1、 年第期质量与检修某船柴油机拉缸故障情况分析宋殿明（青岛前进船厂，山东 青岛 ）摘要：此文介绍某船主柴油机（下述简称主机）在航行试验过程中发生的拉缸问题，针对该问题进行原因分析，提出问题的解决措施和今后的注意事项，以确保柴油机正常、安全、可靠的工作。关键词：拉缸；海水系统；截止阀；海水失压中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：（），：；作者简介：宋殿明（），男，工程师，本科，目前从事工厂轮机质量检验工作。故障情况概述某船系泊 试 验 结 束 后 进 行 修 后 航 行 试 验，暖 机 备航完 毕 后 离 码 头 开 始 试 验，该 船 两 台 主 机 机 型 为 ，制造厂家为上海新中动
2、力机厂，随船试验人员按照试验大纲要求开展修后航行试验。试验大纲要求该船主机需要完成进一工况（），进 二 工 况（），进 三 工 况（），进 四 工 况（），进五工况（）五 种 工 况 的 航 行 试 验。两台主机按 照 试 验 大 纲 要 求 的 试 验 时 间 完 成 了 进 一 工况、进二工况、进 三 工 况 三 种 工 况 的 试 验，主 机 运 行 状态良好，滑油温度、淡水温度、海水压力、淡水压力、滑油压力等其它参数均正常。主机开始加速进行驾控双车进四工况（）试验，运行约 时，左主机增压器出现喘振现象，航行试验人员立即开展检查，检查发现海水系统的压力表无压力显示，分析判断可能是海水失压
3、造成的压力表无显示，逐打开机带海水泵放气阀检查有无海水溢出，检查发现该海水泵放气阀排出的均是空气无海水流出，此时主机淡水系统温度急剧升高，问题发生后随航试验人员采取紧急降速停车，在停车操作过程中发现该主机的淡水从膨胀水箱通气口处沸腾溢出，左主机曲柄箱出气口及输出端也出现大量烟雾等现象。主机停车后，立即启动了预供滑油泵对左主机进行充油，并手动盘车。大约 后打开曲柄箱检查孔盖，通过目视检查发现、缸出现了明显拉缸现象，其他各缸无明显损伤，因故障原因该航行试验计划取消，并迅速开展拉缸问题的排查。返厂后，针对此故障现象，首先对该柴油机进行了拆卸检查，主 要 对 主 机 的 气 缸 套、活 塞 连 杆 组
4、、增 压 器和海水冷却回路进行了拆卸检查。通过综合排查该主机的拆卸检查状态和航行试验前该主机的维 修 情 况，并 参 考 了 系 泊 试 验 期 间 的 主 机空车运行状态 参 数，逐 对 该 主 机 产 生 拉 缸 的 故 障 原 因进行了最终的 问 题 定 位，同 时 也 制 定 了 下 一 步 修 理 措施来排除故障问题进而完成航行试验检验左主机的维修情况。问题定位根据前期故障情况的描述，对比检查了左、右主机的海水系统，重点检查左主机机带海水泵进出口、淡水冷却器、海水管路、海水滤器及海水进出口阀门是否有脏堵情况，检查海底阀箱和海水滤器通气管的畅通性，在检查过程中发现两个海底阀箱通气管经各
5、自的截止阀后汇合在一起，并经甲板透气帽进行排气，左主机海底阀箱通气管路上的阀门在航行试验期间没有完全开启，该阀的未完 全 开 启 不 利 于 海 底 阀 箱 上 部 的 空 气 排出，且海水滤器上通气管存在返水弯情况，导致滤器内的空气更不能及时的排出，其它各检查部位均正常，无堵塞情况。通过现场分析可以看出，造成本次问题的直接原因为左主机海底阀箱通气管路上的阀门在航行试验期间没有完全开启，致使海水系统中空气聚集，空气排出不及时，促使机带海水泵进口水量不足，造成海水失压，淡水无法进行热交换冷却，造成机温过高，使机体内的淡水高温汽化，气缸套无法正常冷却，左主机、缸较其它气缸温度先升高，破坏了活塞与气
