船用中速柴油機(jī)滑油管理淺析

船用中速四沖程柴油機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的功能和所有的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)相同，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)連續(xù)地把足量的潔凈潤(rùn)滑油輸送到所有傳動(dòng)副的摩擦表面之間，在活塞環(huán)槽、活塞環(huán)與氣缸套等部位形成邊界潤(rùn)滑和密封燃燒室；在活塞銷與活塞銷襯套，曲軸與連桿瓦、主軸瓦、凸輪軸及軸襯套等部位形成連續(xù)油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小運(yùn)動(dòng)阻力；通過連桿油道進(jìn)入活塞，形成振蕩冷卻，帶走活塞頂部的熱量；將各機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的磨損碎屑以及積碳顆粒帶回滑油油底殼，以保證柴油機(jī)工作的可靠性和持久性。潤(rùn)滑油系統(tǒng)常發(fā)生的故障有壓力偏高或偏低、溫度過高、潤(rùn)滑油耗量異常增加等。中速柴油機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)發(fā)生故障會(huì)引起摩擦副之間得不到充分的潤(rùn)滑而過熱，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生抱軸、滑瓦等機(jī)損事故，由燒瓦導(dǎo)致的曲柄箱爆炸引發(fā)的船舶火災(zāi)和人員傷亡事故也屢見不鮮。因此，加強(qiáng)柴油機(jī)滑油系統(tǒng)管理，對(duì)船舶安全有效運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。作者經(jīng)過多年的輪機(jī)管理，對(duì)當(dāng)前船用中速柴油機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行總結(jié)歸納，以供海運(yùn)同行參考。一、潤(rùn)滑油壓力低潤(rùn)滑油壓力最能直觀顯示滑油系統(tǒng)的工作狀況?；蛪毫χ苯佑绊懶枰獫?rùn)滑的部位能否有充足的油量到達(dá)，是形成連續(xù)油膜和保持油膜承載機(jī)械壓力的保證。潤(rùn)滑油壓力低是輪機(jī)管理工作中的常見故障，危害很大。滑油壓力低于設(shè)備正常運(yùn)行范圍，運(yùn)動(dòng)部位的零件由于不能得到充分潤(rùn)滑和冷卻會(huì)異常磨損，甚至發(fā)生軸瓦融化、曲軸磨損等嚴(yán)重事故。潤(rùn)滑油進(jìn)機(jī)壓力低于正常值的常見原因是油泵供給主油道的油量減少，或是主油道的油路泄露嚴(yán)重致使滑油壓力不能保持。具體原因如下：1、滑油泵的供油量不足

①滑油泵磨損。潤(rùn)滑油泵通常為螺桿泵或齒輪泵之類的容積式泵，容積式泵轉(zhuǎn)子經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后會(huì)產(chǎn)生磨損，轉(zhuǎn)子的徑向及端面間隙增大，油泵內(nèi)漏泄量增大，從而造成潤(rùn)滑油壓力不能維持。②滑油泵出口調(diào)壓閥故障導(dǎo)致滑油壓力低。通過調(diào)壓閥的預(yù)緊彈簧的設(shè)定來使得滑油泵的出口和進(jìn)口直接旁通，因而滑油進(jìn)機(jī)壓力可以保持恒定。此類故障的原因有調(diào)壓閥調(diào)節(jié)彈簧失效、閥門閥座或者閥口被油壓沖刷失去密封功能。若調(diào)解調(diào)壓閥無效時(shí)，可通過拆家調(diào)壓閥，更換相應(yīng)備件來排除故障。③油路故障。滑油泵的吸油管密封失效（滑油泵真空度不能維持），從而油泵的供油量降低，導(dǎo)致油壓偏低。