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(jī)的技術(shù)特點(diǎn)；分析典型故障；提出管理建議，減少機(jī)械事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：輔機(jī) 比較 故障 分析

0 引言

目前，我國遠(yuǎn)洋船舶使用的發(fā)電柴油機(jī)主要是YANMAR、DAIHATSU和WARTSILA這3類型號。中遠(yuǎn)散貨運(yùn)輸公司“晶瑩?！?、“安琪海”等輪的發(fā)電柴油機(jī)為YANMAR M200L，“泰谷海”、“泰山?！?、“泰安海”等輪的發(fā)電柴油機(jī)為DAIHATSU 6DSD-22。WARTSILA 4L20型發(fā)電柴油機(jī)在90年代后期配船較多，如“許昌?！陛?。三種發(fā)電柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特點(diǎn)不盡相同，相應(yīng)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?！薄ⅰ霸S昌?！钡容喨温殻?jīng)歷多次典型故障的維修，對這3種發(fā)電柴油機(jī)有了一些體會。

1 3種主流型號輔機(jī)的總體介紹

1.1 燃油系統(tǒng)

1.1.1 燃料

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

DAIHATSU 6DSD-22（“泰谷海”輪，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(jì)型，配有應(yīng)急輕油轉(zhuǎn)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(hù)套，使更換油頭的工作變得不方便。燒輕油時2000h拆驗(yàn)，油頭的密封和霧化能保持良好。高壓油泵一般無卡死現(xiàn)象，高壓油泵漏油會漏至油泵外面，不會經(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(jī)油被污染。組合泵的泵軸容易被磨出凹痕，而新型泵軸無定位螺釘，容易竄動。輕重油經(jīng)常轉(zhuǎn)換，易出現(xiàn)雜質(zhì)而使油封出現(xiàn)漏泄。供油定時的調(diào)整可通過升降高壓油泵下面的調(diào)整螺絲單缸進(jìn)行。燒重油時，輔機(jī)循環(huán)泵和供給泵運(yùn)轉(zhuǎn)，燒輕油時則單走一路，自輕油日用柜直供輕重油轉(zhuǎn)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(shè)在油頭的上部，高壓油管保護(hù)套的配裝合理。油嘴的密封和霧化不太理想。搖臂泵單獨(dú)設(shè)計軸帶，燃油泵軸封如果漏泄則漏至機(jī)體外，肉眼可直接觀察。搖臂油被燃油污染是常見故障，多為油頭冷卻油泄露。供油定時的調(diào)整可單缸進(jìn)行，拆掉高壓油泵通過加減頂桿上的墊片可以調(diào)整定時。

WARTSILA 4L20：整個設(shè)計緊湊，高壓油管保護(hù)套設(shè)計合理。有的船曾出現(xiàn)過油頭壓得過緊而將油嘴下面缸頭部分壓入氣缸內(nèi)的故障，原因是油頭熱脹冷縮將缸頭部分頂裂。換油頭時，應(yīng)先將油頭放入，預(yù)熱一段時間后，按說明書力矩要求上緊。高壓油泵容易卡死，說明書對此的說明不詳細(xì)，只介紹了正常的解體程序，卡死時則要整體拆解，工作量很大。燃油模塊的加熱器容易漏泄，可通過加熱器的回汽放殘考克檢查。供油定時單缸無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過轉(zhuǎn)動整個凸輪軸調(diào)整整體定時。

1.2 機(jī)油系統(tǒng)

YANMAR M200L：干式油底殼。帶預(yù)潤滑油泵，機(jī)油泵軸帶，傳動齒輪系統(tǒng)注油潤滑。泵前有粗細(xì)濾器，并配有小離心濾器。油冷卻器海水冷卻，設(shè)有自動調(diào)溫及手動轉(zhuǎn)換。滑油自油泵通過主軸承下瓦蓋進(jìn)入主軸承，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，每缸下部設(shè)有油泵嘴，在活塞運(yùn)動過程中噴入活塞冷卻；另外滑油經(jīng)各個注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑。

DAIHATSU 6DSD-22：干式油底殼。無預(yù)潤滑油泵，起動前需搖動手搖泵。軸帶機(jī)油泵，通過傳動齒輪箱傳動，齒輪箱單獨(dú)補(bǔ)油潤滑。配有CJC濾器。油冷器海水冷卻。滑油自油泵到主軸承上瓦蓋，經(jīng)曲軸的油腔到由柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；另外滑油經(jīng)各個注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑；一路去調(diào)速器。

