駱秀(xiù)金，工程師

（江蘇海服(fú)技術(shù)發展(zhǎn)有(yǒu)限(xiàn)公司）

0　引言

安(ān)慶大發(fā)柴油機6dk-20是當今(jīn)世界先進(jìn)水平中速(sù)柴油機之(zhī)一，由(yóu)于其(qí)性能優越(yuè)、強化(huà)系數(shù)高、體積小、功(gōng)率(lǜ)大、可靠性(xìng)高、經(jīng)濟性好、維修方(fāng)便等特點，廣泛(fàn)用作船舶發電柴油(yóu)機(jī)，為全船(chuán)設備提供(gòng)電力服務(wù)，在船舶安(ān)全營運中(zhōng)起着(zhe)重要作(zuò)用。安慶(qìng)大發6dk-20柴油(yóu)機高(gāo)壓油泵結構複(fú)雜，柱(zhù)塞套(tào)筒偶(ǒu)件設(shè)計有燃油(yóu)潤(rùn)滑系(xì)統(tǒng)，還設(shè)計有單獨的(de)滑(huá)油潤滑系(xì)統，工作穩(wěn)定(dìng)，但(dàn)管理(lǐ)要求高，一(yī)旦對(duì)設備不熟悉，疏(shū)于管理，會(huì)引起(qǐ)高壓油泵(bèng)大量(liàng)滑油洩漏(lòu)，導緻(zhì)柴油(yóu)機滑油消(xiāo)耗異常，威(wēi)脅船舶安全，帶來(lái)巨(jù)大經濟損失。本文對發電柴油(yóu)機6dk-20滑油異常消耗(hào)故障進行分(fèn)析，總結管(guǎn)理方法，避免(miǎn)同(tóng)類型(xíng)柴油機(jī)故障的重複(fú)發生。

1　設備(bèi)簡介

1.1 概述(shù)和設(shè)備參數

發電機(jī)柴油機6dk-20屬(shǔ)于安(ān)慶大發系(xì)列，設備參(cān)數如(rú)表1所示，由安(ān)慶(qìng)船用(yòng)柴油(yóu)機廠生産的直立(lì)、水冷、直(zhí)接噴射(shè)式4沖程柴油機(jī)，裝(zhuāng)有中(zhōng)冷器的廢氣渦(wō)輪增壓，直接啟(qǐ)動閥啟動(dòng)，凸輪采用(yòng)大直徑凸輪軸(zhóu)，其燃(rán)油凸(tū)輪與(yǔ)軸和(hé)正時(shí)齒輪(lún)與軸均為液壓(yā)緊固，氣缸(gāng)和軸頸(jǐng)号碼1、2、3、4、5、6從功率(lǜ)輸出(chū)端數(shù)起，該機使用的(de)滑油型(xíng)号為580cf-4。

表(biǎo)1 設備參(cān)數(shù)

1.2 柴油(yóu)機潤滑油系統(tǒng)

