駱秀金，工程師

（江蘇海服技術發展有(yǒu)限公司(sī)）

0　引言

安慶大發柴油機6DK-20是當今世界先進水平中速柴油機之一，由于其性能優越、強化系數(shù)高、體積小、功率(lǜ)大、可靠性高、經濟性好(hǎo)、維(wéi)修方便等特點，廣泛用作船舶(bó)發電柴油機，為全船設備提供電力服務，在船舶安(ān)全營運中起着重要作用。安(ān)慶大發6DK-20柴油機(jī)高壓油泵(bèng)結(jié)構複雜，柱塞套(tào)筒偶件設(shè)計有燃(rán)油潤滑系統，還設計有單獨的滑油潤滑系統，工作穩定，但管理要(yào)求(qiú)高，一旦對設備不熟悉，疏于管理，會引起高壓油泵大量滑油洩漏，導緻柴油機滑油(yóu)消耗(hào)異常，威(wēi)脅船(chuán)舶安全，帶來巨大經濟損(sǔn)失。本文(wén)對發電柴油機6DK-20滑油異常消(xiāo)耗故障進行分析，總(zǒng)結管理方法，避免同類(lèi)型柴油機(jī)故(gù)障的重複發生(shēng)。

1　設備簡介

1.1 概述和(hé)設備參(cān)數

發電機柴(chái)油機6DK-20屬(shǔ)于安慶大發系列，設備參數如表1所示，由安慶船用柴油機廠生産(chǎn)的直立、水(shuǐ)冷、直接噴射式(shì)4沖程(chéng)柴油機，裝有中冷(lěng)器的廢(fèi)氣渦輪增壓，直接啟動閥啟動(dòng)，凸輪采用(yòng)大直徑凸輪軸，其燃油凸輪與軸和正(zhèng)時齒輪與軸均為液壓緊固，氣缸(gāng)和軸頸号碼1、2、3、4、5、6從功率輸出端數起，該機使(shǐ)用的滑油型号為580CF-4。

表1 設備(bèi)參數(shù)

1.2 柴油(yóu)機(jī)潤滑油系統

在柴油機潤滑系統(tǒng)的管理中，正确選擇合适的油品非(fēi)常關鍵。不同類型的柴油機，其結構特點和轉(zhuǎn)速也不同：若配合間隙大就需要使用粘度大的潤滑油；轉速(sù)高則需要摩擦副表面布油快(kuài)，對應的滑(huá)油粘(zhān)度較低(dī)[1]。柴油機潤滑系統的作用是保證供給柴油機動力裝置各運動部件的潤滑和冷器所需(xū)的潤滑油，起到減(jiǎn)磨、冷卻、清潔、密封(fēng)、防腐(fǔ)、減輕噪(zào)音、轉遞動力作用[2]。安慶大發柴(chái)油機6DK-20的潤滑油系統如(rú)圖1所(suǒ)示，潤滑油泵從柴油機的(de)循環油櫃(guì)通過濾器吸入滑(huá)油(yóu)，送到滑油冷卻器，一路潤滑油(yóu)經過滑油(yóu)冷卻(què)器内部冷卻，另一路旁(páng)通後通過溫度控制閥和冷卻的滑油混合(hé)後(hòu)排出，排(pái)出口設有三通閥，确保滑油異常高壓時手動轉換三(sān)通閥到循環油櫃，混合後的滑油經(jīng)過雙聯濾器(qì)過濾後送至設備各部件起(qǐ)到潤滑作用(yòng)：1）再次通過潤滑油細濾器送至增壓(yā)器裝(zhuāng)置潤滑軸承；2）通(tōng)過曲軸内部通(tōng)道，滑油供應至主軸承、曲柄銷、活塞(sāi)銷、活塞頭進行潤滑和冷卻；3）滑油供(gòng)應至凸輪軸、缸頭搖(yáo)臂、進排(pái)氣閥機構進行潤滑；4）滑(huá)油供應至定時齒(chǐ)輪、調速器驅動機構、冷(lěng)卻水泵齒輪進(jìn)行潤滑；5）滑油供應至進排氣擺臂機(jī)構進行潤滑；6）滑油(yóu)供應至高壓(yā)油泵潤滑(huá)柱塞(sāi)套筒偶件(jiàn)，這個設計在發電柴油機裡很少見，也(yě)很容易被輪機管理者忽視。