WARTSILA 4L20：濕式油底殼。帶預(yù)潤滑油泵，機(jī)油泵浸入油中。機(jī)油濾器為紙質(zhì)一次性使用，耗量大，特別在變負(fù)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。滑油自油泵到主軸承下瓦，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；一路到搖臂機(jī)構(gòu)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(jī)油的污染程度在船上可以作簡單分析：取機(jī)油滴在濾紙上，正常情況下油跡擴(kuò)散均勻；如果含有水則速度快而且不均勻。通過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(tǒng)

YANMAR M200L：淡水泵軸帶，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，冷卻器自動調(diào)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，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。淡水冷卻缸套、缸頭及透平?？绽淦骱Ｋ鋮s。

WARTDSILA 4L20：淡水泵軸帶，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。低溫淡水冷卻空冷器及機(jī)油冷卻器，配自動調(diào)溫系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)，因?yàn)榇系呢?fù)荷達(dá)不到85%，所以現(xiàn)在多改為手動調(diào)節(jié)。高溫水冷卻缸套、缸頭及透平。

1.4 起動系統(tǒng)

YANMAR M200L：氣動，配有空氣分配器和缸頭起動閥。

DAIHATSU 6DSD-22：氣功，配有空氣分配器和缸頭起動閥。

WARTSIL A4L20：氣動，配有起動馬達(dá)。

2 典型故障分析

2.1 YANMAR M200L

2004年1-5月“晶瑩海”輪3、1號發(fā)電柴油機(jī)相繼出現(xiàn)連桿軸承抱瓦燒軸故障。后經(jīng)董氏鍍鐵修復(fù)，報告數(shù)據(jù)顯示損壞曲柄銷橢圓度很大。各缸連桿上瓦露銅嚴(yán)重。我在接班時（2004年11月）1號發(fā)電柴油機(jī)2缸已抱瓦，開始大修，并于開航前完成試車。3號發(fā)電柴油機(jī)因?yàn)榇诘脑蚓S持現(xiàn)狀，第5缸曲柄銷出現(xiàn)橢圓度較輕，短期使用100h換連桿軸瓦。后來船回青島3號發(fā)電柴油機(jī)大修。

1號發(fā)電柴油機(jī)大修運(yùn)行，透平工況不好，解體發(fā)現(xiàn)渦輪端很臟，噴嘴環(huán)有不同程度的燒蝕，裝復(fù)后效果明顯好轉(zhuǎn)，排煙溫度也降下來了。為查找故障原因，我們將運(yùn)行中的發(fā)電柴油機(jī)換用重油。說明書中要求30%負(fù)荷下應(yīng)換用輕油并盡量避免低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)所示70%負(fù)荷燒重油也無異常，說明書要求停車前換輕油運(yùn)行30min。檢查連桿軸瓦也無露銅，但是再次起車后，有游車現(xiàn)象發(fā)生，而此時燒的仍是輕油，起動時個別缸有爆燃現(xiàn)象，發(fā)出“啪啪”聲，吃負(fù)荷后游車現(xiàn)象逐漸消失。判斷燃油霧化不良，個別缸不發(fā)火或間歇發(fā)火，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)，致使轉(zhuǎn)速波動，冒黑煙。正是這個過程中爆燃使曲柄銷受到?jīng)_擊，軸瓦失去彈性，露銅發(fā)生。船上實(shí)際保護(hù)工作只是換軸瓦，長時間造成了曲柄銷的橢圓度。停車時，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(diào)壓管中回流，而油頭的設(shè)計是非循環(huán)的，高壓油泵也只有在運(yùn)行中才有回流。當(dāng)燒輕油時，以上現(xiàn)象基本消失，再次說明重油換用輕油過程中換油不徹底是根本原因。

筆者建議：

（1）恢復(fù)燒重油應(yīng)拆檢輕油重油轉(zhuǎn)換閥，保證開閉良好；

（2）停車前用輕油多運(yùn)行一段時間，起動前多沖車；

（3）經(jīng)常拆檢連桿瓦，觀察是否露銅，及時換瓦，做到“寧耗瓦勿傷軸”。具體工作：拆掉油頭，將曲柄銷盤至適當(dāng)位置，用專用工具自裝油頭處穿過缸頭將活塞吊住，配合盤車，將連桿瓦取出；

