蔣建榮　張華

摘 要：隨著海軍新型艦船的不斷入列服役，TBD620系列柴油機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。TBD620系列柴油機(jī)曲軸箱壓力高報(bào)警停車(chē)的故障較為頻繁，給艦員使用、艦船修理帶來(lái)困擾。本文針對(duì)某船TBD620V16型柴油機(jī)曲軸箱壓力高報(bào)警故障問(wèn)題分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防和排除措施。

關(guān)鍵詞：曲軸箱壓力；故障；原因分析；排除措施

中圖分類(lèi)號(hào)：U664.121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A Ship TBD620 Diesel Engine Crankcase High Pressure Alarm Shutdown Cause Analysis And Elimination Measures

JIANG Jianrong， ZHANG Huawei

（ No.4801 factory of PLA， Guangzhou 510715 ）

Abstract： With the continuous fall in naval ship service model， TBD620 series diesel engine is more and more widely used. TBD620 series diesel engine crankcase frequent pressure high alarm shutdown would bring problems to the crew when they use and do the ship repair troubleshooting. In this paper， the reason of the high pressure of the crankcase pressure of TBD620V16 diesel engine is analyzed， and the corresponding preventive measures are put forward.

Key words： Crankcase high pressure； The fault； Cause analysis； Eliminating measures.

1 前言

某船采用兩臺(tái)TBD620V16型主推進(jìn)柴油機(jī)，額定轉(zhuǎn)速1800 r/min、額定功率2032 kW；雙離合減速齒輪箱、雙調(diào)距槳推進(jìn)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)修理，系泊試驗(yàn)完成后進(jìn)行了航行試驗(yàn)，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1300 r/min、螺距為70%時(shí)，左主機(jī)曲軸箱壓力上升至1 kPa（100 mm水柱），壓力波動(dòng)至設(shè)定停車(chē)壓力（1.2 kPa），柴油機(jī)報(bào)警并停車(chē)，此時(shí)柴油機(jī)航行試驗(yàn)運(yùn)行約2小時(shí)。

該船TBD620V16型左主機(jī)本次修理的主要內(nèi)容為：所有缸頭蓋（共16個(gè)）按工藝要求進(jìn)行拆修；抽檢6套活塞連桿組及相應(yīng)的6個(gè)氣缸套，更換了活塞環(huán)、滑油冷卻器、淡水冷卻器、滑油濾器、燃油濾器、增壓器、海淡水泵、高壓泵、噴油器等。

2 故障原因分析

2.1 曲軸箱壓力高報(bào)警功能

TBD620V16型柴油機(jī)的曲軸箱為密閉裝置，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的油汽和活塞缸套漏泄的廢氣經(jīng)過(guò)油氣分離器接至增壓器的吸入口，工作時(shí)曲軸箱的油氣通過(guò)柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)排放使氣壓降低。柴油機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置有曲軸箱壓力傳感器，當(dāng)壓力達(dá)到1.2 kPa（120 mm水柱）時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)停機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警。這種安全保護(hù)裝置，對(duì)于柴油機(jī)活塞、氣缸套輕度的拉傷、活塞環(huán)竄氣過(guò)量而引發(fā)曲軸箱壓力高的預(yù)防是有效的，對(duì)柴油機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)起到保護(hù)作用。

為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)曲軸箱的壓力，更直觀地掌握曲軸箱的壓力，防止曲軸箱壓力高誤報(bào)警，工廠維修人員在柴油機(jī)曲軸箱的油位檢查孔上裝一條U型透明塑料管，通過(guò)測(cè)量水柱的液位差可測(cè)量出曲軸箱壓力。

2.2 曲軸箱壓力高原因分析

TBD620型柴油機(jī)曲軸箱壓力高報(bào)警停機(jī)的主要原因有：（1）柴油機(jī)報(bào)警功能誤動(dòng)作；（2）油氣分離器及附屬連接管路堵塞；（3）曲軸箱滑油液面過(guò)高；（4）燃燒室高溫燃?xì)鉂B漏至曲軸箱。

2.2.1 柴油機(jī)報(bào)警功能誤動(dòng)作

即柴油機(jī)曲軸箱壓力沒(méi)有達(dá)到設(shè)定的動(dòng)作值1.2 kPa而產(chǎn)生誤報(bào)警動(dòng)作。

2.2.2 油氣分離器及附屬連接管路堵塞

TBD620V16型柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的油氣和活塞缸套漏泄的廢氣，經(jīng)過(guò)油氣分離器接至增壓器的吸入口，曲軸箱的油氣通過(guò)柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)排放。如油氣分離器或附屬軟管臟堵會(huì)造成排氣受阻，導(dǎo)致曲軸箱壓力高報(bào)警停車(chē)。

