某船發電柴油機高壓油泵卡阻故障分析與排除

彭　陳

(江蘇海事職業技術學院，南京 211170)

某船發電柴油機高壓油泵卡阻故障分析與排除

彭陳

(江蘇海事職業技術學院，南京 211170)

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

關鍵詞：發電柴油機；高壓油泵卡阻；故障排除

高壓油泵卡阻是柴油機的常見故障，尤其是作為船用主發電機的原動機，此類故障會導致某個缸或者多缸不發火，或者運行中的發電柴油機跳電，嚴重時會造成發電柴油機超速飛車停不下來，致使主軸承、連桿軸承以及曲柄銷軸承咬死等故障，引起更為嚴重的事故。

1故障現象

某大型散貨船，發電柴油機型號是MAN-B&W 7L32/40，單機功率3 000 kW，高壓油泵為柱塞式回油孔調節。某日此臺發電柴油機正常運行供電，電網負荷突然增加，各缸排煙溫度均升高，其中3號缸出現排煙高溫報警，排煙溫度達到85 ℃左右，3號缸沒有發火，其他缸正常發火，輪機員馬上啟動備用發電機組。隨后對3號缸進行拆卸檢查，發現3號缸油門卡阻，發現柱塞卡死在行程的上部，造成高壓油泵驅動滾輪與凸輪軸脫離。

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，在拆卸過程中發現柱塞偶件密封面拉毛以及偶件底部有大量積碳。結合工作經驗，分析此類高壓油泵卡阻的原因主要有如下幾種。

2.1潤滑通道堵塞，偶件底部積垢

高壓油泵的套筒和泵的本體之間有一個細小的通道，滑油通過柴油機自帶的滑油泵對柱塞偶件的下部進行潤滑，同時也起到清潔作用。滑油通道阻塞，致使滑油的流量減少以及壓力變底，對柱塞偶件的潤滑和清潔能力下降，從而不能完全清潔偶件密封面燃油雜質[1]。

高壓油泵泵體的Z形泄放管較細，一般多為橫向、彎曲，再由于發電柴油機使用的都是劣質燃油，致使柱塞偶件在運動中產生的燃油泄漏雜質積聚在偶件底部，不能通過泄放通道排放出去。

2.2輕重油轉換過于頻繁，導致卡阻

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

2.3雜質落入，影響偶件精密度

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

另外高壓油泵的防腐螺栓，長時間在高溫高壓的燃油作用下，因為疲勞和穴蝕作用，造成螺栓斷裂，斷裂的碎削進入油泵內，破壞了偶件的精度，對偶件密封面造成劃傷，從而引起高壓油泵偶件卡阻[3]。見圖1、2。

2.4滑油及燃油系統影響

滑油油質變差，潤滑效果不佳，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，如果滑油中含有雜質，還會堵塞管路。

圖1　原鼻型防腐螺栓

圖2　新型平頭防腐螺栓

燃油溫度變化過快，金屬在熱脹冷縮應力的作用下，就會破壞柱塞和套筒間的潤滑油膜，致使柱塞和套筒之間產生干摩擦而卡阻。

燃油中含有雜質和水分，在進入主機之前，要經過沉淀、粗濾、分油機分離、精濾以及黏度控制等環節，所以分油機的清潔和維護保養工作可以防止柱塞卡阻。

同時，應該避免混油，保持油品的穩定性。因為不同的燃油進機黏度和溫度的規定值是不一樣的，如果進機黏度不合理，就會拉傷柱塞，而磨下的金屬顆粒又會繼續拉傷柱塞，此類現象往往發生在柱塞的下部[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、往復運動的環境中，會產生熱量，套筒式固定在油泵的本體上，套筒產生的熱量可以及時散掉，但是柱塞產生的熱量很難及時散掉，如果柱塞偶件的配合間隙過小，就會發生卡阻[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，會造成套筒的中心線和柱塞中線線不對稱，進而會減小柱塞偶件的配合間隙值，引起柱塞卡死在套筒中。

柴油機運行中會發生震動，泵的螺母會松動，進而會影響柱塞在套筒中的位置，引起套筒的中心線和柱塞中線線不對稱，進而會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

因為成本控制，船舶對偶件再次利用，有時偶件密封面的修復達不到規定要求，很可能再次發生卡阻現象。

3日常管理對策

3.1對高壓油泵進行拆檢

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

3.2再生偶件的利用

僅僅是因為偶件底部積垢引起卡阻，只要清潔好柱塞底部和套筒內的積垢，是可以繼續使用的，但是對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象發生比較突然，預防性差，對柱塞偶件的破壞也很大，此類現象引起的故障對柱塞偶件會產生嚴重劃痕，偶件基本不能使用。為避免產生此類故障，最好更換新型平頭防腐螺栓[8]。

3.4輕重油轉換盡量緩慢

避免溫差變化太大，應該逐步升溫或者降溫，溫度變化太大，會破壞潤滑油膜，使柱塞和套筒間產生干摩擦，導致卡阻。如果有粘度自動控制單元轉入自動控制，按照規定程序自動升降溫。

3.5保證潤滑和泄放通道清潔

在拆卸油泵時，對泵本體、套筒上的滑油、燃油孔進行清通，定期清潔油泵的Z形卸油管路。

3.6經常活絡運行的發電柴油機油泵齒條

注意平時對齒條潤滑的清潔，組裝時安裝要到位，保證柱塞上下移動到位。

3.7柴油機啟動后，空載運行一段時間

待機器系統壓力、溫度等正常后才能逐步增加負荷；盡量避免發生柴油機負荷驟變，高壓油泵卡阻故障，大部分原因是負荷驟變引起的，最好發電柴油機手動并電解列。

3.8加強對燃油及滑油系統的管理

做好分油機的清潔和維護保養工作，定期拆開分油機的清洗分離片及本體內部，經常清洗濾器的濾芯，如有損壞及時換新，防止燃油中的雜質進入油泵。對于油泵滑油系統，要注意滑油的質量和潤滑通道的清潔，加強對滑油的清潔，定期更換密封圈和曲拐箱滑油，以保持滑油品質。

3.9動車前，必須先檢查

動車前，確保高壓油泵調節齒條正常、活絡且各部件的狀態良好。如果發生油泵卡阻時，打開進油閥，用頭部方扁形的撬棒，左右撬動齒條兩端；同時慢慢盤車，使其逐步活絡可以用手能推動為止，但是注意撬動時不能用力過大，防止損傷齒條上的牙齒和其他部件[9]。

4結論

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

防止各種機械及系統故障的產生要比排除故障更為重要，所以應當定期拆卸保證潤滑和泄放通道清潔，操作中輕重油轉換盡量緩慢，經常活絡運行的發電柴油機油泵齒條，動車前先檢查，加強對燃油及滑油系統的管理，保證燃潤滑油的品質，合理利用再生偶件，同時最好更換新型防腐螺栓。只要正確維護與保養及時檢查與調整，提前消除故障隱患，故障發生率就會明顯降低。

參考文獻

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

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

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

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

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

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

[7] 杜保江.機油泵卡死現象分析及改進技術研究[J].機械強度，2015(8)：664-671.

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

[9] 任榮社.輕12V180ZC柴油機高壓油泵卡死故障的原因分析與排除[J].內燃機，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

基金項目：2013年江蘇省航海學會項目(2013C01)

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

中圖分類號：U664.121

文獻標志碼：A

文章編號：1671-7953(2016)03-0080-03

修回日期：2015-12-13

研究方向:輪機工程