MKVI-T155-SIPⅢ型汉森气缸油注油器常见故障及处理

◎关朝阳 中远海运散货运输有限公司

1.引言

“NSRY”轮主机汉森气缸油注油器（Hans Jensen Swirl Injection Principle）型号：MKVI-T155-SIPⅢ；生产厂家：HANS JENSEN LUBRICATORS，其工作原理是，在活塞向上运动通过气缸油注油孔之前，几乎在排气阀关闭的同时，开始向气缸喷射气缸油，利用扫气涡流向缸套内壁布油，直至缸套顶部，这里是工况最恶劣、最需要添加剂和润滑油膜的地方；而传统的气缸油注油器是在活塞向上运动时，把气缸油注入到活塞环带，依靠活塞环进行分配，容易造成气缸油在缸套表面分布不佳，甚至在缸套上部几乎没有气缸油分布。汉森气缸油注油器在节省气缸油消耗及润滑效果等方面具有显著特点，但其结构复杂，发生故障的几率较高，尤其是注油枪及注油器安全阀传感器“relief sensor”。

2021年2月，“NSRY”轮首航由中国开往巴西期间，主机NO.3、NO.5&7缸共有7个注油枪堵塞，发出“SAFETY VALVE OPEN CONSTANT”故障报警，途中4次停车拆检、换新注油枪。抵达巴西抛锚后，大管轮对主机7个缸共56个注油枪进行检查，发现NO.5、6&7缸各有2个注油枪不喷油。进一步拆检发现，注油枪（SIP III valve）针阀偶件偏磨、卡死，奇怪的是，主机运行期间，气缸油注油器系统并没有发出相应的报警。无独有偶，公司“YHH”轮2020年3月24日从巴西回国途中，主机NO.2缸压缩压力、爆压、指示功率明显偏低，排温比平均值高了近30℃，扫气温度达58℃（比平时高了10℃左右）。停车检查发现，第一道活塞环接口处断裂，第二道活塞环弹性很小，第三道活塞环卡死，三道活塞环有明显的磨损痕迹，缸套内壁有不规则上下方向的竖条状刮擦痕迹。气缸油注油器有3个（每缸共8个）注油枪没有横向喷油雾化，只是往下少许滴油。经综合分析判断，主机在注油枪不喷油或工况不良的情况下长时间运转，是缸套和活塞异常磨损的直接原因。

由上述案例可以看出，注油枪及注油器安全阀报警装置的工况对缸套、活塞的润滑具有重要影响，笔者尝试从注油枪、安全阀和安全阀传感器等3个方面来分析故障原因并提出管理建议。

2.气缸油注油枪

2.1 注油枪产品质量欠佳

作为首航船舶，“NSRY”轮气缸油注油枪针阀偶件出现偏磨、卡死故障时，运转时间不足800小时，说明该设备在材质、设计或制作工艺等方面存在缺陷，需要采取相应的改进措施。

2.2 注油枪的拆检和组装

拆检注油枪时注意保持清洁，可以使用煤油清洗各部件，用直径0.3MM的专用钻头疏通油嘴上的喷孔。在拆卸注油枪针阀偶件的内六角定位螺丝时，可以使用电吹风加热，防止因阻力过大而导致内六角受损；组装前，将内六角螺丝拧到底后再回退一个螺牙左右，以方便下次拆卸。各部件用压缩空气吹除残油或杂质后，使用无酸润滑油进行润滑，例如SAE15-20液压油。

2.3 注油枪功能试验

注油枪功能试验包括启阀压力、闭阀压力及雾化试验等，其中启阀压力75-80bar，闭阀压力35-40bar，试验时使用的介质SAE15-20液压油，不可使用柴油，否则会因为其润滑性能差而导致针阀偶件卡死。