2.2.3 曲軸箱滑油液面過(guò)高

TBD620V16柴油機(jī)起動(dòng)前，需用油尺檢查油底殼的滑油量，滑油油位應(yīng)在MAX與MIN標(biāo)記之間。如加入的滑油過(guò)量，曲軸箱的空間相對(duì)變小，在同樣的油氣壓力下升高了曲軸箱壓力，從而增大了曲軸箱壓力高報(bào)警停車(chē)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.4 燃燒室高溫燃?xì)鉂B漏至曲軸箱

TBD620 V16柴油機(jī)燃燒室高溫燃?xì)鉂B漏至曲軸箱的原因有：活塞環(huán)密封不良；氣缸套磨損較大或有貫穿拉痕。

由于柴油機(jī)維修作業(yè)中安裝活塞環(huán)時(shí)未對(duì)各活塞環(huán)進(jìn)行120°錯(cuò)口或錯(cuò)口角度不夠，或活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生圓周位移、軸向運(yùn)動(dòng)使活塞環(huán)與環(huán)槽磨損超標(biāo)等，導(dǎo)致油、氣環(huán)在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生對(duì)口現(xiàn)象，使活塞環(huán)密封效果變差甚至失效，燃?xì)庋丨h(huán)槽竄入曲軸箱導(dǎo)致壓力高報(bào)警停車(chē)的故障。

當(dāng)氣缸套表面損傷，特別是出現(xiàn)劃痕、拉痕等情況，燃燒室高溫、高壓的燃?xì)鈩t竄入曲軸箱導(dǎo)致壓力高報(bào)警的故障。

3 故障排除措施

（1） 在航行試驗(yàn)過(guò)程中，在曲軸箱油尺口引一根U型水柱，水柱貼著鋼尺，左主機(jī)發(fā)生曲軸箱箱壓力高報(bào)警停車(chē)時(shí)，U型管水柱高度差沒(méi)有超過(guò)120 mm水柱，說(shuō)明排除了柴油機(jī)曲軸箱壓力高報(bào)警誤動(dòng)作故障；

（2） 檢查T(mén)BD620V16型柴油機(jī)兩個(gè)油氣分離器，對(duì)濾芯檢查未發(fā)現(xiàn)有臟堵現(xiàn)象，濾器殼體內(nèi)無(wú)積油水；對(duì)連接曲軸箱至油氣分離器、A1、B1缸缸蓋罩殼與油氣分離器及分離器至增壓器連接的管路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象，排除了油氣分離器及附屬管路堵塞造成的曲軸箱壓力高報(bào)警停車(chē)的故障；

（3） 柴油機(jī)起動(dòng)前已檢查了滑油油位在MAX與MIN標(biāo)記之間，排除了曲軸箱滑油液面過(guò)高引起的曲軸箱壓力高故障報(bào)警停車(chē)的故障；

（4） 本次塢修已對(duì)TBD620柴油機(jī)抽檢的6套活塞連桿組件更換活塞環(huán)，第一次航行試驗(yàn)失敗后，對(duì)柴油機(jī)整機(jī)16個(gè)活塞連桿組拆卸分解修理，檢查活塞環(huán)開(kāi)口錯(cuò)開(kāi)角度普遍在45°～90°之間，部分活塞環(huán)開(kāi)口間隙偏大但未超過(guò)極限值，符合海軍修理標(biāo)準(zhǔn)要求，排除活塞環(huán)開(kāi)口間隙過(guò)大引起高溫燃?xì)鉂B漏；

（5） 檢查活塞環(huán)開(kāi)口錯(cuò)位情況，錯(cuò)開(kāi)角度普遍在45°～90°之間，雖然沒(méi)有按標(biāo)準(zhǔn)要求錯(cuò)開(kāi)120°，增加了活塞環(huán)對(duì)口的風(fēng)險(xiǎn)，但也未發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)對(duì)口現(xiàn)象，排除活塞環(huán)間隙過(guò)大、活塞環(huán)開(kāi)口對(duì)口現(xiàn)象造成的燃?xì)鉂B漏的問(wèn)題；

（6） 活塞環(huán)與環(huán)槽間隙測(cè)量檢查符合TBD620柴油機(jī)海軍修理標(biāo)準(zhǔn)要求，因此排除活塞環(huán)槽間隙過(guò)大引起曲軸箱壓力高報(bào)警停車(chē)故障；