圖(tú)1 潤滑油系統圖

1.3 柴(chái)油機的高壓油泵

高壓油泵内部機(jī)構（見(jiàn)圖2）設計了3個主要通(tōng)道，圖中的A孔是燃油通道，B孔是燃油和滑油的(de)洩漏監測通道，C孔是滑油(yóu)潤滑通道(dào)。燃油通過A孔進入到高壓油泵本體後到達本體和套筒的上部環形空(kōng)間，經過圖2中套筒外的A1燃油潤滑孔穿過(guò)内部鑽孔到達套筒内的A2内環形槽，潤滑柱塞套筒偶件。B孔的(de)洩漏(lòu)檢測(cè)通道是圖(tú)2中套筒内(nèi)部B2内環形槽通過内(nèi)部(bù)鑽孔到達套筒外表面(miàn)的B1孔，經過B1再到達(dá)高壓油泵本體B孔(kǒng)，B孔經過油管接到漏油警報，持續監(jiān)測發電機高壓泵的燃油(yóu)漏洩情況(kuàng)。圖2中的C孔是來自滑油泵的高壓滑油接到高壓油泵本體和套筒間C1孔(kǒng)，經過套筒内部的鑽(zuàn)孔到達套筒内表面的C2内環形槽，潤滑柱塞偶件。由(yóu)于在柱塞(sāi)套筒和高壓油泵本體間設計有圖2中O1、O2、O3三道O形密封(fēng)令，把(bǎ)燃油(yóu)通道、洩漏檢測通道、滑油潤滑(huá)通道(dào)相互隔開，互不相通。不過(guò)在高壓油(yóu)泵正常運轉時，柱(zhù)塞套筒偶件做的再精密，也會存有工作間隙(xì)，加上柱(zhù)塞套筒偶件長期運(yùn)行的(de)正常磨損，A2内環形槽處的燃油還是會少量滲(shèn)漏到B2内環(huán)形槽，同樣C2内環形槽處(chù)的滑油也會滲漏到B2内環形槽，柴油機正常運轉中，B洩油口微量洩(xiè)漏是正(zhèng)常現象。

2　故障現(xiàn)象

3台發電柴油機長期有不同程度的系統滑油異常消(xiāo)耗現(xiàn)象，一直困擾着船舶管理人員(yuán)，也威脅着船舶安全。通(tōng)過查看柴油機檢(jiǎn)修記錄簿中大修保(bǎo)養數據和輪機日志滑油消耗記錄，統計出3台發電機系統潤(rùn)滑油消耗數據，如表2所示。NO.1發電柴油機距離上次大(dà)修保養已運行4052 h，每天系統滑油消耗30.4 L;NO.2發電柴油機距離上次(cì)發電機大修保養(yǎng)已運行7120 h，每天系(xì)統滑油消(xiāo)耗59.8 L;NO.3發電柴油(yóu)機距離上次大修保養已運行8526 h，每天系統滑油消耗(hào)70.2 L,正常1台發電柴油機的滑油(yóu)每日消耗在10 L以内。通(tōng)過發電機滑油循環油櫃油位的多次連(lián)續測量監測，發現NO.3号(hào)發電柴油機在(zài)不運行時，滑油也有消耗(hào)。

圖2 高壓油(yóu)泵内部結構圖

表2 3台發電機(jī)系統潤滑油消耗數據

3　故障建模和檢查情況

船(chuán)舶發電機(jī)大量的滑(huá)油消耗，長期找不出原因，給(gěi)船東帶(dài)來了很大的經濟損失，也加劇了地球能(néng)源短缺的速度，同時污染環境(jìng)。考慮NO.3發電(diàn)柴油機吊缸檢修後(hòu)工作時間(jiān)最長(zhǎng)，先檢查NO.3發電機的(de)情況(kuàng)。通過圖1滑油系統圖可看出，透平軸承(chéng)潤滑、主軸承、曲柄銷、活塞銷(xiāo)潤滑、活塞頭冷卻、凸輪(lún)軸承、缸頭搖臂(bì)、進排氣閥機構(gòu)潤滑、定時齒輪、調速器驅動齒輪、冷(lěng)卻水泵齒輪(lún)、進排氣擺臂機構潤滑後的滑油都返(fǎn)回滑油循(xún)環油櫃，而滑油和外界相關(guān)聯導緻滑油消(xiāo)耗(hào)的地方可能有4個方面：滑油冷卻器洩漏、進排氣閥杆間隙過大、活塞環(huán)刮(guā)油環和缸套間隙過大、高壓油泵(bèng)。參照圖3故障檢查流程模型，進行故障查(chá)找。

