某副機(jī)高壓油泵卡阻故障原因分析及防范措施

發(fā)電柴油機(jī)高壓油泵柱塞卡阻故障頻頻引發(fā)嚴(yán)重機(jī)損事故。為了防范高壓油泵柱塞卡阻故障發(fā)生，本文分析了造成高壓油泵柱塞卡阻的可能原因，并在此基礎(chǔ)上，從高壓油泵裝配以及輪機(jī)艙管理等多個(gè)角度給出防范措施，以供輪機(jī)人員參考。一、某副機(jī)高壓油泵卡阻引發(fā)飛車案例1、事故經(jīng)過(guò)某輪上裝配有三臺(tái)6L20/27型副機(jī)，額定功率550kw，額定轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分。某年8月5日，該輪準(zhǔn)備離開愛沙尼亞回中國(guó)。當(dāng)班機(jī)工準(zhǔn)備啟動(dòng)No.2發(fā)電柴油機(jī)，在確認(rèn)了滑油油位、滑油壓力、淡水壓力、燃油進(jìn)機(jī)壓力等正常以及盤車后，將油門手柄推向規(guī)定的位置，開始旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)鑰匙，啟動(dòng)該柴油機(jī)。啟動(dòng)后，該機(jī)轉(zhuǎn)速不斷上升，達(dá)750轉(zhuǎn)/分（額定轉(zhuǎn)速）后轉(zhuǎn)速還繼續(xù)往上升，一直到800轉(zhuǎn)/分。當(dāng)班機(jī)工意識(shí)到該副機(jī)發(fā)生超速事故，立即將油門手柄推向停車位置，但柴油機(jī)已經(jīng)停不下來(lái)了，而且聲音很大，比平時(shí)大很多。該機(jī)工馬上去關(guān)閉燃油進(jìn)機(jī)閥，柴油機(jī)才停了下來(lái)。經(jīng)輪機(jī)長(zhǎng)和二管輪檢查發(fā)現(xiàn)此次事故造成No.2發(fā)電柴油機(jī)第3、4、6號(hào)缸連桿大端軸承軸瓦咬死在曲柄銷上的嚴(yán)重后果。2、事故分析為什么油門手柄推向停車位置而柴油機(jī)停不了車呢？首先肯定的是，發(fā)生這種現(xiàn)象一定是油門手柄在停車位置時(shí)，有油繼續(xù)噴向柴油機(jī)氣缸燃燒室內(nèi)。根據(jù)柴油機(jī)的發(fā)火原理，在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候有一定的油流進(jìn)燃燒室內(nèi)，柴油機(jī)肯定是不會(huì)停下來(lái)。在停車位置時(shí)，有油繼續(xù)流向（或噴向）燃燒室內(nèi)有兩個(gè)方面原因：一是噴油器的針閥卡在開啟的位置，或者高壓油泵的出油閥卡死在開啟的位置，不能及時(shí)的停油；一是高壓油泵柱塞卡阻在較大或最大供油量位置上。如果只是噴油器針閥卡死在開啟的位置，或者高壓油泵的出油閥卡死在開啟的位置，而高壓油泵柱塞沒(méi)有卡阻在較大或最大供油量位置上，那么，當(dāng)油門手柄在停車位置時(shí)，就不會(huì)有燃油不停的到高壓油管內(nèi)，也就沒(méi)有燃油不停的流向燃燒室內(nèi)，柴油機(jī)最終還是會(huì)停下來(lái)。只不過(guò)是不會(huì)立即停車，會(huì)比平時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間才停。因此噴油器的針閥卡死在開啟位置或高壓油泵的出油閥卡死在開啟的位置不是此次事故的主要原因。引起這次事故最可能的原因是高壓油泵柱塞卡阻在較大或最大供油量位置上?