏水。

2 故障原因分析

2.1 氣缸內(nèi)溫度過(guò)高，熱應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致噴油器冷卻水套疲勞裂紋

噴油器冷卻水套密封環(huán)面下面的部分和噴油器的油嘴部分與燃燒室接觸，因此噴油器冷卻水套除了承受鎖緊螺母的安裝預(yù)緊力所帶來(lái)的機(jī)械負(fù)荷外，還承受很大的熱負(fù)荷。如果燃燒不良或柴油機(jī)負(fù)荷過(guò)高會(huì)使得氣缸內(nèi)熱負(fù)荷過(guò)大，從而導(dǎo)致噴油器冷卻水套的機(jī)械性能降低，承載能力下降，產(chǎn)生膨脹變形和疲勞裂紋。

2.2 噴油器冷卻水套與噴油器接觸環(huán)面密封不良

如果噴油器與水套間環(huán)面密封不良，燃?xì)饩蜁?huì)穿過(guò)密封面與冷卻水套直接接觸，就會(huì)造成其兩側(cè)的溫差加大，所受的熱應(yīng)力隨之增加，容易導(dǎo)致噴油器冷卻水套變形損壞。

2.3 噴油器冷卻水套安裝預(yù)緊力過(guò)大

安裝預(yù)緊力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致噴油器冷卻水套在受熱膨脹時(shí)受到更大的約束力，當(dāng)超出其屈服極限時(shí)會(huì)導(dǎo)致塑性變形，長(zhǎng)時(shí)間多次數(shù)的溫度變化就會(huì)使噴油器冷卻水套產(chǎn)生疲勞裂紋。尤其噴油器冷卻水套材質(zhì)為銅質(zhì)，熱膨脹系數(shù)較高，本身抗塑性變形的能力較差，如果預(yù)緊力過(guò)大，再加上熱應(yīng)力的共同作用就會(huì)導(dǎo)致冷卻水套加速變形、損壞。

2.4 穴蝕

該型柴油機(jī)是高速機(jī)，在缸頭冷卻水腔易產(chǎn)生穴蝕，銅質(zhì)噴油器冷卻水套抵抗穴蝕能力較差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致穿孔，如果氣缸內(nèi)燃?xì)饨?jīng)噴油器冷卻水套與缸頭密封環(huán)面進(jìn)入水腔，就會(huì)加快加重穴蝕。

2.5 噴油器冷卻水套與缸頭密封環(huán)面密封不嚴(yán)

冷卻水要從噴油器冷卻水套下端漏入氣缸就必須通過(guò)兩道防線：一道是密封膠圈，另一道就是噴油器冷卻水套與缸頭密封環(huán)面。噴油器冷卻水套的密封圈只能保證冷卻水不漏入氣缸，但不能保證氣缸內(nèi)的燃?xì)獠贿M(jìn)入水腔。如果噴油器冷卻水套與缸頭密封環(huán)面密封不嚴(yán)，氣缸內(nèi)的高壓燃?xì)饩蜁?huì)穿過(guò)此環(huán)面，再通過(guò)噴油器冷卻水套與缸頭間的密封圈進(jìn)入水腔，一方面導(dǎo)致冷卻水的污染并加重穴蝕；另一方面使得密封膠圈逐漸老化漏水。密封環(huán)面清潔度不夠，以及噴油器冷卻水套或噴油器安裝預(yù)緊力偏小都會(huì)造成噴油器冷卻水套與缸頭密封環(huán)面密封不嚴(yán)。

3 故障解決措施

3.1 噴油器與噴油器冷卻水套間及噴油器冷卻水套與缸頭間的氣封環(huán)面的修復(fù)與安裝

3.1.1 清潔

清潔可以使用銅絲刷或細(xì)砂紙，不可使用鋼絲刷，更不可使用銼刀、螺絲刀等敲擊密封面，以免損壞表面，造成修復(fù)工作量加大。清潔工作一定要仔細(xì)徹底，以免有灰塵積碳或劃痕影響密封。在清潔過(guò)程中不僅要注意該兩個(gè)氣封環(huán)面的清潔，還要注意噴油器冷卻水套與缸頭間水封面的清潔。水封面清潔不良會(huì)造成噴油器冷卻水套位置安裝不正，導(dǎo)致噴油器冷卻水套與缸頭無(wú)法進(jìn)行良好的接觸，也就無(wú)法建立氣封。

