WARTSILA 6R32LNE 船用柴油機組高壓油泵柱塞偶件“咬緊”故障淺析

陳軍

摘 要：船用燃油的品質卻越來越差，這就要求對于設備的維護和保養要精細到位。受燃油品質影響最大的是高壓油泵，因燃油品質的影響導致高壓油泵的故障頻繁發生，針對這一現象我們除了對燃油的儲存和分濾要嚴格按照要求進行操作，并且對高壓油泵運行工況要進行仔細的監控與檢查。

關鍵詞：發電柴油機 高壓油泵 柱塞偶件

當前瓦錫蘭發電柴油機市場占有份額已越來越大，而船用燃油的品質卻越來越差，這就要求對于設備的維護和保養要精細到位；而受燃油品質影響最大的是高壓油泵，因燃油品質的影響導致高壓油泵的故障頻繁發生，針對這一現象我們除了對燃油的儲存和分濾要嚴格按照要求進行操作，并且對高壓油泵運行工況要進行仔細的監控與檢查。下面我們就高壓油泵的故障做一下分析與處理，和大家共同探討，以期為大家對該型柴油機高壓油泵的維護有一定的幫助。

中海集運“5 6 0 0 T E U”大型集裝箱船舶，每艘船均配置有WARTSILA 6R32LNE 型發電柴油機組4 臺，6 缸四沖程、缸徑320mm、沖程350mm、單機功率2430KW、轉速720rpm。運行中常見的單缸高壓油泵柱塞偶件咬緊或咬死，引發單缸不發火不工作。多年以來，本輪4 臺副機高壓油泵柱塞偶件咬緊現象時有發生。在某個時段，4 臺副機的咬緊現象會頻繁發生，嚴重時1—2 小時發生一次，甚至2 個缸同時發生，對船舶安全造成較大的威脅。咬緊這種故障在姐妹船中也普遍存在，特別是燃用質量不太好的燃料油時，其故障發生率和嚴重性就增加。嚴重時，二管輪吊檢高壓油泵并裝復使用后，該缸咬緊故障仍然發生，只有更換柱塞偶件才能得到暫時的根除。

1.該故障的過往處理方法

對于這樣的故障，都認為是高壓油泵柱塞偶件咬緊，而咬緊的原因一般認為是燃油質量不好，雜質太多或燃油容易氣化或副機進油溫度太高或進油背壓太低，容易引起燃油氣化，偶件滑動面干摩擦，發熱，最后咬緊。

針對上述原因，通常的做法是油門齒條加油活絡或拆檢高壓油泵，磨損嚴重的換新偶件；副機日常使用中，控制燃油進機粘度在說明書規定的16——24cst的范圍，并盡可能降低燃油進機溫度120℃或更低。然而，采取上述方法來處理這一故障的，經驗和實踐證明，只能緩解現象的發生，而未能從根本上消除故障。

2.高壓油泵柱塞偶件的結構特征與咬緊機理分析

如圖1所示：柱塞套筒中部有3個小通道。

第一個是用于冷卻與潤滑偶件的燃油小通道；第二個是起冷卻與潤滑作用后燃油泄放小通道；第三個是冷卻與潤滑柱塞下部圓柱面的滑油進油小通道。柱塞圓柱體上有一個起燃油與滑油隔離作用的密封膠圈。

作用原理：柱塞偶件由柱塞套筒和柱塞組成，工作時柱塞在套筒內孔上下滑動而產泵吸作用，其工作面配合精細。柱塞上部得到燃油冷卻與潤滑，中部是通過小通道流進小量燃油冷卻與潤滑，下部由小通道流進滑油冷卻與潤滑。實際經驗告訴我們，偶件咬緊或“咬死”故障都發生在柱塞中部與套筒內孔兩道燃油環槽內圓面之間。也就是說，如果上述部位冷卻不好或有積垢，柱塞偶件咬緊故障就不可避免地發生了，再引起單缸不供油、單缸不發火不工作。