2.4 规范安装注油枪

安装注油枪时，彻底清洁缸套上注油枪座孔，同时注意喷嘴顶部与缸套运行表面之间的距离。随着缸套磨损，这个距离会发生变化，因此，注油枪在缸套里面的深度需要调整，确保喷嘴顶部距离缸套运行表面保持一定深度，这样不仅可以保证润滑效果，还可以避免被运动的活塞环剐蹭，造成油嘴、活塞环和缸套损坏。用来调整油嘴顶部与缸套运行表面之间的距离的锥形垫片共有5种尺寸，即0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、5.0mm，注意每个注油枪使用的垫片数量不能超过5个。对于MC/ MC-C/ ME机型来说，X=1.5mm，即油嘴至气缸运行表面的距离:1.5mm-2.0mm，如图1所示。

图1 油嘴顶部与缸套运行表面之间的距离

2.5 发生故障注油枪的查找

注油枪喷孔堵塞或针阀偶件卡死时，气缸油注油器上部的安全阀传感器“relief sensor”指示灯熄灭，系统发出安全阀开启警报。如果船上配备有专用压力试验工具，可以在不拆卸注油枪的情况下，现场对每个注油枪进行检查、试验。

如果船上没有配备专用压力工具，可以在注油器运行时，松开某个注油枪供油管接头，如果安全阀传感器“relief sensor”指示灯点亮，即可判断该注油枪堵塞，此方法适用于每缸8个注油枪中，只有1个注油枪堵塞的快速排查。如果某缸有2个或2个以上的注油枪堵塞，就需要把该缸的8个注油枪供油管接头全部松开，此时注油器上部的安全阀传感器“relief sensor”指示灯应该点亮。然后依次上紧各接头，同时注意观察“relief sensor”指示灯,如果熄灭，则表明该注油枪堵塞，需要拆检或换新，以此类推，直至把该缸8个注油枪全部测试完毕。

如果检查发现该缸的8个注油枪均工况正常，说明发生了误报警，需要对安全阀或安全阀传感器"relief sensor"进行拆检和调试。

2.6 磨合期滤器的管理

处于磨合期的柴油机，每个注油枪上装有1个40μm的滤器，其目的是防止气缸油里面的杂质进入注油枪，降低针阀偶件卡死的风险。说明书要求该滤器必须在运转500小时内连同密封令和垫片一起拆除，否则，气缸油里面的蜡或者添加剂有可能堵塞该滤网，引起供油中断。现实工作中，如果拆检该滤器时发现有杂质，建议清洗或换新滤器后继续使用，待确认气缸油系统内没有杂质后再拆除滤器，因为相对于气缸油里面的蜡或者添加剂带来的风险，气缸油系统内的杂质对注油枪的影响更直接、更明显一些。

3.注油器安全阀及安全阀传感器

3.1 安全阀及安全阀传感器结构、工作原理

如图2 所示，位于注油器上部的每个注油孔处均有一个安全阀，由弹簧座（2）和滚珠（3）组成。安装在缸套上的一个或多个注油枪堵塞时，供油管路的压力上升，当超过安全阀的开启压力后（注：该型号注油器安全阀开启压力设定值175+15bar，而有些型号注油器安全阀的设定值是145+25bar），滚珠（3）向上移动，气缸油沿通道（4）进入腔室（1），然后沿通道（10）向上进入安全阀腔室（9）内磁铁（8）的下部。当磁铁下部的压力克服上部的阻力后，弹簧（6）被压缩，磁铁向上移动，气缸油经回油孔（7）进入回油管路。磁铁的位置由近距离传感器“relief sensor”（5）监控，磁铁的位移使传感器上的二极管断开，触发报警。