圖3 故障(zhàng)檢查流程模型

1）檢查(chá)機身滑油的外漏(lòu)情況，平時值班檢查時，要有洩漏就可以明顯發現(xiàn)，所(suǒ)以透平軸承潤滑、主軸承、曲柄(bǐng)銷、活(huó)塞銷潤滑，活塞頭(tóu)冷卻、凸輪軸承、缸(gāng)頭搖(yáo)臂、進排氣閥機構潤滑、定時齒輪、調(diào)速器驅動齒(chǐ)輪、冷卻水泵齒輪(lún)、進排氣擺臂機構(gòu)基(jī)本可以排出。

2）滑油冷卻器要是有洩漏，發電柴油機(jī)膨(péng)脹水箱可以看到滑油漂浮，NO.3發電柴油機正常運轉(zhuǎn)時膨脹(zhàng)水箱沒有(yǒu)異常，基本可以排除(chú)。

3）如果由于缸内燃燒(shāo)狀況差，逐(zhú)步導緻其運動部件磨損，氣閥閥杆在(zài)導管運動過程中由(yóu)于受顆粒的磨損(sǔn)，導緻配合間隙增大，滑油進入燃燒室而消耗。活塞環與缸套過度磨(mó)損後，導緻活塞(sāi)環(huán)“泵油(yóu)”現象(xiàng)加劇，滑油(yóu)會被壓(yā)入燃燒室[3]。理論上(shàng)可以從煙色觀看，但實際中通過柴油機的排(pái)煙顔色判斷時，必須是大量潤滑油燃燒，煙色為淡(dàn)藍色即滑油燃燒(shāo)[4]。滑油消耗達(dá)不到一定的量很難(nán)看出，可以通過吊缸保養進行(háng)對零件和間隙進行測量分析。考慮NO.3發電柴油機已運行8526 h，決定提前吊缸保養，活塞環、刮油環全部換新，進排氣(qì)閥和導套密封圈全部(bù)換新，對發電柴油缸套、活塞環進(jìn)行測量，數據在允許磨損範(fàn)圍内，如表(biǎo)3和表4所示。NO.3發電柴油機吊缸保養後滑油消耗依然(rán)是(shì)每天70.2 L。吊完(wán)缸後發現柴油機在不運轉時滑油有消耗(hào)，油底殼油位下降。

表(biǎo)3 NO.3發電機缸套測量數據(jù)（mm)

表4 NO.3發電機活塞環搭扣間隙(xì)測量數據（mm)

4）偶件的潤滑方式主要是(shì)邊界潤滑，但在(zài)實際工作中(zhōng)，精密偶(ǒu)件在燃油高壓作用下會發生變形和橫向運動(dòng)，形成流體潤滑[5]。通過圖1潤滑油系統圖可以看出有單獨的(de)潤滑油到高壓油泵，研究圖2高壓油(yóu)泵内(nèi)部結構圖中(zhōng)可以發現，發電柴(chái)油機高壓油泵設(shè)計(jì)了滑油潤滑内部通道，在吊缸前忽略了這細(xì)微設計。發電柴油機吊(diào)缸檢修完成，滑油繼續消耗異常，仔細查閱資料和說(shuō)明書才發現高壓(yā)油泵(bèng)的柱塞套筒偶件有單獨的(de)滑油潤滑(huá)，加上柴油機停止運轉時滑油(yóu)油位也降低，更加懷疑高壓油(yóu)泵了，拆開高壓油泵的洩漏總(zǒng)管，不斷有黑色重油連續洩漏，用強光手電仔細查看，洩漏總(zǒng)管黑色重油裡還伴随着滑油痕迹，因為(wéi)高速四沖機滑油顔(yá)色較深，查看的時候不太明(míng)顯，需要仔細觀察(chá)。這時基本确定(dìng)是(shì)高壓油(yóu)泵有滑(huá)油(yóu)洩漏，為了确定(dìng)洩漏的缸數和洩漏量，6個缸的高壓油泵洩漏油(yóu)管全部(bù)拆開，全部接上取樣器，分别測試柴油機運行和停止時的24 h滑油洩漏量(liàng)，定量定性分析洩漏情況，分析出3、4、6缸洩漏嚴重，1、2、5缸洩漏(lòu)較輕，具體如表5所(suǒ)示。

