摘要：對比雅馬（YANMAR）、大發(fā)（DAIHATSU）和瓦錫蘭（WARTSILA）3種典型型號船舶發(fā)電柴油機的技術(shù)特點(diǎn)；分析典型故障；提出管理建議，減少機械事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：輔機 比較 故障 分析

0 引言

目前，我國遠洋船舶使用的發(fā)電柴油機主要是YANMAR、DAIHATSU和WARTSILA這3類(lèi)型號。中遠散貨運輸公司“晶瑩?！?、“安琪?！钡容喌陌l(fā)電柴油機為YANMAR M200L，“泰谷?！?、“泰山?！?、“泰安?！钡容喌陌l(fā)電柴油機為DAIHATSU 6DSD-22。WARTSILA 4L20型發(fā)電柴油機在90年代后期配船較多，如“許昌?！陛?。三種發(fā)電柴油機的結構、功能、技術(shù)特點(diǎn)不盡相同，相應的使用和管理也有不同的特點(diǎn)和要求。筆者先后在“泰谷?！?、“晶瑩?！?、“許昌?！钡容喨温?，經(jīng)歷多次典型故障的維修，對這3種發(fā)電柴油機有了一些體會(huì )。

1 3種主流型號輔機的總體介紹

1.1 燃油系統

1.1.1 燃料

YANMAR M200L（“晶瑩?！陛?，1986年9月下水）：原船設計可燒輕油和重油，配有燃油自動(dòng)轉換系統和燃油改質(zhì)器。2003年7月，由于1、3號發(fā)電柴油機連桿軸承連續出現抱軸燒瓦，改用輕油。

DAIHATSU 6DSD-22（“泰谷?！陛?，1988年6月下水）：以燒輕油為主。

WARTSILA 4L20（“許昌?！陛?，1997年9月下水）：以燒重油為主，屬經(jīng)濟型，配有應急輕油轉換管路和重油循環(huán)加熱模塊。

1.1.2 油頭、高壓油泵和燃油泵

YANMAR M200L：由于加裝了高壓油管保護套，使更換油頭的工作變得不方便。燒輕油時(shí)2000h拆驗，油頭的密封和霧化能保持良好。高壓油泵一般無(wú)卡死現象，高壓油泵漏油會(huì )漏至油泵外面，不會(huì )經(jīng)滾輪凸輪進(jìn)入油底殼。包括燃油泵、搖臂油泵、高壓油泵、冷卻油泵等組合泵的軸封漏泄易造成機油被污染。組合泵的泵軸容易被磨出凹痕，而新型泵軸無(wú)定位螺釘，容易竄動(dòng)。輕重油經(jīng)常轉換，易出現雜質(zhì)而使油封出現漏泄。供油定時(shí)的調整可通過(guò)升降高壓油泵下面的調整螺絲單缸進(jìn)行。燒重油時(shí)，輔機循環(huán)泵和供給泵運轉，燒輕油時(shí)則單走一路，自輕油日用柜直供輕重油轉換閥經(jīng)濾器到組合油泵。

DAIHATSU 6DSD-22：油頭附件較多，冷卻油及燃油的進(jìn)出油管均設在油頭的上部，高壓油管保護套的配裝合理。油嘴的密封和霧化不太理想。搖臂泵單獨設計軸帶，燃油泵軸封如果漏泄則漏至機體外，肉眼可直接觀(guān)察。搖臂油被燃油污染是常見(jiàn)故障，多為油頭冷卻油泄露。供油定時(shí)的調整可單缸進(jìn)行，拆掉高壓油泵通過(guò)加減頂桿上的墊片可以調整定時(shí)。

WARTSILA 4L20：整個(gè)設計緊湊，高壓油管保護套設計合理。有的船曾出現過(guò)油頭壓得過(guò)緊而將油嘴下面缸頭部分壓入氣缸內的故障，原因是油頭熱脹冷縮將缸頭部分頂裂。換油頭時(shí)，應先將油頭放入，預熱一段時(shí)間后，按說(shuō)明書(shū)力矩要求上緊。高壓油泵容易卡死，說(shuō)明書(shū)對此的說(shuō)明不詳細，只介紹了正常的解體程序，卡死時(shí)則要整體拆解，工作量很大。燃油模塊的加熱器容易漏泄，可通過(guò)加熱器的回汽放殘考克檢查。供油定時(shí)單缸無(wú)法進(jìn)行調節，通過(guò)轉動(dòng)整個(gè)凸輪軸調整整體定時(shí)。

