WARTSILA 6R32LNE 船用柴油機(jī)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(zhì)卻越來(lái)越差，這就要求對(duì)于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)要精細(xì)到位。受燃油品質(zhì)影響最大的是高壓油泵，因燃油品質(zhì)的影響導(dǎo)致高壓油泵的故障頻繁發(fā)生，針對(duì)這一現(xiàn)象我們除了對(duì)燃油的儲(chǔ)存和分濾要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作，并且對(duì)高壓油泵運(yùn)行工況要進(jìn)行仔細(xì)的監(jiān)控與檢查。

關(guān)鍵詞：發(fā)電柴油機(jī) 高壓油泵 柱塞偶件

當(dāng)前瓦錫蘭發(fā)電柴油機(jī)市場(chǎng)占有份額已越來(lái)越大，而船用燃油的品質(zhì)卻越來(lái)越差，這就要求對(duì)于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)要精細(xì)到位；而受燃油品質(zhì)影響最大的是高壓油泵，因燃油品質(zhì)的影響導(dǎo)致高壓油泵的故障頻繁發(fā)生，針對(duì)這一現(xiàn)象我們除了對(duì)燃油的儲(chǔ)存和分濾要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作，并且對(duì)高壓油泵運(yùn)行工況要進(jìn)行仔細(xì)的監(jiān)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(duì)該型柴油機(jī)高壓油泵的維護(hù)有一定的幫助。

中海集運(yùn)“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(fā)電柴油機(jī)組4 臺(tái)，6 缸四沖程、缸徑320mm、沖程350mm、單機(jī)功率2430KW、轉(zhuǎn)速720rpm。運(yùn)行中常見(jiàn)的單缸高壓油泵柱塞偶件咬緊或咬死，引發(fā)單缸不發(fā)火不工作。多年以來(lái)，本輪4 臺(tái)副機(jī)高壓油泵柱塞偶件咬緊現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在某個(gè)時(shí)段，4 臺(tái)副機(jī)的咬緊現(xiàn)象會(huì)頻繁發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)1—2 小時(shí)發(fā)生一次，甚至2 個(gè)缸同時(shí)發(fā)生，對(duì)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(zhì)量不太好的燃料油時(shí)，其故障發(fā)生率和嚴(yán)重性就增加。嚴(yán)重時(shí)，二管輪吊檢高壓油泵并裝復(fù)使用后，該缸咬緊故障仍然發(fā)生，只有更換柱塞偶件才能得到暫時(shí)的根除。

1.該故障的過(guò)往處理方法

對(duì)于這樣的故障，都認(rèn)為是高壓油泵柱塞偶件咬緊，而咬緊的原因一般認(rèn)為是燃油質(zhì)量不好，雜質(zhì)太多或燃油容易氣化或副機(jī)進(jìn)油溫度太高或進(jìn)油背壓太低，容易引起燃油氣化，偶件滑動(dòng)面干摩擦，發(fā)熱，最后咬緊。

針對(duì)上述原因，通常的做法是油門(mén)齒條加油活絡(luò)或拆檢高壓油泵，磨損嚴(yán)重的換新偶件；副機(jī)日常使用中，控制燃油進(jìn)機(jī)粘度在說(shuō)明書(shū)規(guī)定的16——24cst的范圍，并盡可能降低燃油進(jìn)機(jī)溫度120℃或更低。然而，采取上述方法來(lái)處理這一故障的，經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐證明，只能緩解現(xiàn)象的發(fā)生，而未能從根本上消除故障。

2.高壓油泵柱塞偶件的結(jié)構(gòu)特征與咬緊機(jī)理分析

如圖1所示：柱塞套筒中部有3個(gè)小通道。

第一個(gè)是用于冷卻與潤(rùn)滑偶件的燃油小通道；第二個(gè)是起冷卻與潤(rùn)滑作用后燃油泄放小通道；第三個(gè)是冷卻與潤(rùn)滑柱塞下部圓柱面的滑油進(jìn)油小通道。柱塞圓柱體上有一個(gè)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(shí)柱塞在套筒內(nèi)孔上下滑動(dòng)而產(chǎn)泵吸作用，其工作面配合精細(xì)。柱塞上部得到燃油冷卻與潤(rùn)滑，中部是通過(guò)小通道流進(jìn)小量燃油冷卻與潤(rùn)滑，下部由小通道流進(jìn)滑油冷卻與潤(rùn)滑。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們，偶件咬緊或“咬死”故障都發(fā)生在柱塞中部與套筒內(nèi)孔兩道燃油環(huán)槽內(nèi)圓面之間。也就是說(shuō)，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(fā)生了，再引起單缸不供油、單缸不發(fā)火不工作。