6、缸套之间的润滑油膜，因干摩擦使气缸套工作表面周圈严重拉伤，活塞周圈严重拉伤、活塞裙部产生裂纹、活塞环严重磨损，活塞销与销座黏连，造成了 、缸的拉缸故障。DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.01.015内燃机与配件 同时空冷器因海水冷却不足使吸入的空气温度急剧升高、气体膨胀造成了增压器的喘振。柴油机拉缸后废气进入曲柄箱，通过曲柄箱通气孔及曲轴输出端迷宫密封处冒出。上述分析均印证了问题发生时的现象描述：左主机增压器出现喘振现象，停车操作过程中发现该主机的淡水从膨胀水箱通气口处沸腾溢出，左主机曲柄箱出气口及输出端也出现大量烟雾等现象。机理分析 柴油机修理情况分析本次
7、修理该船两台主机修理范围为：只气缸盖全部分解检修。左、右机共抽检组活塞连杆组。对两主机的全部主轴承、连杆轴瓦及曲轴进行检查。增压器、空冷器、海淡水冷却水泵、滑油泵、燃油泵、高压油泵、喷油器、淡水冷却器、海水滤器、滑油冷却器、滑油滤器全部检修，油底壳进行清洁。对拆检 的 设 备 部 件 按 照 标 准 及 工 艺 要 求 进 行 检修、清洁，对 腐 蚀、磨 损 严 重 的 部 件 经 鉴 定 进 行 更 换。主机检修更换 的 主 要 部 件 为：更 换 了 部 分 磨 损 超 标 的进排气阀。抽 检 的 左 机 、缸 及 右 机 、缸共组活塞连杆组均无异常，对抽检缸的气缸套进行珩 磨 处 理，对
8、 其 余 各 缸 活 塞 顶 及 气 缸 的 积碳进行了清洁。对两机全部的主轴承及连杆轴瓦进行了检查，更换了左机连杆轴瓦 、缸，右 机 、缸；两主机 付主轴承除左主机、主轴承留用外，其余 付主轴承全部换新。活塞连杆组安装前对抽检缸的缸套、活塞连杆组用麂皮擦拭干净，表面涂抹滑油；用麂皮擦拭油底壳，擦拭干净后再用面团进行清洁。柴油机安装完毕后，对机体冷却水腔进行了磅压检查，各部无渗漏。用预供滑油泵对主机进行充油，检查了各部位的供油情况，供油检查正常。系泊试验时，初次起动柴油机 后停车检查了连杆轴承和主轴承温度及连杆螺栓紧固情况，无异常。两主机开始空车运行试验，试验转速分别为 、共运转了约 ，运转过
9、程中滑油压力、海水压力、淡水压力、淡水温度、滑油温度等其它参数均正常，空车磨合完毕后，停车检查了连杆轴承和主轴承温度及连杆螺栓紧固情况，两主机无异常现象。柴油机发生故障后拆卸、分解检查分析对发生拉缸问题的左主机进行检查，以下为重点检查情况：）气缸、活塞、连杆检查拆卸左主机全部气缸盖、活塞连杆组及气缸套。检查情况如下：缸组件检查情况：气缸盖无损伤，气缸套工作表面周圈拉伤严重（见图），活塞周圈严重拉伤裙部有裂纹、活塞环严重拉伤（见图），活塞销与销座黏连，连杆平行度测量符合要求。图 缸组件受损情况 缸组件检查情况：气缸盖无损伤，气缸套工作表面周圈拉伤严重（见图）。活塞周圈严重拉伤、活塞环严重拉伤（见
