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1、1高速柴油机的维护与修理要点上海航道局二公司设备部 周彭年2004. 3. 10.高速柴油机具有重量轻、功率大、体积小等很多优点.因此高速柴油机作为船用动力越来越被广泛选用,然而船用动力持续运行时间长,持续高负荷运行时间长.这对柴油机可靠性提出了更高的要求.而高速柴油机热负荷和机械负荷又比较大,特别是高増压柴油机,由于结构尺寸的限制,热负荷和机械负荷安全系数都比较小.同时柴油机转速高,在运转中发现异常往往来不及处理就出现了毁机故障.故而如何用好和修好高速柴油机是机务人员非常值得探讨的课题.我公司工程船舶中高速柴油机应用也不少,近年来结累了一些好的使用维护修理经验.例如,由于使用人员细心观察,发
2、现 12V135 柴油机机带机油泵轴经常断裂的规律,针对规律性现象采取一定技术措施从而避免了断轴故障.但也有不少教训和存在的问题.我公司某轮的一台 12V135 柴油发电机组,运行中发现有异常声音,值班人员立即关车,未待柴油机停止转动即发生了连杆螺栓断裂,连杆大端脱出将机体打碎.时隔不久,另一艘船的 CAT3412 泥泵柴油机又出现了活塞开裂,活塞销脱出连杆小端将机体打碎.这二起事故经分析虽不属于责任事故,都是人在机旁处理非常及时,但还是发生了毁机的损失.这些现象确实对机务管理人员提出了研究课题.为了更好的用好、管好、修好船用高速柴油机,现就本人工作中的一些有关高速机维护和修理体会试述一些看法
3、.高速柴油机的日常管理与维护高速柴油机的日常管理与维护:一.高速柴油机的润滑.高速柴油机的润滑系统及机油的质量对柴油机安全运行至关重要,它与充分发挥柴油机的效率、减少故障、延长工作寿命等都有极大的关系.在实际使用管理中,往往把一切故障归为机械问题,而掩盖了机油的作用.高速机由于转速高,摩擦副单位时间的摩擦次数相对较多.滑油温度又高,相对润滑与散热条件较差,机油易变质.我公司小型高速机都为湿式曲轴箱式润滑系统,一般都不采用机油定时处理.因此对润滑系统的使用管理要求更高.1. 正确选用机油在润滑管理中,如何正确选用油品是首位的.不同类型的柴油机,其结构特点、配合间隙、燃烧系统对润滑油影响程度对润滑
4、油品质的要求是不一样的,因此高速柴油机对润滑油品牌和2润滑油生产厂都有严格要求,不能随意选用替代油品,不少高速机还要求冬季和夏季要换不同黏度的滑油.机油选用不当轻则减少柴油机大修周期,重则引起咬轴咬缸.例如,某轮瓦锡兰柴油机,新船刚回国时为节约成本,用国产机油代替柴油机厂商推荐的润滑油,柴油机运行时间不长,凸轮轴上凸轮表面出现严重振纹,更换柴油机厂商指定的滑油品牌后振纹现象消失.2. 严禁不同牌号润滑油混用不同品牌的润滑油及不同厂商生产的润滑油中所采用的添加剂是不同的,滑油混对后可能会引起添加剂的化学反应,出现润滑性能下降,严重的会出现沉淀颗粒,不但起不到润滑作用,沉淀物还会拉伤摩擦表面.因此
5、在原使用牌号的润滑油供应渠道受阻而必须使用不同牌号滑油时.最好是系统换油.并对系统管道中的存油进行投油,无法实现系统换油的,一定要进行混对试验,而且一定要进行动态混对试验.混对的比例除了实际使用比例的情况外,还应选择多种比例试验.3. 保持(维持)正常的油量柴油机运转过程中，机油会有一定的消耗,因此对湿式曲轴箱式润滑系统的柴油机应定期向曲轴箱内补一定量的机油.若机油过少会影响循环量使机油温度升高,润滑情况恶化;湿式曲轴箱式柴油机因油位过低易使机油泵吸口吸入空气,使润滑系统不可靠.有人认为多加一些保险,机油油位过高,连杆大端击溅机油,将大量的机油飞溅到缸套内壁,使过多的机油被活塞环泵入燃烧室烧掉