3.故障特征

（1） 高壓油泵咬緊故障發生后，拆檢柱塞偶件，發現如圖2所示的部位是咬緊和產生拉痕多發部位，但有時柱塞面狀態還是正常的。拆檢柱塞套筒，發現如圖所示的部位，即套筒內FO進油槽和泄放油槽部位容易積聚較硬的白色垢，用細沙紙打磨后，顯示白色污垢。

（2）以往，我們對柱塞偶件的結構特征了解不較深刻，對咬緊的機理未做進一步的研究和探討。柱塞偶件咬緊故障發生后，進行拆檢、清潔裝復，繼續使用，再“咬死”，再拆檢，柱塞偶件配合面拉痕，只能更換柱塞偶件。

（3）以往的做法存在一個誤區，柱塞偶件拆檢，清潔后，都以為正常了，其實，經驗證明，一般的清潔方法是無法徹底清除柱塞套筒內圓面的白色垢。白色垢在套筒內看不到，也摸不著，粘得也非常牢固，所以高壓油泵裝復使用，常出現再次發生柱塞咬緊現象，再次拆檢時，發生柱塞拉毛現象更嚴重。

（4）高壓油泵咬緊故障發生后，我們檢查高壓油泵柱塞偶件冷卻與潤滑作用的燃油泄放管，發現這根管常有堵塞現象，偶件中部沒有冷卻與潤滑了，這意味著柱塞偶件相對運動時容易發熱與干磨。

總之，我們認為高壓油泵柱塞偶件“咬緊”的根本原因是柱塞偶件套筒內孔中部，即套筒內孔工作面FO進油環槽與FO泄放油環槽之間的內圓柱面部位，經過長時間運行后，容易積聚較硬的白色垢，且垢牢固地粘貼在工作內圓孔面上，FO泄放油小通道也逐漸阻塞，致使偶件間隙變小，相對滑動阻力增大，冷卻效果降低，最終拉毛咬緊或咬死。

4.清潔柱塞套筒內部積垢的有效方法

通過實驗證明，用DREWFC 濾網清潔劑和超聲波清洗器對柱塞套筒進行清洗12小時，之后用柴油和壓縮空氣沖洗，其內部清潔狀態恢復到新的狀態。當高壓油泵發生第一次咬緊或檢查發生偶件冷卻與潤滑作用的燃油泄放管不通或流量減小時，即拆檢高壓油泵并進行徹底清潔，高壓油泵裝復后的使用效果與新的一樣，這樣能有效防止柱塞偶件進一步拉毛損壞，大大地提高柱塞偶件的使用壽命。平常對有咬緊苗頭的高壓油泵預先拆檢并超聲波清洗柱塞套筒，確保高壓油泵少發生咬緊故障。

5.防止高壓油泵發生咬緊故障，還需要做好以下工作

此種柴油機燃用的燃料油，其粘度小于13cst并且油溫高于128℃時也很容易出現部分高壓油泵柱塞偶件卡阻現象，所以燃油進機溫度一般控制在低于120℃、粘度在19-22cst范圍內，同時停電機時要注意檢查活絡高壓油泵的油門拉桿，防止卡阻，每運行250小時高壓油泵及其各連接桿處應給予活絡。控制副機燃油溫度和保持副機燃油系統一定的背壓（0.7Mpa），是防止高壓油泵柱塞偶件咬死的有效措施。萬一船舶補進了油質較差的燒料油，高壓油泵容易出現柱塞偶件咬死故障時，為了及早發現高壓油泵故障，我們可以在機艙監控系統電腦上增加設置4 臺副機6 個缸排氣溫度的低溫報警或高溫報警（400℃）功能，這樣就能及早發現某缸高壓油泵柱塞偶

件的咬死現象，防止同時出現兩個高壓油泵咬死而造成單機運行電機跳電事故的發生，完全消除了這一安全隱患。endprint