其次，吸油管路有異物堵塞也會(huì)造成進(jìn)油不暢（滑油泵真空度過高），如“油泵進(jìn)口滑油濾器臟堵”“進(jìn)油管路被棉紗等異物堵住”造成吸油管堵塞，造成滑油泵供油不足，建立不起來足夠的壓力。日常工作中應(yīng)密切關(guān)注滑油泵進(jìn)出口真空表和壓力表的指示，通過表針壓力波動(dòng)或指示異常可以大致確定故障位置。2、柴油機(jī)的主軸瓦及連桿軸瓦的軸承配合間隙過大潤(rùn)滑油在軸瓦和軸頸出泄露量增加，引起滑油系統(tǒng)壓力偏低。柴油機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，曲軸與連桿瓦以及曲軸與主軸瓦的配合間隙會(huì)逐漸增大，形不成油膜，過大的潤(rùn)滑油漏泄會(huì)增加潤(rùn)滑油耗，也會(huì)引起潤(rùn)滑油壓力的降低。在輪機(jī)管理中常常通過觀察潤(rùn)滑油壓力變化（下降）的情況，來分析曲軸與軸瓦磨損程度以及判定該柴油機(jī)是否應(yīng)進(jìn)行及時(shí)大修。加強(qiáng)柴油機(jī)修理參數(shù)資料的管理，通過測(cè)量參數(shù)的變化趨勢(shì)做出修理決策，避免機(jī)損事故的發(fā)生。3、滑油自清濾清器堵塞導(dǎo)致進(jìn)機(jī)滑油壓力異常降低

當(dāng)柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑油自清濾清器堵塞時(shí)，潤(rùn)滑油不能順利通過，主油道的供油量減少，系統(tǒng)的潤(rùn)滑油壓力也就相應(yīng)降低?？赏ㄟ^滑油自清濾器的旋轉(zhuǎn)速度、反沖洗頻率、沖洗次數(shù)的異常改變、濾器進(jìn)出口壓力差等現(xiàn)象來掌握自清濾器的臟堵情況。4、管路問題滑油出口管路嚴(yán)重泄漏或者潤(rùn)滑油系統(tǒng)油道的堵塞會(huì)使系統(tǒng)中潤(rùn)滑油的真實(shí)流量不夠，致使?jié)櫥拖到y(tǒng)壓力下降。常見的有管路密封墊片失效，滑油外泄，建立不了壓力。修理中因?yàn)槭韬?，異物進(jìn)入油道，雖然滑油進(jìn)機(jī)壓力不變或者升高，但是被堵油路后部真實(shí)油量減少、油壓降低。修理工程完工驗(yàn)收時(shí)必須逐一檢查遠(yuǎn)端各潤(rùn)滑點(diǎn)（搖臂、閥橋、凸輪軸軸承等）的滑油油量情況。日常巡回檢查時(shí)要仔細(xì)檢查滑油管路有無異常，并定期緊固相應(yīng)管路連接件，避免滑油外漏。5、滑油問題潤(rùn)滑油粘度不夠，潤(rùn)滑油從各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間泄露從而不能維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。如柴油機(jī)潤(rùn)滑油超期限服役、使用了不合格潤(rùn)滑油及滑油牌號(hào)選擇不當(dāng)、滑油被燃油污染變質(zhì)等原因造成。應(yīng)重視滑油的定期化驗(yàn)報(bào)告，通過分析粘度、閃點(diǎn)、酸度等參數(shù)的變化趨勢(shì)及時(shí)采取措施，確?；偷恼Ｄ苄АＲ坏┌l(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力降低，應(yīng)遵循先易后難的原則著手查找故障，果斷采取措施避免事故發(fā)展。應(yīng)先檢查相應(yīng)的管路是否存在泄漏或者臟堵、滑油濾器是否堵塞，從而造成通過油道的滑油流量減少，引起滑油壓力降低的現(xiàn)象。最后檢查滑油泵、調(diào)壓閥、溫控閥等的性能，逐一排查，鎖定故障部位，解決問題。二、滑油溫度高潤(rùn)滑油的主要功能之一就是帶走柴油機(jī)工作過程中燃油燃燒產(chǎn)生的熱量和各摩擦副運(yùn)轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的摩擦熱量，這些帶走的熱量必然會(huì)使柴油機(jī)滑油的溫度升高?