6、,产生严重积炭和机油耗量大增的不良后果.每种机型的柴油机说明书中都标明了机油消耗量的正常值.在使用管理中如发现机油消耗不正常时,可进行机油消耗量的测算,以便把测量结果与说明书上正常值进行比较,若相差太大应查明原因加以消除.4. 保持正常的机油温度机油温度过高将带来不良后果,在管理中应使机油温度保持在正常范围内,如康明斯NT855 柴油机的机油温度范围为 1070C820C.引起机油温度过高的原因很多,应找出原因加以根除.在润滑系统管理工作中,保证冷却系统的正常运转、足够的流量、恒温调节器的正常工作、以及定期对机油冷却器除垢等.机油温度并非低一些好,温度过低,机油黏度太大,同样会引起不正常的磨损
7、.5. 定期更换机油机油因长期使用而变质,从而失去润滑性能,因此在柴油机说明书中都明确规定了使用期限.到了使用期限应该更换.说明书上规定的使用期限只是一个参考值,由于受各种因素包括油品产地的不同,是否有添加剂和使用何种添加剂、何种燃料、柴油机的机龄与技术状况、柴油机3常用负荷的大小和管理水平的高低等等,这些都对机油使用寿命的长短、润滑质量的好、劣有影响.因此,机油的更换期,除了按运转小时外,主要还要根据机油化验的理化指标决定是否更换机油.6. 定期清洗或更换机油滤器机油在使用过程中难免会被污染,机油滤器能过滤一部分杂质,以保证机油的清洁度.故所以机油滤器的状态对机油的清洁度是致关重要的.机油滤
8、器的状态可以观察机油滤器的前后压差来判别.另外柴油机说明书中也明确规定了机油滤器的清洗或更换日期.7. 增装磁铁,提高机油清洁度高速柴油机摩擦副单位时间的摩擦次数较高,金属摩擦表面的磨损较中低速柴油机大.磨损下来的金属屑将对柴油机的使用寿命和运转的可靠性有着严重的影响.可在系统的不同部位安装磁铁块,这样可以减少金属屑堵塞油孔或进入轴瓦加剧磨损.从而延长机油的使用周期.8. 关注机油的性能变化柴油机运转过程中,其机油受到不同程度的氧化、分解、聚合、污染及稀疏等理化和化学的作用.逐渐变质.在日常管理中应特别注意以下性能的变化:1)黏度的变化. 黏度的变化有两种趋势.其一是受高温氧化的作用产生高分子
9、不溶化合物及轻馏成份的蒸发,使机油黏度增大.其二是在运转中柴油的混入使其粘度减小,另外冷却水的混入使机油乳化.若发现机油黏度的变小并伴随着量的增加,则应考虑是水分混入.应及时分析处理.2)闪点的变化. 受高温影响,机油中的轻馏成份蒸发其闪点会增高.机油中混入柴油,其闪点会降低,这将给柴油机的使用带来不安定因素.3)碱性的下降. 机油在柴油机的运转中受燃烧产物的污染可能形成无机酸.受高温氧化形成有机酸.酸的产生会逐渐中和机油中原有的碱性,使机油由原有的碱性逐步转化为酸性,腐蚀机件.4)灰分增加. 由于金属磨屑、燃气炭粒、灰尘和其它固态颗粒的混入,使机油的灰分和机械杂质增加.5)不溶物的增加. 机
10、油是一种矿物油.在高温下会发生氧化作用,破坏原有的分子链,从而部分产生胶状物或沥青状高分子不溶物.随着这些物质的增加,机油将逐渐失去润滑作用.二.柴油机冷却水温并非低一些好有些人认为柴油机冷却水温低一些比高一些保险,其实这种观念是错误的.柴油机的冷却水温有一个正常使用范围,如康明斯 NT、KT 系列柴油机的冷却水温(缸盖出口)为 740C4910C,caterpillar 34 系列柴油机的冷却水温(缸盖出口)为 700C850C.把水温控制在标准范围的上限略低些,看起来水温较高,但对柴油机是安全的.此时柴油机的工作零件得到了均匀的膨胀,同时获得了最佳油膜.并且提高了柴油机的热效率.我公司的航