3.故障特征

（1） 高壓油泵咬緊故障發(fā)生后，拆檢柱塞偶件，發(fā)現(xiàn)如圖2所示的部位是咬緊和產(chǎn)生拉痕多發(fā)部位，但有時(shí)柱塞面狀態(tài)還是正常的。拆檢柱塞套筒，發(fā)現(xiàn)如圖所示的部位，即套筒內(nèi)FO進(jìn)油槽和泄放油槽部位容易積聚較硬的白色垢，用細(xì)沙紙打磨后，顯示白色污垢。

（2）以往，我們對(duì)柱塞偶件的結(jié)構(gòu)特征了解不較深刻，對(duì)咬緊的機(jī)理未做進(jìn)一步的研究和探討。柱塞偶件咬緊故障發(fā)生后，進(jìn)行拆檢、清潔裝復(fù)，繼續(xù)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(gè)誤區(qū)，柱塞偶件拆檢，清潔后，都以為正常了，其實(shí)，經(jīng)驗(yàn)證明，一般的清潔方法是無(wú)法徹底清除柱塞套筒內(nèi)圓面的白色垢。白色垢在套筒內(nèi)看不到，也摸不著，粘得也非常牢固，所以高壓油泵裝復(fù)使用，常出現(xiàn)再次發(fā)生柱塞咬緊現(xiàn)象，再次拆檢時(shí)，發(fā)生柱塞拉毛現(xiàn)象更嚴(yán)重。

（4）高壓油泵咬緊故障發(fā)生后，我們檢查高壓油泵柱塞偶件冷卻與潤(rùn)滑作用的燃油泄放管，發(fā)現(xiàn)這根管常有堵塞現(xiàn)象，偶件中部沒(méi)有冷卻與潤(rùn)滑了，這意味著柱塞偶件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)容易發(fā)熱與干磨。

總之，我們認(rèn)為高壓油泵柱塞偶件“咬緊”的根本原因是柱塞偶件套筒內(nèi)孔中部，即套筒內(nèi)孔工作面FO進(jìn)油環(huán)槽與FO泄放油環(huán)槽之間的內(nèi)圓柱面部位，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，容易積聚較硬的白色垢，且垢牢固地粘貼在工作內(nèi)圓孔面上，F(xiàn)O泄放油小通道也逐漸阻塞，致使偶件間隙變小，相對(duì)滑動(dòng)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(nèi)部積垢的有效方法

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

5.防止高壓油泵發(fā)生咬緊故障，還需要做好以下工作

此種柴油機(jī)燃用的燃料油，其粘度小于13cst并且油溫高于128℃時(shí)也很容易出現(xiàn)部分高壓油泵柱塞偶件卡阻現(xiàn)象，所以燃油進(jìn)機(jī)溫度一般控制在低于120℃、粘度在19-22cst范圍內(nèi)，同時(shí)停電機(jī)時(shí)要注意檢查活絡(luò)高壓油泵的油門(mén)拉桿，防止卡阻，每運(yùn)行250小時(shí)高壓油泵及其各連接桿處應(yīng)給予活絡(luò)?？刂聘睓C(jī)燃油溫度和保持副機(jī)燃油系統(tǒng)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(wàn)一船舶補(bǔ)進(jìn)了油質(zhì)較差的燒料油，高壓油泵容易出現(xiàn)柱塞偶件咬死故障時(shí)，為了及早發(fā)現(xiàn)高壓油泵故障，我們可以在機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)電腦上增加設(shè)置4 臺(tái)副機(jī)6 個(gè)缸排氣溫度的低溫報(bào)警或高溫報(bào)警（400℃）功能，這樣就能及早發(fā)現(xiàn)某缸高壓油泵柱塞偶

件的咬死現(xiàn)象，防止同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)高壓油泵咬死而造成單機(jī)運(yùn)行電機(jī)跳電事故的發(fā)生，完全消除了這一安全隱患。endprint