在柴油機潤滑(huá)系統的管理中(zhōng)，正确選(xuǎn)擇(zé)合(hé)适的油(yóu)品非常關(guān)鍵。不同(tóng)類型的(de)柴油(yóu)機，其結構(gòu)特點和轉速也(yě)不同：若(ruò)配合間(jiān)隙大就需(xū)要使用粘度大的潤(rùn)滑油；轉速(sù)高則(zé)需要摩(mó)擦副表(biǎo)面布油快，對應(yīng)的滑(huá)油粘(zhān)度較(jiào)低[1]。柴油機潤滑(huá)系統的(de)作用是(shì)保證供給柴油(yóu)機動力裝(zhuāng)置各(gè)運動部(bù)件的潤滑和(hé)冷器所需(xū)的潤滑油(yóu)，起到(dào)減磨、冷卻(què)、清潔(jié)、密封、防腐(fǔ)、減輕噪音、轉遞動力(lì)作用[2]。安(ān)慶大發柴油(yóu)機6dk-20的(de)潤滑油系(xì)統如圖1所(suǒ)示，潤滑(huá)油泵從(cóng)柴油機的(de)循環(huán)油櫃通過濾器(qì)吸入滑油，送到(dào)滑油冷卻器，一(yī)路潤滑油(yóu)經過(guò)滑油冷卻(què)器内(nèi)部冷卻(què)，另一路旁通(tōng)後通(tōng)過溫度控制閥和冷(lěng)卻的(de)滑油混合後排出，排出口(kǒu)設有(yǒu)三通閥，确(què)保滑(huá)油異(yì)常高(gāo)壓時(shí)手(shǒu)動轉換(huàn)三通閥到循(xún)環油櫃(guì)，混合後的(de)滑油(yóu)經(jīng)過雙聯(lián)濾器(qì)過濾後送(sòng)至設備各部件(jiàn)起到潤滑作用(yòng)：1）再次通過(guò)潤滑油細(xì)濾(lǜ)器(qì)送至(zhì)增壓器裝置潤(rùn)滑(huá)軸(zhóu)承(chéng)；2）通過曲(qǔ)軸内部通道，滑油供(gòng)應至主軸(zhóu)承、曲(qǔ)柄銷、活塞銷、活(huó)塞(sāi)頭進行潤滑和(hé)冷卻；3）滑(huá)油供(gòng)應至凸輪(lún)軸、缸頭搖(yáo)臂、進(jìn)排氣閥機構進(jìn)行潤滑；4）滑油供應至定時齒輪(lún)、調速器(qì)驅動機(jī)構、冷卻水(shuǐ)泵齒(chǐ)輪進行潤滑；5）滑(huá)油供(gòng)應至進排(pái)氣擺臂(bì)機(jī)構進(jìn)行潤滑；6）滑油(yóu)供(gòng)應至高(gāo)壓油泵潤滑柱(zhù)塞套筒(tǒng)偶件(jiàn)，這個設計在發(fā)電(diàn)柴油機(jī)裡很(hěn)少見，也(yě)很(hěn)容易被輪機管(guǎn)理者忽視。

圖1 潤滑油系統圖

1.3 柴(chái)油(yóu)機的高(gāo)壓油(yóu)泵

高(gāo)壓油(yóu)泵内(nèi)部機構（見(jiàn)圖2）設(shè)計了(le)3個(gè)主要通(tōng)道，圖(tú)中的a孔是(shì)燃油通道，b孔是(shì)燃油和滑油的(de)洩漏(lòu)監測通道(dào)，c孔是(shì)滑油(yóu)潤滑(huá)通道(dào)。燃油通過(guò)a孔進(jìn)入到高壓油泵本體後到(dào)達本體和(hé)套筒(tǒng)的上(shàng)部環形空(kōng)間，經過(guò)圖2中套筒外的a1燃油潤(rùn)滑孔(kǒng)穿過内(nèi)部鑽孔(kǒng)到(dào)達(dá)套筒内的a2内(nèi)環(huán)形槽(cáo)，潤滑柱塞套筒(tǒng)偶件(jiàn)。b孔的洩漏(lòu)檢測通道(dào)是圖2中套筒内(nèi)部b2内(nèi)環形(xíng)槽通過内(nèi)部鑽(zuàn)孔(kǒng)到達套(tào)筒外表面的b1孔(kǒng)，經過b1再到(dào)達(dá)高壓油(yóu)泵本(běn)體b孔(kǒng)，b孔經過油管接到漏(lòu)油(yóu)警報，持續監測發電機(jī)高壓泵(bèng)的燃油(yóu)漏洩情況(kuàng)。圖2中(zhōng)的c孔是(shì)來自滑油泵的高壓滑油接(jiē)到高壓油(yóu)泵本體和(hé)套筒(tǒng)間c1孔(kǒng)，經過(guò)套筒(tǒng)内部的鑽孔到(dào)達套筒内表面的c2内環形槽，潤(rùn)滑柱塞偶(ǒu)件。由(yóu)于在柱(zhù)塞套筒和高壓(yā)油泵本體間設計(jì)有圖(tú)2中o1、o2、o3三(sān)道(dào)o形(xíng)密封(fēng)令，把燃油(yóu)通道(dào)、洩漏檢(jiǎn)測通道(dào)、滑油(yóu)潤(rùn)滑(huá)通道(dào)相互(hù)隔開，互不相通。不過在高(gāo)壓油泵正常運(yùn)轉時(shí)，柱(zhù)塞(sāi)套筒(tǒng)偶件做的再精(jīng)密，也(yě)會(huì)存(cún)有工作間(jiān)隙(xì)，加(jiā)上柱(zhù)塞套筒偶(ǒu)件長(zhǎng)期運行的正常(cháng)磨損，a2内環形槽(cáo)處的(de)燃油還是(shì)會少量(liàng)滲漏到(dào)b2内環形槽(cáo)，同樣(yàng)c2内環(huán)形(xíng)槽(cáo)處的(de)滑油也會滲漏(lòu)到b2内環形(xíng)槽，柴油(yóu)機正常運轉(zhuǎn)中，b洩油口(kǒu)微量洩漏是正常現象。