10、图），活塞销与销座黏连，连杆平行度测量符合要求。图 缸组件受损情况其余各缸组件检查无明显异常。年第期）曲轴检查检查曲柄销及主轴颈表面情况无异常。）增压器检查用内窥镜检查增压器涡轮表面无异常。拉缸原因分析根据航行试验时出现的左主机增压器喘振、海水压力失压、淡水温度升高从膨胀水箱通气口处沸腾溢出等现象直观判断是由于主机冷却海水供给不足、淡水冷却不够、活塞温度升高造成的拉缸。通过进一步分析，参照本次主机的修理范围造成拉缸还可能有以下几点因素：）进气系统有异物；）燃油供给系统工作不良；）柴油机超负荷运转；）润滑不良及润滑油供应不足；针对上述可能造成柴油机拉缸的四点因素，采取措施对各个相应的系统及部件进
11、行了排查，排查情况如下：）怀疑进气系统有异物造成拉缸，检查了柴油机进气管、进气空气滤芯及增压器，没有发现杂质及异物等异常现象。）怀疑燃油供给系统工作不良及柴油机超负荷运转造成拉缸，表为左主机在航行试验过程中进一至进四工况时排温情况。表各缸排烟温度项目转速 标准要求 排温 通过表中数据可以看出，航行试验时左主机各缸排气温度是正常的。喷油器、高压油泵工作状态良好。说明造成本次、缸拉缸故障不是由于燃油供给工作不良或柴油机超负荷造成的。）柴油机在进一至进四工况时，海水压力、淡水压力、淡水温度见表。表工况进一进二进三进四标准要求海水压力 淡水压力 淡水温度 进四工况参数是没有出故障时记录的（下同）通过表
12、中数据可以看出，航行试验时海水压力、淡水压力、淡水温度均是正常的，符合试验大纲中参数要求。）怀疑主机润滑不良及润滑油供应不足造成拉缸，柴油机在进一至进四工况时，滑油压力及温度见表。表工况进一进二进三进四标准要求滑油压力 滑油温度 通过表中数据可以看出，航行试验时滑油压力与滑油温度是正常的，符合试验大纲中参数要求。通过分析，上述四种可能造成此次柴油机拉缸的因素均被排除，综上所述，造成本次拉缸问题发生的根本原因为左主机海底阀箱通气管路上的阀门在航行试验期间没有完全开启，导致海水系统中空气聚集，海水吸空，淡水系统无法进行海水冷却引起的。制定修理措施针对问题检查情况和原因分析，制定修理措施如下：）将左
13、主机气缸盖、活塞连杆组、气缸套拆出，清洁检查，更换 、缸气缸套、活塞、活塞销、气阀等损坏件，鉴定更换连杆大端轴瓦、主轴瓦、活塞环，部分小端衬套及其它损坏件、密封件，清洁检查滑油系统滤器。）检查海水系统、淡水系统，航行试验时，保持左、右主机海底阀箱、滤器通气管路上的截止阀为开启状态，保持通气管路及甲板透气帽的通畅性。）优化左舷海底阀箱滤器通气管路，消除返水弯，降低排气阻力，保证通气管路内气体排出时的顺畅性。）利用预供滑油泵对左主机滑油系统进行串油，清洁滑油系统，串油完毕后更换使用过的滑油，清洗滤器，排除系统内的杂质隐患。举一反三情况）针对左主机发生的拉缸问题，对该船右主机海水系统进行隐患检查，消
14、除故障隐患。）召开质量分析会，将故障情况进行全员警示，提醒工厂全部参修人员，如该型船后续进厂进行修理时，应重点对海水系统进行重点检查，确保系统畅通，状态正常后才能开展后续航行试验。结束语举一反三检查完毕后，该船进行了修后航行试验，按试验大纲要求两主机进行了进一、进二、进三、进四、进五五个工况的航行试验，试验过程中各项参数性能指标均符合了试验大纲要求，左主机拉缸故障得到了排除，质量隐患得到了消除。通过对该船左主机拉缸故障问题的原因分析和维修排查，不仅提升了工厂职工的修理技能和维修水平，同时也提高了职工的质量意识，为工厂后续承修同型号柴油机打下了良好的基础。参考文献：型柴油机使用说明书 上海新中动力机厂