（7） 拆檢發(fā)現(xiàn)左主機(jī)A1、A7、B1、B5缸氣缸套表面有較長(zhǎng)拉痕，有的從缸套上部貫穿至缸套下部。其中A7、B1較為嚴(yán)重，A7缸進(jìn)氣側(cè)有數(shù)條貫穿拉痕，寬度約0.1 mm～0.3 mm之間，最大深度約0.1 mm；B1缸排氣側(cè)有片狀拉痕，最大深度約0.08（見(jiàn)圖1、圖2）。氣缸套是燃燒室組成的重要部分，氣缸套如產(chǎn)生貫穿拉痕，柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成高溫燃?xì)庋刂滋桌鄹Z進(jìn)曲軸箱。

（8）航行試驗(yàn)前，調(diào)距槳設(shè)備廠家技術(shù)人員對(duì)左、右調(diào)距槳零螺距重新標(biāo)定后，改變了其聯(lián)控曲線的斜率，導(dǎo)致左主機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)作功比右主機(jī)多181 kW（軸功率），即左主機(jī)的負(fù)荷比右機(jī)偏高。柴油機(jī)更換活塞環(huán)后還沒(méi)有充分磨合，低速時(shí)超負(fù)荷運(yùn)行，使得A1、A7、B1、B5氣缸局部過(guò)熱，油膜受到局部破壞，缸套與活塞之間的配合面出現(xiàn)密集細(xì)小拉痕，缸套與活塞的燃燒室密封受到破壞，燃?xì)鈴母滋變?nèi)壁的拉痕滲漏到主機(jī)曲軸箱，引起左主機(jī)的曲軸箱壓力增高并報(bào)警停車(chē)。

經(jīng)過(guò)上述檢查分析，排除了柴油機(jī)報(bào)警功能誤報(bào)警、油氣分離器及附屬連接管路堵塞、曲軸箱滑油液面過(guò)高、活塞環(huán)開(kāi)口端面間隙過(guò)大、活塞環(huán)開(kāi)口沒(méi)有錯(cuò)開(kāi)要求的角度等引起曲軸箱壓力高故障報(bào)警停車(chē)。

針對(duì)拆檢修理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)氣缸套有較深從上部貫穿至缸套下部的拉痕或缸套內(nèi)表面網(wǎng)紋不清晰的缸套，經(jīng)過(guò)技術(shù)鑒定，可對(duì)其進(jìn)行珩磨處理，網(wǎng)紋要求如下：（1）網(wǎng)紋粗糙度Ra1.25 μm ～2.5 μm；（2）切邊干凈，邊緣清晰；（3）珩磨夾角45°～60°磨出網(wǎng)紋；（4）珩磨缸套內(nèi)徑尺寸需保證活塞環(huán)開(kāi)口間隙要求；

柴油機(jī)更換新活塞環(huán)、新缸套或缸套重新珩磨后，按照表1磨合表對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行不少于6 h的磨合試驗(yàn)。在柴油機(jī)磨合過(guò)程中密切關(guān)注曲軸箱壓力變化情況，如在磨工況曲軸箱壓力明顯波動(dòng)，即把柴油機(jī)降為上一個(gè)工況磨合，并適當(dāng)延長(zhǎng)磨合時(shí)間。柴油機(jī)充分磨合降低因柴油機(jī)活塞環(huán)與氣缸套未充分磨合引起異常磨損或拉缸的事故，降低曲軸箱壓力高報(bào)警的故障。

4 航行試驗(yàn)結(jié)果

柴油機(jī)系泊試驗(yàn)完成后進(jìn)行航行試驗(yàn)，主推進(jìn)柴油機(jī)按照表1的工況進(jìn)行磨合試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中在曲軸箱油尺口引一根U型水柱，水柱貼著鋼尺（讀數(shù)用），U型管水柱高度差最大值始終沒(méi)有超過(guò)30 mm水柱0.3 kPa （報(bào)警值1.2 kPa），有效的排除了柴油機(jī)曲軸箱壓力高的故障。

5 小結(jié)

柴油機(jī)在修理過(guò)程中，尤其是高速柴油機(jī)如更換了活塞、活塞環(huán)、氣缸套等零部件，柴油機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求充分磨合后方可進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在試航和實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)避免柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下運(yùn)行。在柴油機(jī)和調(diào)距槳聯(lián)控曲線調(diào)整時(shí)，應(yīng)綜合考慮到主機(jī)轉(zhuǎn)速和螺距之間的匹配，兼顧到兩者的特性要求。

工廠后續(xù)修理的TBD620柴油機(jī)，參考表1磨合試驗(yàn)工況表試驗(yàn)，該磨合試驗(yàn)工況表在同類(lèi)型柴油機(jī)試驗(yàn)得到充分的驗(yàn)證，值得推廣。柴油機(jī)充分磨合后，降低TBD620柴油機(jī)曲軸箱壓力高故障停車(chē)的故障率，同時(shí)有效降低柴油機(jī)拉缸的風(fēng)險(xiǎn)，減少經(jīng)濟(jì)損失，間接帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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