2　故障現(xiàn)象

3台發電柴油機長(zhǎng)期有不(bú)同(tóng)程度的系(xì)統滑油異(yì)常消耗現象，一直困擾着(zhe)船舶管理(lǐ)人員(yuán)，也威(wēi)脅着(zhe)船舶安全(quán)。通過查看柴(chái)油機檢(jiǎn)修記錄簿(bù)中大修(xiū)保養數(shù)據和(hé)輪機(jī)日志(zhì)滑油(yóu)消耗記錄(lù)，統計(jì)出3台發電(diàn)機系(xì)統潤(rùn)滑油消耗(hào)數據，如表(biǎo)2所示(shì)。no.1發電(diàn)柴油(yóu)機距離上(shàng)次大(dà)修保養已運行(háng)4052 h，每天(tiān)系(xì)統(tǒng)滑油消耗30.4 l;no.2發電柴油(yóu)機距離上次發(fā)電機大修保養(yǎng)已運(yùn)行7120 h，每天系(xì)統滑油消(xiāo)耗59.8 l;no.3發電柴(chái)油機距離(lí)上次(cì)大修保養(yǎng)已運行8526 h，每(měi)天系(xì)統滑油(yóu)消(xiāo)耗(hào)70.2 l,正(zhèng)常1台發電柴油(yóu)機的滑油每日(rì)消耗在10 l以内。通(tōng)過(guò)發(fā)電機(jī)滑油(yóu)循環(huán)油櫃油位(wèi)的多次連續測(cè)量監測(cè)，發現no.3号發電柴油(yóu)機在(zài)不運行(háng)時，滑油(yóu)也有消耗(hào)。

圖2 高壓油(yóu)泵(bèng)内(nèi)部結(jié)構圖

表2 3台發電(diàn)機系統潤滑油(yóu)消耗數據(jù)

3　故障(zhàng)建模(mó)和檢(jiǎn)查情(qíng)況

船舶(bó)發電機(jī)大量(liàng)的(de)滑油消(xiāo)耗，長(zhǎng)期(qī)找不出(chū)原因，給(gěi)船(chuán)東帶(dài)來了很大的經(jīng)濟損失，也加劇(jù)了地(dì)球(qiú)能(néng)源短缺的(de)速度，同時污染環境。考慮(lǜ)no.3發電(diàn)柴油機(jī)吊(diào)缸檢修後工作(zuò)時間(jiān)最長(zhǎng)，先檢查no.3發(fā)電機的情況。通過圖(tú)1滑油(yóu)系統圖可看出(chū)，透平(píng)軸(zhóu)承潤滑(huá)、主軸承、曲(qǔ)柄銷(xiāo)、活塞(sāi)銷潤滑、活(huó)塞頭冷卻(què)、凸輪(lún)軸承、缸頭搖臂(bì)、進排(pái)氣閥(fá)機構(gòu)潤滑(huá)、定時齒輪(lún)、調速(sù)器驅(qū)動齒(chǐ)輪、冷卻水泵齒(chǐ)輪、進排氣擺臂(bì)機構(gòu)潤滑後的(de)滑油都返(fǎn)回滑油循(xún)環油櫃，而滑油和外界相關聯(lián)導(dǎo)緻滑油(yóu)消耗的地方可(kě)能有4個方面：滑(huá)油冷卻器(qì)洩漏、進(jìn)排氣(qì)閥杆間(jiān)隙過大(dà)、活塞(sāi)環(huán)刮油環(huán)和(hé)缸套(tào)間隙過大、高壓(yā)油泵(bèng)。參照圖3故(gù)障檢查流(liú)程模(mó)型，進(jìn)行故障查(chá)找。