，F(xiàn)場(chǎng)拆檢結(jié)果證明了上面的判斷，造成No.2發(fā)電柴油機(jī)超速及停不了機(jī)的主要原因是2、4號(hào)缸高壓油泵柱塞卡阻在較大或最大供油量位置上。高壓油泵柱塞卡阻是柴油機(jī)常見故障之一，尤其是使用高黏度的重質(zhì)燃油的船舶柴油副機(jī)，普遍遇到高壓油泵卡阻故障，輕者該缸不發(fā)火，副機(jī)跳電，高壓油泵柱塞偶件報(bào)廢，成為船舶安全隱患，重者副機(jī)超速及停不了機(jī)，軸瓦與曲柄銷咬死，引起嚴(yán)重的機(jī)損事故。為了防范高壓油泵柱塞卡阻故障發(fā)生，本文分析了造成高壓油泵柱塞卡阻的可能原因，并在基礎(chǔ)上，從高壓油泵裝配以及輪機(jī)艙管理等多個(gè)方面給出防范措施，以供輪機(jī)人員參考。二、高壓油泵卡阻故障原因分析6L20/27型副機(jī)的高壓油泵屬于單體回油孔式高壓油泵（如圖1所示），下面重點(diǎn)針對(duì)于此類高壓油泵卡阻故障給出原因分析。圖1噴油泵結(jié)構(gòu)組成圖1、不正確的使用高壓油泵柱塞和套筒這對(duì)精密偶件是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的加工而成的，其配合間隙為0.001~0.003mm，如果使用中不注意對(duì)分油機(jī)和燃油濾器的清潔保養(yǎng)或者使用劣質(zhì)燃油，使細(xì)小雜質(zhì)進(jìn)入柱塞和套筒之間，極易造成柱塞卡阻咬死，使噴油泵不能滿足柴油機(jī)在各工況下對(duì)循壞供油量的需求。這是最常見的原因。2、不正確的裝配良好的裝配質(zhì)量是確保噴油泵正常工作的基礎(chǔ)，在噴油泵的修理裝配工作中要確保柱塞偶件的清潔，不要損傷和磕碰柱塞表面，以免柱塞變形引起卡阻。另外，在緊固出油閥螺帽時(shí)要注意，如果出油閥緊固螺帽的擰緊力矩過(guò)大，將會(huì)使柱塞套上部承受壓力過(guò)大而變形，極易引起高速上下運(yùn)行的柱塞卡死在套筒內(nèi)。3、柱塞副產(chǎn)品質(zhì)量造成柱塞偶件是精密件，包裝出廠時(shí)其表面涂有一層防銹油，裝配時(shí)應(yīng)清洗干凈，仔細(xì)檢查其上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)由于新偶件的加工誤差造成柱塞和套筒之間有發(fā)澀現(xiàn)象，在噴油泵調(diào)試時(shí)就發(fā)生卡阻。4、燃油系統(tǒng)其他故障造成柴油機(jī)在工作中，由于供油提前角的調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛟斐舍橀y偶件溫度過(guò)高，燒死在停止噴射的位置上，燃油不能噴向氣缸，高壓油管內(nèi)的溫度過(guò)高，高壓油管內(nèi)的油壓陡然升高，高速運(yùn)動(dòng)的柱塞頭部承受的壓力增大，溫度升高，柱塞發(fā)生變形，易造成卡阻現(xiàn)象。5、潤(rùn)滑不好造成柱塞偶件在工作過(guò)程中，依靠柱塞和套筒之間的間隙所泄漏的柴油進(jìn)行潤(rùn)滑，它是靠摩擦表面的幾何形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并借助粘性流體動(dòng)力特性產(chǎn)生油壓來(lái)平衡外負(fù)荷，建立潤(rùn)滑油膜，使柱塞偶件不會(huì)因干摩擦而卡死。但在柱塞偶件長(zhǎng)期工作的過(guò)程中，就有可能使柱塞和套筒之間的潤(rùn)滑油膜被破壞，使得柱塞和套筒之間干摩擦，從而導(dǎo)致柱塞卡阻。