船舶柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)的常見故障及分析

游志武

摘要：滑油系統(tǒng)是為主輔機(jī)動力裝置服務(wù)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，滑油，lubricating oil，顧名思義的本質(zhì)作用就是潤滑，實(shí)際上作用遠(yuǎn)不止這么簡單。結(jié)合本人的工作實(shí)踐，?簡單論述了船用柴油機(jī)滑油系統(tǒng)作用及原理，分析滑油系統(tǒng)的常見故障及管理，希望對今后的工作實(shí)踐具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：滑油系統(tǒng);故障;分析

1、滑油系統(tǒng)的作用及原理

1.1滑油系統(tǒng)的作用

潤滑：給船舶柴油機(jī)，增壓器的高速運(yùn)動部件輸送一定數(shù)量的清潔潤滑油，可以減少零件的磨損;

散熱：同時(shí)滑油可以清洗摩擦表面，將摩擦的細(xì)小金屬顆粒帶走，減少摩擦熱量，起到冷卻摩擦面的作用;

密封：滑油還可以在柴油機(jī)活塞和活塞環(huán)之間起到密封作用。小伙伴檢查抽真空試驗(yàn)會發(fā)現(xiàn)，干燥的表面噴點(diǎn)肥皂水，更容易是真空罩貼緊鋼板，一個(gè)道理;

防腐：油類固有的屬性，起到防腐蝕作用，在氣缸壁建立油膜;

降溫：高溫的活塞筒，通過油道內(nèi)的潤滑油起到一定降溫作用;

傳動：齒輪箱的正車，倒車操作，可調(diào)槳控制等。

再比如尾軸管的潤滑和密封裝置（如果選擇油密封）等等，可以說滑油在船上使用的非常廣泛。

1.2滑油系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)

濕式油底殼：沒有專門的潤滑油艙，油底殼起著循環(huán)油艙的作用。柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由滑油泵直接從油底殼中把滑油輸送到各摩擦表面，所有經(jīng)過潤滑后的滑油全部流回油底殼，構(gòu)成獨(dú)立的潤滑系統(tǒng)。這種滑油系統(tǒng)的特點(diǎn)是組成簡單，柴油機(jī)自帶滑油泵，管路依附在機(jī)體上，油底殼存油量少;缺點(diǎn)是油底殼中的滑油將經(jīng)常受到燃燒室漏泄的高溫燃?xì)獾奈廴?，容易變質(zhì)，故滑油使用壽命短。常用于小型柴油機(jī)動力裝置。

干式油底殼：設(shè)有專門的滑油艙儲存滑油，油底殼或機(jī)座收集的滑油泄放至滑油循環(huán)艙，再由主滑油泵把滑油循環(huán)艙中的滑油送到各摩擦表面。這樣可減少滑油與燃?xì)獾慕佑|機(jī)會，防止滑油變質(zhì);曲軸箱的容積和高度可以減小;滑油積集于單獨(dú)的循環(huán)艙中，可保證船舶傾斜時(shí)不會中斷供油，同時(shí)便于滑油的檢查與更換，放出滑油中的氣泡;對于大型柴油機(jī)來說，便于工作人員進(jìn)入曲軸箱內(nèi)拆裝或檢查零部件。在船舶大型柴油機(jī)中廣泛采用干式油底殼潤滑系統(tǒng)。

飛濺潤滑：這種方法是利用曲軸、連桿大端等零件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的飛濺作用，把滑油濺到某些摩擦部位。一般用于油道輸送難以達(dá)到或承受負(fù)荷不大的摩擦部位，如氣缸套、凸輪、齒輪等。除少數(shù)中速筒形活塞式柴油機(jī)采用獨(dú)立的氣缸注油器潤滑氣缸外，中、高速筒形活塞式柴油機(jī)的氣缸套潤滑都采用飛濺式潤滑。

壓力潤滑：滑油在滑油泵的作用下把具有一定壓力的滑油經(jīng)油管和油道送至摩擦表面。這種潤滑適于負(fù)荷較大的摩擦部位，如各個(gè)軸承和軸套等處。其特點(diǎn)是：能保證充分的滑油量，潤滑良好，工作可靠;有良好的清洗和冷卻作用。

2、滑油系統(tǒng)的故障分析

潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障會使部件之間得不到良好的潤滑而使摩擦熱量增多、摩擦磨損加劇，甚至發(fā)生抱瓦、燒瓦等嚴(yán)重機(jī)械事故。以下是潤滑系常見故障及其原因。

2.1機(jī)油壓力不正常

潤滑油壓直接影響潤滑部位的油量供給，也影響油膜的承載能力。柴油機(jī)主油道的機(jī)油壓力一般應(yīng)在0.20～0.40MPa之間，當(dāng)?shù)陀?.05MPa時(shí)將難以保證各零部件的有效潤滑。油壓不正常主要表現(xiàn)為油壓過高和過低。