圖3 故障檢查流程(chéng)模型

1）檢查(chá)機身滑油的外(wài)漏(lòu)情況，平時值(zhí)班檢查(chá)時，要有(yǒu)洩漏就可以明(míng)顯發現，所以透平軸(zhóu)承潤滑、主(zhǔ)軸承、曲(qǔ)柄(bǐng)銷、活(huó)塞銷潤滑，活(huó)塞(sāi)頭冷卻、凸輪軸承、缸頭搖臂、進排氣(qì)閥(fá)機構潤(rùn)滑(huá)、定(dìng)時齒(chǐ)輪、調(diào)速器驅動齒輪、冷卻水泵(bèng)齒輪(lún)、進排氣(qì)擺臂機(jī)構基(jī)本可以排(pái)出。

2）滑油冷卻器(qì)要是有洩漏，發(fā)電柴(chái)油機(jī)膨脹水箱可以看到(dào)滑油漂浮，no.3發電(diàn)柴油機正常運(yùn)轉時膨脹水(shuǐ)箱(xiāng)沒有異常，基本可以排除。

3）如果(guǒ)由于(yú)缸内燃燒(shāo)狀況差，逐步導緻其運(yùn)動部件(jiàn)磨損，氣(qì)閥(fá)閥杆(gǎn)在導管運(yùn)動過(guò)程中(zhōng)由于(yú)受顆粒的(de)磨損，導緻(zhì)配合間隙增大(dà)，滑油進入燃燒(shāo)室而消(xiāo)耗。活塞環與缸套過度(dù)磨損(sǔn)後，導(dǎo)緻活(huó)塞環(huán)“泵油”現象(xiàng)加劇，滑油(yóu)會被(bèi)壓入燃燒室[3]。理(lǐ)論上可以(yǐ)從煙(yān)色(sè)觀看，但實際(jì)中通過柴油機(jī)的排(pái)煙顔(yá)色判(pàn)斷時(shí)，必須是大(dà)量潤滑(huá)油燃燒(shāo)，煙色為淡藍色(sè)即滑油燃燒[4]。滑(huá)油消耗達不到一定(dìng)的(de)量很難(nán)看出(chū)，可以(yǐ)通過(guò)吊缸保養進行(háng)對零(líng)件和間(jiān)隙(xì)進行測量(liàng)分析(xī)。考慮no.3發電(diàn)柴油(yóu)機已(yǐ)運行8526 h，決定提(tí)前(qián)吊缸(gāng)保養(yǎng)，活塞環、刮油環(huán)全部換新(xīn)，進排(pái)氣閥和導(dǎo)套密(mì)封圈全部(bù)換新(xīn)，對發電柴油缸(gāng)套、活塞環進(jìn)行(háng)測量(liàng)，數據在允許磨損(sǔn)範圍内，如表(biǎo)3和表4所示(shì)。no.3發電(diàn)柴油機吊(diào)缸保(bǎo)養後(hòu)滑油(yóu)消耗(hào)依(yī)然是每天70.2 l。吊完缸後發(fā)現柴油機在不運轉時滑油有(yǒu)消耗，油底殼油位下降。

表3 no.3發電(diàn)機缸(gāng)套(tào)測量數(shù)據（mm)

表(biǎo)4 no.3發電(diàn)機活塞(sāi)環搭扣(kòu)間隙(xì)測量數據(jù)（mm)