1.2 機油系統

YANMAR M200L：干式油底殼。帶預潤滑油泵，機油泵軸帶，傳動(dòng)齒輪系統注油潤滑。泵前有粗細濾器，并配有小離心濾器。油冷卻器海水冷卻，設有自動(dòng)調溫及手動(dòng)轉換?；妥杂捅猛ㄟ^(guò)主軸承下瓦蓋進(jìn)入主軸承，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷(xiāo)，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，每缸下部設有油泵嘴，在活塞運動(dòng)過(guò)程中噴入活塞冷卻；另外滑油經(jīng)各個(gè)注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑。

DAIHATSU 6DSD-22：干式油底殼。無(wú)預潤滑油泵，起動(dòng)前需搖動(dòng)手搖泵。軸帶機油泵，通過(guò)傳動(dòng)齒輪箱傳動(dòng)，齒輪箱單獨補油潤滑。配有CJC濾器。油冷器海水冷卻?；妥杂捅玫街鬏S承上瓦蓋，經(jīng)曲軸的油腔到由柄銷(xiāo)，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；另外滑油經(jīng)各個(gè)注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑；一路去調速器。

WARTSILA 4L20：濕式油底殼。帶預潤滑油泵，機油泵浸入油中。機油濾器為紙質(zhì)一次性使用，耗量大，特別在變負荷情況下（如船吊裝卸貨期間）。配有小離心濾器。低溫淡水冷卻?；妥杂捅玫街鬏S承下瓦，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷(xiāo)，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；一路到搖臂機構后，經(jīng)注油點(diǎn)到凸輪；一路到透平增壓器；另外經(jīng)注油點(diǎn)對齒輪潤滑。平衡軸浸入油中。

機油的污染程度在船上可以作簡(jiǎn)單分析：取機油滴在濾紙上，正常情況下油跡擴散均勻；如果含有水則速度快而且不均勻。通過(guò)聞可以判斷是否混入燃油，燃油的氣味明顯異常。

1.3 冷卻水系統

YANMAR M200L：淡水泵軸帶，軸封外觀(guān)可見(jiàn)，軸封漏水漏到機體外，不會(huì )進(jìn)入機體內，冷卻器自動(dòng)調溫。淡水冷卻缸套、缸頭及透平?？绽淦骱Ｋ鋮s。

DAIHATSU 6DSD-22：淡水泵軸帶，軸封外觀(guān)可見(jiàn)，軸封漏水漏到機體外，不會(huì )進(jìn)入機體內。淡水冷卻缸套、缸頭及透平?？绽淦骱Ｋ鋮s。

WARTDSILA 4L20：淡水泵軸帶，軸封外觀(guān)可見(jiàn)，軸封漏水漏到機體外，不會(huì )進(jìn)入機體內。低溫淡水冷卻空冷器及機油冷卻器，配自動(dòng)調溫系統，根據負荷調節，因為船上的負荷達不到85%，所以現在多改為手動(dòng)調節。高溫水冷卻缸套、缸頭及透平。

1.4 起動(dòng)系統

YANMAR M200L：氣動(dòng)，配有空氣分配器和缸頭起動(dòng)閥。

DAIHATSU 6DSD-22：氣功，配有空氣分配器和缸頭起動(dòng)閥。

WARTSIL A4L20：氣動(dòng)，配有起動(dòng)馬達。

2 典型故障分析

2.1 YANMAR M200L

2004年1-5月“晶瑩?！陛?、1號發(fā)電柴油機相繼出現連桿軸承抱瓦燒軸故障。后經(jīng)董氏鍍鐵修復，報告數據顯示損壞曲柄銷(xiāo)橢圓度很大。各缸連桿上瓦露銅嚴重。我在接班時(shí)（2004年11月）1號發(fā)電柴油機2缸已抱瓦，開(kāi)始大修，并于開(kāi)航前完成試車(chē)。3號發(fā)電柴油機因為船期的原因維持現狀，第5缸曲柄銷(xiāo)出現橢圓度較輕，短期使用100h換連桿軸瓦。后來(lái)船回青島3號發(fā)電柴油機大修。