2.1.1油壓過高的原因

①、油道堵塞，可能造成有些部位無潤滑油供給;

②、機(jī)油粘度過大，流通不暢，流量不足;

③、細(xì)濾器臟，旁通油量過小;

④、調(diào)壓閥的壓力調(diào)整不當(dāng)或堵塞、卡死。

2.1.2油壓過低的原因

①機(jī)油粘度低，潤滑部位的泄漏量大;

②各潤滑件的配合間隙過大，機(jī)油的泄漏量增加，如曲軸主軸承間隙每增加0.01mm機(jī)油壓力大致降低約0.01MPa;

③調(diào)壓閥調(diào)整不適當(dāng);

④細(xì)濾器濾芯的密封圈失效，機(jī)油旁通量增大;

⑤機(jī)油冷卻器發(fā)生故障，機(jī)油滲入水中;

⑥油底殼中油量少，機(jī)油泵吸入空氣;

⑦管路泄漏。

2.2機(jī)油溫度不正常

柴油機(jī)正常的機(jī)油溫度應(yīng)該是90～110℃，油溫過高使機(jī)油粘度降低、油壓下降，無法形成良好油膜;油溫過低則使機(jī)油粘度增大、流動性差、摩擦阻力增加，使發(fā)動機(jī)的功率損失加大。

2.2.1油溫過高的原因

①機(jī)油量不夠;

②冷卻效果不良，冷卻水量或風(fēng)扇風(fēng)量不足或冷卻器中水管內(nèi)壁水垢增多、水流受阻，且因水垢是熱的不良導(dǎo)體，使機(jī)油熱量不易傳給冷卻水;

③溢流閥壓力低，機(jī)油從溢流閥溢出過多，通過冷卻器的機(jī)油量減少;

④各潤滑部位的配合間隙不當(dāng)，不能形成合理的油膜，摩擦產(chǎn)生的熱量增多;

⑤柴油機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)行。

2.2.2油溫過低的原因

①冷卻系統(tǒng)溫度過低;

②溢流閥壓力高，從油泵出來的油全部經(jīng)冷卻器冷卻;

③柴油機(jī)長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行。

2.3機(jī)油消耗量大

發(fā)動機(jī)功率下降，油底殼機(jī)油平面下降較快，排氣冒藍(lán)煙，一般是由于油封或襯墊的滲漏或汽缸壁磨損過度燒機(jī)油而引起的。具體原因：

①活塞與缸壁間隙過大;

②活塞環(huán)特別是油環(huán)彈性差;

③缸套、活塞環(huán)過度磨損，活塞環(huán)被粘住、對口，或扭曲環(huán)裝反;

④活塞環(huán)與環(huán)槽邊隙和側(cè)隙過大，或活塞上油環(huán)回油孔被積炭阻塞;

⑤增壓柴油機(jī)渦輪增壓器彈力密封裝置失效;

⑥氣門桿與導(dǎo)管配合間隙過大或油封失效。

2.4油水混合

冷卻水進(jìn)入機(jī)油內(nèi)，則機(jī)油變質(zhì)、呈乳白色、粘度降低甚至失效，造成潤滑效果不良;同時(shí)機(jī)油也會進(jìn)入冷卻水中與水垢及其它雜質(zhì)混合，在水箱上部形成粘稠狀混合物。

油水混合的原因：①機(jī)油冷卻器內(nèi)部管子破裂或冷卻器芯子兩端的密封圈失效，使機(jī)油、水在冷卻器內(nèi)混合;②缸套外壁水道膠圈老化變質(zhì)失去密封作用，缸套周圍的冷卻水進(jìn)入油底殼;③缸床墊上的水封圈或油封圈失效;④缸體或缸蓋有裂紋，水漏入油底殼。

2.5油變質(zhì)過快

一般柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)500h應(yīng)更換機(jī)油一次，但有時(shí)沒用多長時(shí)間就出現(xiàn)機(jī)油變稀、雜質(zhì)增多現(xiàn)象，無法繼續(xù)使用。

機(jī)油變質(zhì)主要原因：

①機(jī)油牌號不對、質(zhì)量達(dá)不到要求，一般增壓和標(biāo)定轉(zhuǎn)速大于2000r/min的柴油機(jī)應(yīng)選用CC級以上的機(jī)油;

②柴油機(jī)技術(shù)狀況不好，竄氣、竄油、配合間隙過大或油溫過高;

③柴油機(jī)經(jīng)常在低溫、低負(fù)荷、低速下運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞變形量不夠，燃燒不完全，有柴油沿缸壁進(jìn)入油底殼使機(jī)油稀釋變質(zhì);