4）偶件(jiàn)的潤滑方(fāng)式主要是(shì)邊(biān)界潤滑(huá)，但在實際(jì)工作(zuò)中，精密偶件在(zài)燃油高(gāo)壓作(zuò)用(yòng)下會(huì)發生變形(xíng)和橫向(xiàng)運(yùn)動，形成流體潤滑[5]。通(tōng)過(guò)圖(tú)1潤(rùn)滑(huá)油系(xì)統圖(tú)可以看(kàn)出有單獨的(de)潤滑(huá)油到高(gāo)壓油泵(bèng)，研究圖2高壓油泵内(nèi)部結構圖(tú)中可以發(fā)現，發電柴(chái)油機(jī)高壓(yā)油泵設計了滑(huá)油潤(rùn)滑内部通(tōng)道，在(zài)吊缸(gāng)前忽(hū)略了(le)這細微設計。發電柴(chái)油機(jī)吊缸(gāng)檢(jiǎn)修完成(chéng)，滑油繼續(xù)消耗(hào)異常，仔細查閱(yuè)資料和說明(míng)書(shū)才發(fā)現高壓油(yóu)泵的柱塞(sāi)套筒(tǒng)偶件(jiàn)有單獨的(de)滑(huá)油潤滑(huá)，加上(shàng)柴油(yóu)機停止運(yùn)轉時(shí)滑油油位也降(jiàng)低，更(gèng)加懷(huái)疑高壓油泵了，拆開(kāi)高(gāo)壓油泵(bèng)的洩漏總(zǒng)管，不(bú)斷有黑色重油(yóu)連續洩漏(lòu)，用強(qiáng)光手電仔(zǎi)細查(chá)看(kàn)，洩漏總管黑(hēi)色重油(yóu)裡(lǐ)還伴(bàn)随着滑油痕迹(jì)，因為高速(sù)四沖機滑(huá)油顔色較深，查看的時候(hòu)不太明顯(xiǎn)，需要(yào)仔細觀察。這時基本确定(dìng)是高壓油(yóu)泵(bèng)有滑油(yóu)洩(xiè)漏，為(wéi)了确定(dìng)洩漏的缸數和(hé)洩漏(lòu)量，6個缸的(de)高壓油泵(bèng)洩漏(lòu)油管(guǎn)全(quán)部拆開(kāi)，全部(bù)接上(shàng)取樣(yàng)器，分别測試柴(chái)油機(jī)運(yùn)行(háng)和停(tíng)止時的(de)24 h滑(huá)油洩(xiè)漏量(liàng)，定量定性(xìng)分析洩漏(lòu)情況，分析出3、4、6缸洩漏(lòu)嚴重，1、2、5缸洩漏較(jiào)輕，具體(tǐ)如(rú)表5所(suǒ)示。

表5 no.3發電機高壓(yā)泵洩(xiè)漏量數(shù)據（升/天）

5）拆(chāi)檢(jiǎn)高壓油泵發現圖(tú)2中套(tào)筒和高壓油泵(bèng)本體(tǐ)的o1、o2、o3三(sān)道o形密封(fēng)令全(quán)部有(yǒu)不同程度(dù)的老化。

4　故(gù)障分析

圖2中(zhōng)柱塞套(tào)筒偶(ǒu)件的第1道(dào)o型密(mì)封令o1老化(huà)，會導(dǎo)緻(zhì)密封令上面(miàn)套(tào)筒和高(gāo)壓油泵(bèng)本體間(jiān)的環形(xíng)空間燃(rán)油(yóu)，直接洩(xiè)漏到o1和o2密封令之間。洩漏到o1和(hé)o2密封令間(jiān)的燃油，通(tōng)過圖2中相對應(yīng)位置的(de)高壓油(yóu)泵本體b洩油口連接到(dào)洩漏總(zǒng)管，最終回到洩油櫃。滑油也是同樣(yàng)的(de)原理，滑(huá)油先(xiān)是通過(guò)圖2中高壓(yā)油(yóu)泵本體上(shàng)的(de)c滑油進(jìn)口到達圖(tú)2中柱(zhù)塞套(tào)筒偶件的(de)c1孔，這時如(rú)果o2号密封令老化，滑(huá)油會直(zhí)接洩漏(lòu)到o1和o2密封令之(zhī)間，和洩漏的燃油混合一起洩(xiè)放到洩漏(lòu)油櫃(guì)。