；蜏囟冗^高會(huì)使滑油粘度迅速降低，進(jìn)而不能維持連續(xù)油膜、壓力降低，產(chǎn)生潤(rùn)滑不良、機(jī)件磨損加速，從而失去潤(rùn)滑和冷卻作用。導(dǎo)致滑油溫度過高的主要原因如下：①柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障。如機(jī)架、氣缸蓋水套冷卻水腔的水垢太多、部件散熱不良，柴油機(jī)熱量不能被冷卻水帶走，機(jī)體熱負(fù)荷加重，使滑油溫度過高。大修時(shí)通過冷卻水腔水垢的狀況徹底清除水垢，日常管理中重視冷卻水的化驗(yàn)處理，保持柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)高效工作。此外，滑油冷卻器若臟污不能正常工作，也會(huì)使油溫升高。冷卻水系統(tǒng)正常時(shí)，滑油冷卻器的進(jìn)出口溫差通常保持在5至10攝氏度。在滑油溫控閥全開的情況下若進(jìn)出口溫差過大，即可判定為滑油冷卻器臟堵導(dǎo)致滑油高溫。清潔滑油冷卻器時(shí)，應(yīng)注意冷卻器的滑油側(cè)和冷卻水側(cè)因?yàn)槲酃傅某煞植煌瑧?yīng)采用不同性質(zhì)的清潔劑。②滑油系統(tǒng)油道不通暢、潤(rùn)滑油被污染、油路有堵塞等。常見故障現(xiàn)象有滑油泵進(jìn)口濾器堵塞、滑油自清濾器臟堵導(dǎo)致主油道阻力增加，使部分潤(rùn)滑油不能通過各級(jí)濾器或滑油冷卻器。進(jìn)入柴油機(jī)主油道循環(huán)潤(rùn)滑油量減少，造成潤(rùn)滑油溫度過高。維護(hù)保養(yǎng)工作不當(dāng)、使用質(zhì)量差的潤(rùn)滑油等原因而會(huì)造成上述故障現(xiàn)象。日常管理中，柴油機(jī)要嚴(yán)格按照說明書給定的維修保養(yǎng)周期定期清洗各級(jí)滑油濾器，滑油分油機(jī)應(yīng)當(dāng)在船舶營運(yùn)期間不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，將滑油中的水分、積碳和金屬雜質(zhì)有效分離出去。③柴油機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)燃燒不充分產(chǎn)生的高溫、爆燃等高強(qiáng)度機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷導(dǎo)致滑油運(yùn)行條件惡化，滑油溫度升高，滑油氧化、變質(zhì)加速。因此，應(yīng)避免柴油機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而致使滑油迅速失效而發(fā)生故障。④氣缸套和活塞磨損間隙變大。高溫燃?xì)鈴母滋着c活塞環(huán)間隙竄入油底殼，使柴油機(jī)油底殼的潤(rùn)滑油溫度升高。一旦發(fā)生滑油溫度異常升高，伴隨曲柄箱滑油壓力升高時(shí)，應(yīng)首先降低柴油機(jī)負(fù)荷，視情檢查缸套狀況。若發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)缸套有縱向拉痕，或者活塞環(huán)有卡死或斷裂時(shí)應(yīng)果斷停止使用，修復(fù)或者更換磨損超限的部件。⑤滑油溫控閥故障，潤(rùn)滑系統(tǒng)的冷卻量減少，導(dǎo)致系統(tǒng)滑油溫度偏高?；蜏囟瘸^設(shè)定值時(shí)，恒溫閥內(nèi)的感溫元件開始動(dòng)作（電動(dòng)執(zhí)行器由控制器閉環(huán)控制）使滑油通過冷卻器冷卻，冷卻后的滑油與未冷卻的滑油混合后的溫度達(dá)到設(shè)定溫度（滑油進(jìn)機(jī)溫度）時(shí)，滑油溫控閥達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。