6、工作溫度過(guò)高，溫度變化過(guò)快柱塞偶件工作溫度過(guò)高，溫度變化過(guò)快，同樣也會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，使柱塞和套筒之間產(chǎn)生干摩擦，導(dǎo)致柱塞卡阻。三、防范措施高壓油泵咬死故障多數(shù)是由于日常管理忽視或操作不當(dāng)引起的，只要我們從思想上重視，并在實(shí)際中加以實(shí)施，就一定能夠避免和減少高壓油泵咬死故障的發(fā)生。在上面對(duì)高壓油泵卡阻原因分析基礎(chǔ)上，結(jié)合本人的船舶實(shí)踐管理經(jīng)驗(yàn)，下面給出幾個(gè)防范措施，以供同行參考。（1）拆裝保養(yǎng)高壓油泵時(shí)，注意不要擦傷柱塞表面。擰緊出油閥緊固螺帽的扭矩不能過(guò)大，應(yīng)控制在490N·m以下，減少套筒下進(jìn)油孔的內(nèi)縮變形，這是防止柱塞在套筒內(nèi)卡死的有效措施之一。（2）對(duì)超過(guò)保質(zhì)期的柱塞偶件在使用裝配時(shí)，應(yīng)清洗干凈和檢查其移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，防止因存放時(shí)間太長(zhǎng)和不正確的放置使偶件變形，裝配在噴油泵上使用造成柱塞卡阻。對(duì)不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁裝配使用，對(duì)輕微發(fā)澀的柱塞偶件經(jīng)相互研磨處理合格后方可使用。（3）動(dòng)車前必須先檢查試驗(yàn)，確保高壓油泵調(diào)節(jié)齒條正常，活絡(luò)，各連接部件的狀況良好（包括總油門桿的導(dǎo)向滾輪），否則嚴(yán)禁動(dòng)車。（4）如發(fā)現(xiàn)有高壓油泵存在卡阻現(xiàn)象，可打開進(jìn)油閥，用一根長(zhǎng)約0.5m，直徑約20mm的鐵棒（頭部最好制成方扁形）左右撬動(dòng)調(diào)節(jié)齒條兩端，同時(shí)慢慢盤車，以增加柱塞活動(dòng)能力（還可沖走雜質(zhì)），使其逐步活絡(luò)至用手能左右推動(dòng)即可，一般情況下的卡阻現(xiàn)象均能這樣消除。要特別注意的是在撬調(diào)節(jié)齒條（絕對(duì)不能敲擊）和盤車時(shí)切忌用力過(guò)猛，以免損傷調(diào)節(jié)齒條（包括調(diào)節(jié)齒圈）上的牙齒和其他部件（此方法只適合于No.1-No.5缸油泵，No6缸油泵由于外部有調(diào)速器阻礙，無(wú)位置可撬只能拆檢）。（5）副機(jī)在吃負(fù)荷前，需空載運(yùn)行一段時(shí)間后再投入使用。（6）副機(jī)停車前，使用#0輕柴油5-10min，對(duì)其燃油系統(tǒng)進(jìn)行沖洗（有的船回油至進(jìn)機(jī)燃油進(jìn)口，否則回油柜浪費(fèi)較大）。然后手動(dòng)卸載，并讓其空載運(yùn)行一段時(shí)間（20分鐘以上），使柱塞偶件溫度分布均勻，這就可以大大降低高壓油泵咬死的可能性。（7）該副機(jī)因使用重質(zhì)燃油，滑油系統(tǒng)極易受污染，需嚴(yán)格定期更換曲拐箱滑油（2000小時(shí)），加強(qiáng)對(duì)滑油進(jìn)行分離，以免因滑油油質(zhì)變差而使柱塞偶件潤(rùn)滑條件惡化造成故障。（8）加強(qiáng)對(duì)燃油系統(tǒng)的管理力度。這包括：①視情縮短檢查和清洗濾器周期，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)