1號發(fā)電柴油機大修運行，透平工況不好，解體發(fā)現渦輪端很臟，噴嘴環(huán)有不同程度的燒蝕，裝復后效果明顯好轉，排煙溫度也降下來(lái)了。為查找故障原因，我們將運行中的發(fā)電柴油機換用重油。說(shuō)明書(shū)中要求30%負荷下應換用輕油并盡量避免低負荷運轉，實(shí)驗所示70%負荷燒重油也無(wú)異常，說(shuō)明書(shū)要求停車(chē)前換輕油運行30min。檢查連桿軸瓦也無(wú)露銅，但是再次起車(chē)后，有游車(chē)現象發(fā)生，而此時(shí)燒的仍是輕油，起動(dòng)時(shí)個(gè)別缸有爆燃現象，發(fā)出“啪啪”聲，吃負荷后游車(chē)現象逐漸消失。判斷燃油霧化不良，個(gè)別缸不發(fā)火或間歇發(fā)火，運轉不穩，致使轉速波動(dòng)，冒黑煙。正是這個(gè)過(guò)程中爆燃使曲柄銷(xiāo)受到?jīng)_擊，軸瓦失去彈性，露銅發(fā)生。船上實(shí)際保護工作只是換軸瓦，長(cháng)時(shí)間造成了曲柄銷(xiāo)的橢圓度。停車(chē)時(shí)，燃油不能在管路中形成充分的循環(huán)，大部分油在主油路的回流調壓管中回流，而油頭的設計是非循環(huán)的，高壓油泵也只有在運行中才有回流。當燒輕油時(shí)，以上現象基本消失，再次說(shuō)明重油換用輕油過(guò)程中換油不徹底是根本原因。

筆者建議：

（1）恢復燒重油應拆檢輕油重油轉換閥，保證開(kāi)閉良好；

（2）停車(chē)前用輕油多運行一段時(shí)間，起動(dòng)前多沖車(chē)；

（3）經(jīng)常拆檢連桿瓦，觀(guān)察是否露銅，及時(shí)換瓦，做到“寧耗瓦勿傷軸”。具體工作：拆掉油頭，將曲柄銷(xiāo)盤(pán)至適當位置，用專(zhuān)用工具自裝油頭處穿過(guò)缸頭將活塞吊住，配合盤(pán)車(chē)，將連桿瓦取出；

（4）定時(shí)測量爆發(fā)壓力，形成連續數據化觀(guān)測，養成及時(shí)調整的習慣

2.2 DAIHATSU 6DSD-22

2003年11月“泰谷?！陛?、1號發(fā)電柴油機連續出現No.4缸主軸承損壞故障。1號發(fā)電柴油機第4道主軸承上瓦蓋震裂開(kāi)，軸瓦燒，3號發(fā)電柴油機第4道主軸承抱瓦，軸頸燒損。接班時(shí)（2004年12月），生產(chǎn)廠(chǎng)家陜西柴油機廠(chǎng)2名工程師到船，曲軸及機座和機架送董氏鍍鐵修理。6DSD型發(fā)電柴油機第4道主軸承出現此類(lèi)故障已經(jīng)不是第1次了。陜柴的工程師介紹機座軸承孔在制造時(shí)定位后一刀切過(guò)，設計上上瓦蓋安裝在機座上是沒(méi)有齒型定位的，因此上瓦蓋的安裝很關(guān)鍵，上瓦蓋與機座的間隙左右測量以3絲為宜，不能超過(guò)5絲，而在實(shí)際過(guò)程中這一數值比較難控制。機油自上瓦蓋進(jìn)入對主軸承潤滑。通過(guò)后來(lái)的管理實(shí)踐，我對此種發(fā)電柴油機有不同的認識。6DSD的轉速為900rpm，發(fā)火順序為1-2-4-6-5-3-1，單缸平衡。根據柴油機曲柄連桿機構的運動(dòng)理論可知，這種發(fā)火順序的設計本身存在著(zhù)缺陷。作用在曲柄連桿機構中的不平衡力和力矩是引起柴油機振動(dòng)的震力源。對多缸柴油機來(lái)說(shuō)，柴油機的離心力和1次2次往復慣性力矩不平衡。6DSD采用各缸平衡法來(lái)平衡每個(gè)曲柄的離心力，但是曲柄的排列方式和發(fā)火順序的設計導致處于中心位置的第4道主軸承工作條件惡劣，振動(dòng)交替變化，撓曲變形，長(cháng)期運轉產(chǎn)生疲勞，軸瓦失去彈性，一旦碰到突加負荷時(shí)，主軸瓦的油膜被破壞，干磨發(fā)生，嚴重時(shí)會(huì )燒瓦抱軸，高速運動(dòng)中振動(dòng)和摩擦產(chǎn)生的熱量最后會(huì )波及瓦蓋和機座使之破壞。查看以前的記錄基本上是損壞-修理-使用-損壞-再修理。廠(chǎng)家介紹此種機型已經(jīng)停產(chǎn)，這不能不讓人考慮到設計的弊端。而中散公司“沱?！?、“漫?！钡容喲b配的6PSHTC-26H型發(fā)電柴油機從未發(fā)生此類(lèi)故障，其發(fā)火順序為1-5-3-6-2-4-1。船上監控的手段有限，能做的是控制好機油的質(zhì)量，勤檢查，早發(fā)現故障的苗頭。筆者建議：