通常的滑油溫控閥有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作模式，通過工作模式的轉(zhuǎn)換可以迅速判斷故障是否由溫控閥故障引起。在發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)滑油溫度偏高時(shí)，除了按照上述原因進(jìn)行檢查以外，還要檢查柴油機(jī)滑油油量、滑油壓力、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)綜合分析，排除故障。三、滑油消耗量大柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滑油消耗量通常保持在一定的范圍內(nèi)，若滑油消耗量超出額定范圍，則表明滑油消耗量過量過大?；偷南牧侩S著柴油機(jī)運(yùn)行的工況、機(jī)帶附件的狀況、總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)部件換新與否的不同而異?；拖牧窟^大通常表現(xiàn)為：柴油機(jī)輸出的功率下降、排煙顯藍(lán)色煙、油底殼潤(rùn)滑油液位下降較快等?；拖牧慨惓５脑蛑饕幸韵聨c(diǎn)：①曲柄箱滑油油氣壓力增大。四沖程中速柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)，燃燒室內(nèi)一部分氣體總會(huì)通過氣缸和活塞的間隙竄入曲柄箱，使曲柄箱油霧壓力上升。當(dāng)代中速柴油機(jī)（沒有單獨(dú)的氣缸套注油系統(tǒng)）相對(duì)較高的滑油壓力也使得更多的潤(rùn)滑油被活塞環(huán)泵到燃燒室。此外，連桿大段軸承產(chǎn)生的滑油飛濺也導(dǎo)致滑油消耗量增加。使用中應(yīng)關(guān)注曲柄箱通風(fēng)管的油氣狀況，定期清潔通風(fēng)管透氣帽，降低曲柄箱油霧背壓，以保持曲柄箱透氣暢通，使曲柄箱油霧壓力保持穩(wěn)定。②活塞環(huán)磨損超限，活塞與氣缸間隙過大。桶狀活塞的活塞環(huán)圓周間隙或天地間隙過大、活塞環(huán)彈力喪失或卡阻在活塞環(huán)槽內(nèi)、缸套和活塞的圓柱度與圓度的誤差過大而造成密封不好、氣閥桿與氣閥導(dǎo)管間隙過大、滑油溫度或壓力過高、主軸承和連桿軸承間隙過大等都會(huì)導(dǎo)致滑油消耗量過大。過多滑油進(jìn)入燃燒室燃燒造成燃燒室積碳嚴(yán)重，積碳使活塞環(huán)過度磨損，從而進(jìn)一步引起滑油耗量增大的惡性循環(huán)。③滑油在機(jī)體外部泄漏。曲軸首尾段油封失效、曲柄箱至油底殼滑油通道波紋管裂紋、柴油機(jī)油底殼與機(jī)體結(jié)合面密封墊片損壞、外部管路泄露、冷卻器油、水腔泄露等，都會(huì)使滑油泄漏，消耗量增加。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)定時(shí)對(duì)機(jī)器外圍進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)泄露及時(shí)查找原因，排除故障。四、滑油濾器壓差過高造成滑油濾器壓差過高的本質(zhì)原因是潤(rùn)滑油濾清器堵塞引起濾器前后壓力差過大。當(dāng)滑油濾清器堵塞時(shí)，滑油不能順利通過，減少了對(duì)主油道的供油量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使相關(guān)零件的摩擦表面缺油或斷油，造成嚴(yán)重事故。在實(shí)際應(yīng)用中，潤(rùn)滑油濾器壓差過高是常見故障，因此需要定時(shí)更換或者清洗滑油濾器，按照說明書的要求進(jìn)行定期保養(yǎng)。當(dāng)前的柴油機(jī)通常都安裝有全流量自清滑油濾器，通過滑油泵提供的滑油壓力驅(qū)動(dòng)自清濾器旋轉(zhuǎn)，使濾器