豆腐坊刻意打造成一座農(nóng)耕文明博物館，這里陳列著風(fēng)車、水車、獨(dú)輪車、磨盤(pán)、石碾、鐵鏵、木犁、對(duì)臼……最難得一見(jiàn)的，還收藏了一套榨坊設(shè)備，目睹光滑油膩的木質(zhì)榨具，耳際恍若響起沉悶有力的撞擊聲，眼前仿佛浮現(xiàn)光裸著油光水滑的脊梁的農(nóng)家壯漢，他們憑著胳膊上鼓暴的鐵疙瘩似的肌肉的力量，神奇地榨出晶亮黏稠的油汁。

3.1.2 研磨

首先對(duì)噴油器冷卻水套與缸頭間的密封面分別進(jìn)行研磨。研磨時(shí)要使用專用磨具，首先使用較細(xì)的研磨砂，逐步換用更細(xì)的研磨砂，直至使用研磨膏，最后用滑油精磨。

其次對(duì)噴油器冷卻水套與噴油器間的密封面進(jìn)行研磨，過(guò)程同上。

3.1.3 密封環(huán)面密封檢查與試驗(yàn)

密封面的良好程度及研磨效果除了用專用儀表可以檢測(cè)外，還可用常規(guī)的著色法來(lái)檢驗(yàn)研磨效果。按照說(shuō)明書(shū)規(guī)定的預(yù)緊力分別鎖緊噴油器冷卻水套和噴油器，然后取出檢查密封環(huán)面著色是否連續(xù)，如不連續(xù)，繼續(xù)研磨。

3.1.4 安裝

安裝時(shí)在噴油器冷卻水套的密封膠圈上涂抹少量軟肥皂來(lái)增加潤(rùn)滑，一方面可減小安裝阻力，另一方面還可以防止密封膠圈受到損壞。在噴油器冷卻水套的氣封環(huán)面上可以涂抹少量的耐高溫密封膠來(lái)保證氣封。在安裝過(guò)程中一定要使用專用工具均勻地將噴油器冷卻水套壓入，切不可將其敲入。

在噴油器安裝時(shí)通常在下部接觸面涂抹一些格蘭粉以防止噴油器燒死在噴油器冷卻水套上，便于以后的拆裝，但這也會(huì)影響氣封環(huán)面的密封，因此格蘭粉涂抹不要過(guò)多并且要均勻。

3.2 噴油器冷卻水套與噴油器的安裝預(yù)緊力要準(zhǔn)確

噴油器冷卻水套與噴油器安裝時(shí)要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)規(guī)定的扭矩值來(lái)鎖緊.該型噴油器冷卻水套的鎖緊扭矩值為40NM，噴油器的鎖緊扭矩值為120+20NM。只有按照說(shuō)明書(shū)的規(guī)定值來(lái)安裝，才能即避免噴油器冷卻水套受熱膨脹時(shí)預(yù)緊力過(guò)大，保證材料性能，防止熱膨脹造成的塑形變形及疲勞，又能保證密封環(huán)面有足夠預(yù)緊力，達(dá)到環(huán)面密封的目的。

3.3 加強(qiáng)柴油機(jī)燃燒工況的管理

如果柴油機(jī)燃燒不良，不僅會(huì)造成氣缸內(nèi)溫度高，增大熱負(fù)荷，還會(huì)產(chǎn)生過(guò)多積碳，影響缸頭的冷卻，噴油器冷卻水套的密封膠圈就容易老化漏水。

因?yàn)樵撔筒裼蜋C(jī)只有排氣總管溫度表和冷卻水總管溫度表，監(jiān)測(cè)單缸燃燒工況沒(méi)有直接的方法。輪機(jī)管理人員除了對(duì)高壓油泵，噴油正時(shí)，噴油器及氣閥間隙定期檢查調(diào)整外，還可以在柴油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常用點(diǎn)溫計(jì)檢測(cè)缸頭冷卻水出口和排氣管出口處溫度并做好相關(guān)記錄，通過(guò)這些數(shù)據(jù)就能發(fā)現(xiàn)各缸燃燒情況的變化，以便對(duì)有問(wèn)題的缸做出檢查和修理。

3.4 冷卻水添加處理劑

在冷卻水中添加處理劑能夠有效地防止腐蝕和穴蝕，乳化油緩蝕劑或背膜緩蝕劑可以在零件金屬表面上形成一層較薄的連續(xù)保護(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，還可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對(duì)金屬零件的沖擊作用，從而減輕穴蝕。

