某船发电柴油机高压油泵卡阻故障分析与排除

彭　陈

(江苏海事职业技术学院，南京 211170)

某船发电柴油机高压油泵卡阻故障分析与排除

彭陈

(江苏海事职业技术学院，南京 211170)

摘要：分析MAN-B&W 6L23/30型发电柴油机高压油泵卡阻故障现象，从高压油泵润滑通道堵塞、偶件精密度降低、再生偶件利用、日常管理与操作等方面进行故障原因排除，并从高压油泵的拆检、燃润滑油使用、更换新型防腐螺栓等方面提出高压油泵日常管理措施，以降低事故发生率，确保船舶航行安全。

关键词：发电柴油机；高压油泵卡阻；故障排除

高压油泵卡阻是柴油机的常见故障，尤其是作为船用主发电机的原动机，此类故障会导致某个缸或者多缸不发火，或者运行中的发电柴油机跳电，严重时会造成发电柴油机超速飞车停不下来，致使主轴承、连杆轴承以及曲柄销轴承咬死等故障，引起更为严重的事故。

1故障现象

某大型散货船，发电柴油机型号是MAN-B&W 7L32/40，单机功率3 000 kW，高压油泵为柱塞式回油孔调节。某日此台发电柴油机正常运行供电，电网负荷突然增加，各缸排烟温度均升高，其中3号缸出现排烟高温报警，排烟温度达到85 ℃左右，3号缸没有发火，其他缸正常发火，轮机员马上启动备用发电机组。随后对3号缸进行拆卸检查，发现3号缸油门卡阻，发现柱塞卡死在行程的上部，造成高压油泵驱动滚轮与凸轮轴脱离。

2故障原因

高压油泵的卡阻，主要有柱塞偶件的卡阻和齿条齿圈的卡阻，后者较为普遍。在本次事故中，在拆卸过程中发现柱塞偶件密封面拉毛以及偶件底部有大量积碳。结合工作经验，分析此类高压油泵卡阻的原因主要有如下几种。

2.1润滑通道堵塞，偶件底部积垢

高压油泵的套筒和泵的本体之间有一个细小的通道，滑油通过柴油机自带的滑油泵对柱塞偶件的下部进行润滑，同时也起到清洁作用。滑油通道阻塞，致使滑油的流量减少以及压力变底，对柱塞偶件的润滑和清洁能力下降，从而不能完全清洁偶件密封面燃油杂质[1]。

高压油泵泵体的Z形泄放管较细，一般多为横向、弯曲，再由于发电柴油机使用的都是劣质燃油，致使柱塞偶件在运动中产生的燃油泄漏杂质积聚在偶件底部，不能通过泄放通道排放出去。

2.2轻重油转换过于频繁，导致卡阻

轻重油之间的频繁更换，会加剧偶件的磨损，致使偶件的密封面间隙变大，泄漏到柱塞底部的燃油变多，长时间累积在柱塞底部，会形成积垢，引起油泵卡阻[2]。

2.3杂质落入，影响偶件精密度

高压油泵的柱塞和套筒是一对精密偶件，配合间隙值只有0.001～0.003 mm，如果细小杂质进入柱塞和套筒之间，容易造成柱塞拉毛、卡阻或咬死。

另外高压油泵的防腐螺栓，长时间在高温高压的燃油作用下，因为疲劳和穴蚀作用，造成螺栓断裂，断裂的碎削进入油泵内，破坏了偶件的精度，对偶件密封面造成划伤，从而引起高压油泵偶件卡阻[3]。见图1、2。

2.4滑油及燃油系统影响

滑油油质变差，润滑效果不佳，要定期更换滑油泵中的密封圈及曲拐箱滑油，以保持滑油的品质，如果滑油中含有杂质，还会堵塞管路。

图1　原鼻型防腐螺栓

图2　新型平头防腐螺栓

燃油温度变化过快，金属在热胀冷缩应力的作用下，就会破坏柱塞和套筒间的润滑油膜，致使柱塞和套筒之间产生干摩擦而卡阻。

燃油中含有杂质和水分，在进入主机之前，要经过沉淀、粗滤、分油机分离、精滤以及黏度控制等环节，所以分油机的清洁和维护保养工作可以防止柱塞卡阻。

同时，应该避免混油，保持油品的稳定性。因为不同的燃油进机黏度和温度的规定值是不一样的，如果进机黏度不合理，就会拉伤柱塞，而磨下的金属颗粒又会继续拉伤柱塞，此类现象往往发生在柱塞的下部[4]。

2.5偶件自身原因

高压油泵的柱塞偶件是处在高温、高压、往复运动的环境中，会产生热量，套筒式固定在油泵的本体上，套筒产生的热量可以及时散掉，但是柱塞产生的热量很难及时散掉，如果柱塞偶件的配合间隙过小，就会发生卡阻[5]。

高压油泵的套筒靠定位螺钉固定在泵的本体上，如果套筒上的定位孔位置不对，会造成套筒的中心线和柱塞中线线不对称，进而会减小柱塞偶件的配合间隙值，引起柱塞卡死在套筒中。