表5 NO.3發電(diàn)機高(gāo)壓泵洩漏量數(shù)據（升/天）

5）拆檢高壓油泵發現圖2中套筒和高壓油泵本體(tǐ)的O1、O2、O3三道O形密封令全部有不同程度的老化。

4　故障分(fèn)析

圖(tú)2中柱塞套筒偶件的第1道O型密封令O1老化，會導緻密封(fēng)令上(shàng)面套筒(tǒng)和高壓油泵本體間的環形空間燃油，直接洩(xiè)漏到(dào)O1和O2密封令之間。洩漏到O1和O2密封令間的燃油，通過圖2中相對應位置的高壓(yā)油泵本體B洩油口連接到洩漏總管，最終回(huí)到洩油(yóu)櫃。滑油也是同樣的原理(lǐ)，滑油先是通過圖2中高壓油泵本體上的C滑油進口到達圖2中柱塞套筒偶件的C1孔，這時如(rú)果O2号密封令老化，滑(huá)油(yóu)會直接洩漏到O1和O2密封令之間，和洩漏的燃油混合一起洩放到洩漏油櫃。

5　故障解決(jué)并實測數據驗證

1)NO.3發電柴油機的3、4、6缸(gāng)高(gāo)壓油泵(bèng)拆解，O型密封令全部換新(xīn)，發電(diàn)柴油機的(de)實測滑油消耗數據，如表(biǎo)6所示，每24 h 15.5 L,這個時候問題已基本解決。

2)NO.3發電柴油機的1、2、5缸高壓油泵繼(jì)續拆解，O型(xíng)密封令(lìng)全部換(huàn)新，發電柴(chái)油機的實測滑油(yóu)消耗(hào)數(shù)據，如表6所示，每24 h 7.3 L,3号發電柴油機滑油消耗量恢(huī)複正常。

3)NO.1和NO.2發電柴油機的高壓(yā)油泵(bèng)也全部拆解，O型密封令換新，發電柴(chái)油機的實測滑油消耗數據，如表6所示，NO.1發電柴(chái)油機每24 h 6.8 L,NO.2發電柴油機每24 h 7.2 L，滑(huá)油消耗全部恢(huī)複正常，困擾已久的滑油(yóu)異常消耗故障完全解決。

表6 3台(tái)發電機故障(zhàng)解決後滑油消耗實測數據(jù)

6　結語

為杜絕此類船用發電柴(chái)油機滑油異常消耗的故(gù)障，提出以下建議：

1）要合理正确使用輪機員積(jī)累的寶貴經驗，不能完全(quán)單一地憑經驗來處理所有問題(tí)，每條船舶的(de)設備說明書都(dōu)要仔細研讀，因為同型号的設備在不(bú)斷技術更新，說明書版本(běn)内的部分内容會(huì)有同步改(gǎi)進。隻有學習(xí)系統的理論知識和熟(shú)悉設備說明書，才能更快地發現問(wèn)題并分析(xī)深層次原因，在解決故(gù)障時少(shǎo)走彎路，也能更加有效地管理機械設(shè)備。

2）船舶加(jiā)強對高壓油泵的維護保養，做好設(shè)備和重要零部(bù)件運行時間?計，定期進行高壓油泵的拆解保養(yǎng)工作，避免不必要(yào)的經濟(jì)損失。平時加強發電柴油(yóu)機的漏油警報的測試工(gōng)作，确保漏油警報随(suí)時可用。

3）公司體系管理要落實有效(xiào)性，對重要(yào)設備的工作時間監督要細化，重要設備和(hé)部件要堅持定期檢修，不可視(shì)情維修，保證設備安全可靠(kào)，保障船舶航(háng)行安全，保護海洋環境。

參考文獻：

[1]駱(luò)秀金.發(fā)電柴油機滑油異常消耗故障實例分析[J].船舶物資與市場,2023,31(06):83-86

（來(lái)源：輪機課堂）