陳華偉

摘要： 現(xiàn)代航運(yùn)市場(chǎng)主流船舶通常選用高增壓中速筒狀活塞四沖程柴油機(jī)為船舶電站原動(dòng)機(jī)或作為主推進(jìn)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)。隨著電力推進(jìn)系統(tǒng)在新建船舶所占份額的增加，四沖程中速柴油機(jī)船舶動(dòng)力市場(chǎng)的份額逐年增長(zhǎng)。中速柴油機(jī)和低速柴油機(jī)相比較具有更高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，對(duì)其各個(gè)構(gòu)件、系統(tǒng)提出了更高的要求。四沖程中速柴油機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)直接影響到柴油機(jī)自身的各項(xiàng)性能指標(biāo)、工作穩(wěn)定性和安全性。日常維護(hù)中注重滑油管理，對(duì)提高柴油機(jī)使用壽命和降低滑油成本有著顯著的成效。

Abstract： Mainstream ships in the modern shipping market usually choose high-pressurized medium-speed cylindrical piston four-stroke diesel engines as the prime movers of marine power stations or as the prime movers of the main propulsion system. With the increase in the share of electric propulsion systems in newly built ships， the market share of four-stroke medium-speed diesel engine ship power has increased year by year. Compared with low-speed diesel engines， medium-speed diesel engines have higher mechanical and thermal loads， and higher requirements are put forward for their various components and systems. The lubricating oil system of a four-stroke medium-speed diesel engine directly affects various performance indicators， working stability and safety of the diesel engine itself. Pay attention to lubricating oil management in daily maintenance， which has significant effects on improving the service life of diesel engines and reducing lubricating oil costs.

關(guān)鍵詞： 船舶柴油機(jī);滑油;穩(wěn)定性;操作管理

Key words： marine diesel engine;lubricating oil;stability;operation management

中圖分類號(hào)：U664.121.3? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0074-02

0? 引言

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。

1? 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：

1.1 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?；捅玫奈凸苊芊馐Вɑ捅谜婵斩炔荒芫S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?？梢源笾麓_定故障位置。

1.2 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。

1.3 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。可通過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。

1.4 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。

1.5 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?。一旦發(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。

2? 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?，?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(yíng)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。滑油溫度超過設(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。

3? 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。

4? 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)，使濾器元件逐一與反沖洗油道連通進(jìn)行清洗。盡管有連續(xù)的反沖洗，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，雜物仍然有可能堵塞自清濾器的濾芯元件。如果自清濾器壓差高報(bào)警，一定要人工拆檢清潔濾芯，防止累積的異物損壞安全濾芯，造成災(zāi)難性后果。

5? 結(jié)論

當(dāng)代柴油機(jī)的高壓縮比、重機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，對(duì)滑油的要求越來越高。加強(qiáng)對(duì)四沖程柴油機(jī)滑油系統(tǒng)的管理，使滑油發(fā)揮出優(yōu)秀的清潔、密封、防腐、減少噪音和傳遞動(dòng)力的作用，是每位輪機(jī)管理人員都應(yīng)該掌握的基本技能。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐立華.船舶柴油機(jī)[M].哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006

ISBN 7-81073-809-7.

[2]吳增華.船舶柴油機(jī)要點(diǎn)解與船舶輔機(jī)點(diǎn)線面[M].人民交通出版社，2019，ISBN 9787114157752.

[3]楊全才.船舶柴油機(jī)[M].大連海事大學(xué)出版社，2002 ISBN 9787563215355.