柴油机运行中会发生震动，泵的螺母会松动，进而会影响柱塞在套筒中的位置，引起套筒的中心线和柱塞中线线不对称，进而会减小柱塞偶件的配合间隙值，引起柱塞卡死在套筒中[6]。

2.6再生偶件的故障

因为成本控制，船舶对偶件再次利用，有时偶件密封面的修复达不到规定要求，很可能再次发生卡阻现象。

3日常管理对策

3.1对高压油泵进行拆检

鉴于油泵柱塞底部积垢，在可能情况下，对所有泵进行拆卸清洁，清除积垢。在拆卸过程中，一定不能损伤偶件密封面，上紧出油阀螺帽时不能用力过大，一般控制在490 N·m，减小套筒下部进油孔的变形[7]。

3.2再生偶件的利用

仅仅是因为偶件底部积垢引起卡阻，只要清洁好柱塞底部和套筒内的积垢，是可以继续使用的，但是对于有明显变形和划痕的偶件，建议不要使用。

3.3更换新型防腐螺栓

螺栓断裂引起的卡阻现象发生比较突然，预防性差，对柱塞偶件的破坏也很大，此类现象引起的故障对柱塞偶件会产生严重划痕，偶件基本不能使用。为避免产生此类故障，最好更换新型平头防腐螺栓[8]。

3.4轻重油转换尽量缓慢

避免温差变化太大，应该逐步升温或者降温，温度变化太大，会破坏润滑油膜，使柱塞和套筒间产生干摩擦，导致卡阻。如果有粘度自动控制单元转入自动控制，按照规定程序自动升降温。

3.5保证润滑和泄放通道清洁

在拆卸油泵时，对泵本体、套筒上的滑油、燃油孔进行清通，定期清洁油泵的Z形卸油管路。

3.6经常活络运行的发电柴油机油泵齿条

注意平时对齿条润滑的清洁，组装时安装要到位，保证柱塞上下移动到位。

3.7柴油机启动后，空载运行一段时间

待机器系统压力、温度等正常后才能逐步增加负荷；尽量避免发生柴油机负荷骤变，高压油泵卡阻故障，大部分原因是负荷骤变引起的，最好发电柴油机手动并电解列。

3.8加强对燃油及滑油系统的管理

做好分油机的清洁和维护保养工作，定期拆开分油机的清洗分离片及本体内部，经常清洗滤器的滤芯，如有损坏及时换新，防止燃油中的杂质进入油泵。对于油泵滑油系统，要注意滑油的质量和润滑通道的清洁，加强对滑油的清洁，定期更换密封圈和曲拐箱滑油，以保持滑油品质。

3.9动车前，必须先检查

动车前，确保高压油泵调节齿条正常、活络且各部件的状态良好。如果发生油泵卡阻时，打开进油阀，用头部方扁形的撬棒，左右撬动齿条两端；同时慢慢盘车，使其逐步活络可以用手能推动为止，但是注意撬动时不能用力过大，防止损伤齿条上的牙齿和其他部件[9]。

4结论

高压油泵润滑通道堵塞，偶件底部积垢；轻重油转换过于频繁，燃油泄漏形成积炭；杂质落入柱塞与套筒间，偶件精密度降低；滑油变质、燃油含有杂质和水分，堵塞管路；柱塞偶件自身运行中配合间隙变小；再生偶件密封面达不到要求是引起高压油泵卡阻的主要原因。

防止各种机械及系统故障的产生要比排除故障更为重要，所以应当定期拆卸保证润滑和泄放通道清洁，操作中轻重油转换尽量缓慢，经常活络运行的发电柴油机油泵齿条，动车前先检查，加强对燃油及滑油系统的管理，保证燃润滑油的品质，合理利用再生偶件，同时最好更换新型防腐螺栓。只要正确维护与保养及时检查与调整，提前消除故障隐患，故障发生率就会明显降低。

参考文献

[1] 翁石光.船舶主机高压油泵故障的原因探析与预防措施[J].广州航海学院学报，2014(3)：18-20.

[2] 刘炳欣.某副机高压油泵卡阻故障原因分析及防范措施[J].中国水运，2010(11)：117-118.

[3] 周华斌.柴油机高压油泵柱塞副咬死故障分析[J].造船技术，2009(2)：30-31.

[4] 黄雄伟.重视对高压油泵的管理[J].航海技术，2004(5)：60-61.

[5] 于成安.关于”FH”轮高压油泵咬死的理性思考[J].航海技术，2001(2)：39-42.

[6] 刘海涛.浅析MAN-B&W7L32/40副机高压油泵卡阻故障[J].中远安全，2014(4)：27-28.

[7] 杜保江.机油泵卡死现象分析及改进技术研究[J].机械强度，2015(8)：664-671.

[8] 宋士新.副机高压油泵卡阻故障原因分析和预防措施[J].航海，2012(1)：56-57.

[9] 任荣社.轻12V180ZC柴油机高压油泵卡死故障的原因分析与排除[J].内燃机，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

基金项目：2013年江苏省航海学会项目(2013C01)

第一作者简介：彭陈(1983—)，男，硕士，讲师 E-mail:pengchen86@163.com

中图分类号：U664.121

文献标志码：A

文章编号：1671-7953(2016)03-0080-03

修回日期：2015-12-13

研究方向:轮机工程