5　故障(zhàng)解(jiě)決(jué)并實(shí)測數據驗證

1)no.3發電柴(chái)油機的3、4、6缸(gāng)高壓油泵拆解(jiě)，o型密封令(lìng)全部(bù)換新，發電柴油(yóu)機的實測(cè)滑油(yóu)消耗數據(jù)，如表(biǎo)6所示，每24 h 15.5 l,這個時候問題已基本解決(jué)。

2)no.3發電柴油(yóu)機的1、2、5缸(gāng)高(gāo)壓油(yóu)泵繼續拆解，o型(xíng)密封令全部換(huàn)新，發電柴油機(jī)的實測(cè)滑(huá)油消耗數(shù)據，如表6所(suǒ)示，每(měi)24 h 7.3 l,3号(hào)發(fā)電柴(chái)油機(jī)滑(huá)油消耗(hào)量恢複正(zhèng)常。

3)no.1和no.2發電柴油機的(de)高壓油泵(bèng)也全部拆(chāi)解，o型(xíng)密封(fēng)令換新，發電柴油機的實測滑(huá)油消耗(hào)數據，如表6所示，no.1發電柴油機每24 h 6.8 l,no.2發(fā)電柴(chái)油機每24 h 7.2 l，滑(huá)油消耗全(quán)部恢(huī)複正常，困(kùn)擾已久的(de)滑油(yóu)異常(cháng)消耗(hào)故障(zhàng)完全(quán)解決(jué)。

表6 3台(tái)發電(diàn)機故(gù)障解(jiě)決後(hòu)滑油(yóu)消耗實測數據

6　結語(yǔ)

為杜絕此(cǐ)類(lèi)船用發電柴(chái)油機滑油異常(cháng)消耗的(de)故(gù)障，提(tí)出以下建議：

1）要(yào)合理(lǐ)正确使用(yòng)輪機(jī)員積累的(de)寶貴經(jīng)驗(yàn)，不能完全單一地憑(píng)經驗來處理所(suǒ)有問(wèn)題，每條船舶的設(shè)備說明(míng)書都(dōu)要仔細研(yán)讀，因為同(tóng)型号(hào)的設備在(zài)不斷(duàn)技術更新，說明(míng)書(shū)版本内的部(bù)分内容會有同(tóng)步改進。隻(zhī)有學習系統的理論知識(shí)和熟(shú)悉設(shè)備說明(míng)書(shū)，才能(néng)更快地發現問(wèn)題并(bìng)分析(xī)深層(céng)次原因(yīn)，在(zài)解決(jué)故障時(shí)少(shǎo)走彎路(lù)，也能更(gèng)加有(yǒu)效地管理(lǐ)機械設備。

2）船舶加強對高壓(yā)油泵的(de)維護(hù)保養，做好(hǎo)設(shè)備和重要零(líng)部件運(yùn)行時間(jiān)?計，定期進(jìn)行高壓油(yóu)泵的拆解保養工(gōng)作，避免不(bú)必(bì)要(yào)的經濟(jì)損失。平時加(jiā)強發電(diàn)柴油(yóu)機的漏油警報的測試工(gōng)作(zuò)，确保漏油(yóu)警報随時可(kě)用。

3）公司體系(xì)管(guǎn)理要落實(shí)有效(xiào)性，對重(zhòng)要設備(bèi)的工(gōng)作時(shí)間監(jiān)督(dū)要(yào)細化，重要(yào)設備(bèi)和部件要(yào)堅持定期檢修(xiū)，不可視情(qíng)維修(xiū)，保證(zhèng)設備安全(quán)可靠，保障(zhàng)船舶(bó)航行安全，保護(hù)海洋環境(jìng)。

參考(kǎo)文獻：

[1]駱秀金.發(fā)電柴油機滑油(yóu)異常(cháng)消(xiāo)耗故障(zhàng)實例分析(xī)[j].船舶(bó)物資(zī)與(yǔ)市場,2023,31(06):83-86

（來(lái)源：輪機課堂）