图2 安全阀及安全阀传感器结构图

腔室（1）和通道（10）当中的空气需要放掉，否则，磁铁（8）将伴随回油管中压力波动而移动，严重时会引发故障。例如，2020年1月XXXX轮主机NO.3缸汽缸油注油器“SAFETY VALVE OPEN”频繁报警，主机因气缸油流量偏差大“LARGE DEVIATION”自动降速。船舶怀疑监测流量的流量计故障，换新流量计后故障依旧。松开注油器本体上的8根油管接头，逐个确认注油枪与报警之间的关系，发现主机左侧第三只注油枪接头连接后注油器报警，换新注油枪后，故障仍未能排除。为了进一步查找原因，拆下注油枪供油管接头，发现主机左侧第三只注油枪供油管的流量明显偏小，将注油枪直接与注油器本体连接，发现注油枪不喷油，如果把油枪接在注油器上的其它出油口，则喷油正常，说明注油枪没有问题。分析判断，该出油口的安全阀可能有问题，于是拆下注油器顶盖整体换新，然后装复试车，故障消除。在拆检换下的旧件过程中，未发现异常。两个月后，汉森气缸油注油器服务工程师登轮，轮机长针对此故障与服务工程师进行沟通交流，服务工程师认为，该支路内部存在空气，安全阀阀后管路由于压力高导致空气无法排出，船员更换备件时，无意中将空气排出，从而使注油器工况恢复正常。

3.2 安全阀功能试验

正常情况下，气缸油注油器安全阀每6个月进行一次功能试验：注油器运行状态下，逐个拆开注油枪供油管接头并封堵，此时安全阀应该动作，“relief sensor”指示灯熄灭。如果“relief sensor”指示灯没有熄灭，就需对安全阀或对安全阀传感器"relief sensor"进行拆检或调整。

3.3 安全阀传感器“Relief sensor”功能试验

正常情况下，安全阀传感器“relief sensor”上的黄色LED灯保持常亮，红色LED灯可能在运行过程中闪烁（例如在柱塞行程大时）。安全阀传感器“relief sensor”要求每月进行功能试验：拆下任意一个注油枪的供油管并用闷头封堵，机旁手动注油，此时安全阀传感器“relief sensor”上的LED指示灯应该熄灭；松开闷头后，安全阀传感器“relief sensor”上的LED指示灯点亮，否则,就需要调整“relief sensor”的安装位置或拆检传感器。

3.4 安全阀传感器“relief sensor”的定位

安全阀传感器“relief sensor”的安装位置对灵敏度有很大影响，比如距离底部太远，油嘴堵塞时可能不会引起报警，导致极大的安全隐患。在拆检或更换“relief sensor”前，很多船舶事先测量“Relief sensor”的埋入深度，实际上这种方法并不可靠，除非已经确认之前的安装位置是正确的。如果按照以下的步骤安装，既简单又可靠：

（1）松开安全阀传感器后向下移动，直至两个LED灯（黄灯和红灯）均熄灭，如图3所示。

图3 两个LED灯熄灭

（2）向上移动安全阀传感器，直至两个LED灯全亮，如图4所示。

图4 两个LED灯点亮

（3）把安全阀传感器再往上移动一点，直至黄灯亮，红灯灭，同时在该位置做好标记，如图5所示。

图5 黄灯点亮红灯熄灭

（4）从标记位置向上移动0.5 mm后上紧，力矩0.6Mm。

3.5 “Safety valve open constant”时的应对措施

注油器运转过程中，如果安全阀传感器"relief sensor"触发3次以上，CLC控制板将向PC发出“Safety valve open”预警信号。值得注意的是，注油枪运行初期或工况不佳时，有时也会发出预警信号。如果“Safety valve open”预警持续时间超过10分钟，CLC控制板将向PC发出“Safety valve open constant”报警信号，此时气缸油注油器可能有一个或多个注油枪堵塞，气缸油注油量减少，分布不均，应避免主机运行在最大负荷，同时要尽快组织检修。

4.结束语

目前新型发动机设计中，活塞行程更长、燃烧压力更高，同时叠加劣质燃油的使用以及其它不利因素，酸性腐蚀、气缸油降解、磨料磨损等风险显著增加，加强气缸油注油器的维修保养，确保润滑效果，无疑是化解这些风险的重要手段。