該柴油機(jī)說(shuō)明書(shū)明確指出水處理劑應(yīng)采用乳化油緩蝕劑，在寒冷地區(qū)使用時(shí)可用乳化油緩蝕劑和防凍液一體的處理劑，并且這種冷卻混合液的使用壽命為一年。

綜合以上四個(gè)方面的論述，在柴油機(jī)修理過(guò)程中注意了對(duì)噴油器與噴油器冷卻水套間及噴油器冷卻水套與缸頭間的氣封環(huán)面的清潔與修復(fù)，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)規(guī)定的預(yù)緊力矩來(lái)鎖緊噴油器冷卻水套及噴油器，并輔之以良好的柴油機(jī)燃燒工況管理和冷卻水處理，事實(shí)證明柴油機(jī)極少出現(xiàn)噴油器冷卻水套漏水的現(xiàn)象。

4 維護(hù)管理建議

4.1 建議柴油機(jī)大修時(shí)由廠家專門(mén)的服務(wù)人員進(jìn)行修理

事實(shí)證明由廠家服務(wù)人員修理過(guò)的柴油機(jī)很少出現(xiàn)噴油器冷卻水套漏水問(wèn)題，而由非專業(yè)修理隊(duì)或輪機(jī)管理人員修理安裝過(guò)的噴油器冷卻水套出現(xiàn)問(wèn)題較多。

4.2 提高輪機(jī)管理人員責(zé)任心及專業(yè)水平

從實(shí)際工作中了解到，一方面因?yàn)閾屝迺r(shí)間不夠，另一方面因?yàn)樨?zé)任心不足和業(yè)務(wù)素質(zhì)不夠，輪機(jī)管理人員對(duì)噴油器和噴油器冷卻水套的密封環(huán)面的清潔不夠仔細(xì)徹底，鎖緊的預(yù)緊力更是憑感覺(jué)，甚至是盡量地鎖緊，這些雖然當(dāng)時(shí)能解決問(wèn)題，但會(huì)留下很大的隱患，導(dǎo)致噴油器冷卻水套可靠性下降，使用壽命不長(zhǎng)。

對(duì)于輪機(jī)管理人員來(lái)說(shuō)，一定要提高責(zé)任心和業(yè)務(wù)水平，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行清潔研磨后，再用規(guī)定的預(yù)緊力來(lái)安裝噴油器冷卻水套和噴油器。

4.3 加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)

要按照維護(hù)保養(yǎng)周期對(duì)影響柴油機(jī)燃燒的部件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，除對(duì)高壓油泵校驗(yàn)外，噴油定時(shí)和氣閥間隙也要檢查調(diào)整，尤其要對(duì)噴油器進(jìn)行泵壓霧化試驗(yàn)，保證柴油機(jī)燃燒工況良好。在柴油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)燃燒不良，及時(shí)查找原因并修復(fù)。

4.4 添加乳化防銹油處理劑

該公司各船舶該型柴油機(jī)添加了無(wú)機(jī)鹽式處理劑，這些對(duì)穴蝕起不到作用，應(yīng)按照說(shuō)明書(shū)要求添加乳化防銹油處理劑，減輕穴蝕損壞。

4.5 柴油機(jī)負(fù)荷管理

柴油機(jī)停車期間應(yīng)將膨脹水箱加熱器打開(kāi)，冷車啟動(dòng)后應(yīng)怠速和高速分別運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，待油水溫度正常后再上網(wǎng)使用。溫度正常后，銅制噴油器冷卻水套才能充分膨脹使密封面密封良好。停車前也應(yīng)在怠速和高速分別運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，逐步降低熱應(yīng)力，延長(zhǎng)部件的使用壽命，說(shuō)明書(shū)上這個(gè)時(shí)間是5分鐘。另外要避免過(guò)高負(fù)荷的使用，負(fù)荷過(guò)高時(shí)缸內(nèi)燃?xì)鈮毫^(guò)大，尤其是大功率設(shè)備的突變使用，會(huì)對(duì)噴油器冷卻水套和噴油器的密封環(huán)面造成明顯侵蝕。

[1]李斌,朱新河,任福安.主推進(jìn)動(dòng)力裝置[M].大連海事大學(xué)出版社,2013.

U664.121

A

1006—7973（2017）12-0073-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.12.029