11、浚 1008 轮 BOLNES-5DNL 推进柴油机的缸盖出口温度说明书规定是 820C.由于当时节温器坏了,改为手动调节,水温为 600C700C,结果时有缸盖的喷油嘴附近裂纹.缸盖的平均寿命只有 6 个月.自安装了770C 的节温器后,水温控制在 750C800C,缸盖发生裂缝的现象很少发生.这说明柴油机水温过低,在变工况下运行,燃烧室构件的热应力太大容易产生裂缝.在冬季,高速柴油机带负荷前一定要暖机,也就是要等到冷却水温到达一定温度才能带负荷,以防柴油机受热构件热应力太大引起开裂,另外温度太低,摩擦副的油膜建立不好,影响润滑效果.高速柴油机的日常管理还有其它许多工作要做,也很重要.本文所
12、强调的润滑与冷却对于高速柴油机来说应特别引起关注.高速柴油机的修理要点高速柴油机的修理要点一一. . 连杆组件的检修连杆组件是传递扭距的主要构件, 高速柴油机的运动部件由于转速较高其所受的惯性力大,工作条件较差,易引起连杆弯扭变形、连杆大端内孔变形及连杆螺栓断裂等故障.1. 连杆弯、扭变形的原因因配气定时错乱、气阀间隙调整不当等因素造成气阀顶撞活塞使连杆弯曲.气缸进水,水无法压缩造成连杆受力过大而弯曲.气阀或气阀导管断裂掉入气缸压迫活塞憋弯连杆.超负荷运行也会使连杆变形.柴油机检修时应卸下连杆放在平板和 V 形块上测量是否变形.另外还应测量连杆大端内孔是否变形,以及大小端孔轴线的平行度.高速柴
13、油机的连杆如发生上述变形,应换新.2. 连杆螺栓断裂的原因及防断措施连杆螺栓在柴油机运动部件中属于重要零件,它的质量好坏与安装正确与否直接关系到柴油机的安全运转.1)连杆螺栓断裂主要原因a. 设计制造时材料选用不当,强度过低或有细微的裂纹等缺陷.b. 加工精度或粗糙度太低.c. 装配时紧固力太大,螺栓已经承受过大的预紧力.d. 装配时紧固力太小,运动中螺栓松动,受到过大的冲击力.5e. 连杆轴瓦间隙过大,运动中螺栓受到过大的冲击力.2)连杆螺栓的防断措施a. 选购质量好、加工精度高的螺栓.b. 连杆螺栓头部和螺纹部分与光杆间应有光滑的过渡圆弧.c. 装配时按说明书规定的扭距紧固连杆螺栓.d.
14、连杆螺栓与其孔的配合精度应符合规定.e. 高速机的连杆组件拆装时,连杆螺栓应换新.二二. . 检修时应对柴油机润滑油道仔细检查我公司航浚某轮的 caterpillar 3412 泥泵柴油机一活塞开裂,活塞销、连杆小端脱出打碎机体.经检查,发现该活塞顶有过热痕迹,且该缸用于冷却及润滑活塞销的一机油喷嘴脱落,活塞得不到应有的冷却是这起事故的主要原因.由此可以看出,检修时对润滑油道及喷嘴应仔细检查并清洗.有条件的应对曲轴的油道及油孔进行清洗.以保证润滑油道的畅通和足够的油流通径.三三. . 掌握正确的装配间隙柴油机运动件的配合间隙正确与否对于柴油机的正常运转是很重要的.柴油机说明书中关于运动件的装配
15、间隙、极限间隙都有明确的规定.间隙太小,容易发热咬死.间隙太大,油膜不易建立,运动配合件间的冲击加大.高速柴油机转速高,运动件的配合间隙正确与否尤为重要.柴油机修理拆解前要检测配合间隙,换新件装配后也要检测配合间隙,并做好记录.四.高速柴油机的震动高速柴油机一般都用于配套发电机组.发生震动大的故障较多,高频率的震动对机组的危害很大.检修中应查找原因.1.更新活塞连杆,应称重,要保证换新件与使用件等重.2.喷油泵与喷油嘴应上试验台校验,以保证各缸负荷均匀.3.柴油机与发电机的联结轴线正确.4.柴油机及发电机的底脚螺栓与共用底座的连接必须牢靠. 5. 共用底座下的防震块须保持良好.6. 共用底座及船体底座有否脱焊.高速柴油机修理中要注意的事很多,在此只是针对我们平时碰到的一些主要问题提出一些肤浅的看法.