（1）及時(shí)清洗機油濾器，發(fā)現異物如脫鉛等應停用檢查，力爭將事故損失降到最??；

（2）及時(shí)檢驗，更換機油，保證CJC濾器運轉；

（3）每次周期檢查要測量開(kāi)檔并分析，形成聯(lián)續的數據化觀(guān)察；

（4）用塞尺測量上瓦蓋與機座之間的間隙看是否超標。

思考：此型發(fā)電柴油機的凸輪軸各凸輪可以單獨調整，那么是否可以改變一下發(fā)火順序呢?這需要在實(shí)驗臺上做論證。

2.3 WARTSIL A4L20

由于裝配了新型的BBC公司的TPS48型透平，改變了過(guò)去那種隔三差五解體透平的狀況，但是因為燒重油的原因，周期解體時(shí)噴嘴環(huán)仍有燒蝕現象。

機油污染多數是由于燃燒高壓油所致。檢驗辦法是停掉預潤滑油泵，將各個(gè)凸輪擦干凈，盤(pán)車(chē)。如果高壓油泵漏泄則會(huì )從燃油滾輪處有燃油滴下，氣味不同于機油。另外更換油頭時(shí)，密封環(huán)要換新。說(shuō)明書(shū)介紹吊缸時(shí)要對缸套進(jìn)行珩磨，缸套內表面不要求光滑，作為阻擋燃燒產(chǎn)物進(jìn)入底殼的第一道關(guān)，這是不同于其他型號發(fā)電柴油機的。

以前出現的大故障如“伸腿事故”多數是由于連桿螺栓的安裝問(wèn)題，或者是連桿螺栓質(zhì)量有問(wèn)題。公司多次發(fā)布通報及技術(shù)指導，現在這種事故很少見(jiàn)了。需要提醒的是中文版本說(shuō)明書(shū)同英文版本說(shuō)明書(shū)連桿螺栓的上緊力矩不一致，建議以英文版本為主。高壓油泵卡死是我遇到的常見(jiàn)故障，說(shuō)明書(shū)不贊成卸載后的空轉運行，但是卸載后馬上停車(chē)，高壓油泵卡死的機率很大，“許昌?！陛啂状慰ㄋ狼闆r均是這樣。后來(lái)我們將空載運行延長(cháng)5min，卡死現象減少了，判斷是高壓油泵柱塞熱脹冷縮的緣故。

筆者建議：

（1）周期檢查時(shí)，每次測量連桿螺栓的伸長(cháng)量，形成連續的量化檢測，發(fā)現異常及時(shí)用液壓工具檢查；

（2）勤洗小離心濾器，船在吊裝卸貨期間堅持每天清洗，可以延長(cháng)機油紙濾器的使用壽命；

（3）雖然可以遙控起車(chē)，除非情況特殊，最好起動(dòng)前沖活車(chē)；

（4）由于不能單缸調整定時(shí)，當排煙溫度相差大時(shí)，及時(shí)調整油門(mén)，測量爆發(fā)壓力，換油頭。

小結

上述故障傷到曲軸，維修量大，費用高。只有結合不同型號輔機的特點(diǎn)，正確的管理和維護，才能有效的減少機械事故的發(fā)生。

作者：王連海  來(lái)源：天津航海