④廢氣進(jìn)入油底殼凝結(jié)成水分和酸性物質(zhì)，使機(jī)油變質(zhì);

⑤機(jī)油濾芯臟，未經(jīng)濾清的臟機(jī)油進(jìn)入潤滑部位，加速零件的磨損;

⑥濾芯密封圈破裂而發(fā)生內(nèi)漏，一部分機(jī)油未經(jīng)濾芯而直接通過濾清器而造成機(jī)油變質(zhì)。

3、船用滑油系統(tǒng)的管理

3.1曲軸箱油的選擇

3.1.1基本要求

（1）適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦?。起動和低速運(yùn)行時(shí)，十字頭銷軸承的擺動運(yùn)動。但粘度太高，會使起動困難，機(jī)械效率下降。

（2）良好的抗乳化性能。淡水或海水漏入，乳化液。氧化作用，加劇乳化。

（3）高的閃點(diǎn)、抗氧化安定性、抗腐蝕性。與空氣接觸多，接觸面大，易氧化變質(zhì)。

溫度和油氣濃度較高，要求閃點(diǎn)大于210℃。

（4）箱式柴油機(jī)須采用比十字頭式機(jī)更好的滑油

（5）很好的清凈性和中等分散能力。大功率中速機(jī)沒有隔離裝置，氣缸內(nèi)的碳渣、污垢、殘余物會漏入曲柄箱。

3..1.2十字頭式柴油機(jī)曲軸箱油

（1）粘度和粘溫性能

（2）抗腐蝕性能

（3）清凈分散性

（4）抗氧化安定性

（5）其他如抗乳化性能、抗泡沫性能、閃點(diǎn)，等等。

3.1.3筒形活塞式柴油機(jī)曲軸箱油

（1）高溫工作時(shí)的清凈性。

（2）熱氧化安定性

（3）足夠的堿性。

（4）粘度要求高。十字頭式柴油機(jī)曲軸箱油正常消耗率小于筒形活塞式柴油機(jī)曲軸箱油正常消耗率。

3.2曲軸箱油的變質(zhì)與檢驗(yàn)

3.2.1曲軸箱油變質(zhì)的原因

1）外來物混入

海、淡水混入會使滑油乳化，破壞其潤滑性能，腐蝕金屬表面，加速部件磨損，同時(shí)還能加速滑油的氧化，使滑油過早變質(zhì)。

燃油漏入會降低滑油的粘度和閃點(diǎn)。一方面使得油難以形成油膜，另一方面使曲軸箱內(nèi)存積大量油氣，易引起曲軸箱爆炸。

燃燒產(chǎn)物漏入滑油將使滑油的酸值和炭渣增加，燃燒產(chǎn)物中的硫酸與滑油反應(yīng)生成含硫和氧的固體沉淀物，加速滑油的變質(zhì)。這一現(xiàn)象在筒形活塞式柴油機(jī)中尤為明顯。

2）本身氧化

滑油的氧化速度隨溫度的提高而增大。鐵銹和涂漆滲入滑油會起到催化作用而加速滑油氧化。

滑油在使用條件下與空氣接觸將逐漸氧化而生成漆膜、樹脂和有機(jī)酸等不溶于油的沉淀物。此時(shí)滑油的顏色變深暗，總酸值增加，粘度和密度增加。

3.2.2使用中滑油的檢驗(yàn)

曲軸箱油應(yīng)在使用中每隔3～4個(gè)月取油樣化驗(yàn)一次。所取油樣應(yīng)有代表性，一般應(yīng)在滑油分油機(jī)前取樣，而且最好在進(jìn)港前運(yùn)轉(zhuǎn)中取樣。

取樣時(shí)應(yīng)使用專用取樣瓶并放掉二倍于取樣旋塞管路中的存油，以消除旋塞管路中的雜質(zhì)。取樣瓶應(yīng)加以密封并注明使用累計(jì)小時(shí)等項(xiàng)參數(shù)。

（1）經(jīng)驗(yàn)法：摸、嗅、看、檢查。

（2）油漬試驗(yàn)法：油漬中心黑點(diǎn)較小，顏色較淺，四周黃色油漬較大。

（3）化驗(yàn)法

粘度，變化<25～20%初始值

總堿值（TAN）<2.5mg KOH/g

強(qiáng)酸值（SAN）不允許出現(xiàn)

水分<0.5%

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭國杰 蔡振雄，劉建華，船舶柴油機(jī)汽缸潤滑技術(shù)探析[J] ，輪機(jī)管理與故障排除，2008，12（31）

[2]陳大榮，船舶柴油機(jī)設(shè)計(jì)[M]，國防工業(yè)出版社，1980，19-22

[3]姚壽廣，肖民，陳寧，馬哲樹，船舶大功率柴油機(jī)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]，華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).

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