（4）定時測量爆發(fā)壓力，形成連續(xù)數(shù)據(jù)化觀測，養(yǎng)成及時調(diào)整的習(xí)慣

2.2 DAIHATSU 6DSD-22

2003年11月“泰谷?！陛?、1號發(fā)電柴油機(jī)連續(xù)出現(xiàn)No.4缸主軸承損壞故障。1號發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承上瓦蓋震裂開，軸瓦燒，3號發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承抱瓦，軸頸燒損。接班時（2004年12月），生產(chǎn)廠家陜西柴油機(jī)廠2名工程師到船，曲軸及機(jī)座和機(jī)架送董氏鍍鐵修理。6DSD型發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承出現(xiàn)此類故障已經(jīng)不是第1次了。陜柴的工程師介紹機(jī)座軸承孔在制造時定位后一刀切過，設(shè)計上上瓦蓋安裝在機(jī)座上是沒有齒型定位的，因此上瓦蓋的安裝很關(guān)鍵，上瓦蓋與機(jī)座的間隙左右測量以3絲為宜，不能超過5絲，而在實(shí)際過程中這一數(shù)值比較難控制。機(jī)油自上瓦蓋進(jìn)入對主軸承潤滑。通過后來的管理實(shí)踐，我對此種發(fā)電柴油機(jī)有不同的認(rèn)識。6DSD的轉(zhuǎn)速為900rpm，發(fā)火順序?yàn)?-2-4-6-5-3-1，單缸平衡。根據(jù)柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動理論可知，這種發(fā)火順序的設(shè)計本身存在著缺陷。作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的不平衡力和力矩是引起柴油機(jī)振動的震力源。對多缸柴油機(jī)來說，柴油機(jī)的離心力和1次2次往復(fù)慣性力矩不平衡。6DSD采用各缸平衡法來平衡每個曲柄的離心力，但是曲柄的排列方式和發(fā)火順序的設(shè)計導(dǎo)致處于中心位置的第4道主軸承工作條件惡劣，振動交替變化，撓曲變形，長期運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生疲勞，軸瓦失去彈性，一旦碰到突加負(fù)荷時，主軸瓦的油膜被破壞，干磨發(fā)生，嚴(yán)重時會燒瓦抱軸，高速運(yùn)動中振動和摩擦產(chǎn)生的熱量最后會波及瓦蓋和機(jī)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。廠家介紹此種機(jī)型已經(jīng)停產(chǎn)，這不能不讓人考慮到設(shè)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(jī)從未發(fā)生此類故障，其發(fā)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4-1。船上監(jiān)控的手段有限，能做的是控制好機(jī)油的質(zhì)量，勤檢查，早發(fā)現(xiàn)故障的苗頭。筆者建議：

（1）及時清洗機(jī)油濾器，發(fā)現(xiàn)異物如脫鉛等應(yīng)停用檢查，力爭將事故損失降到最??；

（2）及時檢驗(yàn)，更換機(jī)油，保證CJC濾器運(yùn)轉(zhuǎn)；

（3）每次周期檢查要測量開檔并分析，形成聯(lián)續(xù)的數(shù)據(jù)化觀察；

（4）用塞尺測量上瓦蓋與機(jī)座之間的間隙看是否超標(biāo)。

思考：此型發(fā)電柴油機(jī)的凸輪軸各凸輪可以單獨(dú)調(diào)整，那么是否可以改變一下發(fā)火順序呢?這需要在實(shí)驗(yàn)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，改變了過去那種隔三差五解體透平的狀況，但是因?yàn)闊赜偷脑?，周期解體時噴嘴環(huán)仍有燒蝕現(xiàn)象。

機(jī)油污染多數(shù)是由于燃燒高壓油所致。檢驗(yàn)辦法是停掉預(yù)潤滑油泵，將各個凸輪擦干凈，盤車。如果高壓油泵漏泄則會從燃油滾輪處有燃油滴下，氣味不同于機(jī)油。另外更換油頭時，密封環(huán)要換新。說明書介紹吊缸時要對缸套進(jìn)行珩磨，缸套內(nèi)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(jī)的。

以前出現(xiàn)的大故障如“伸腿事故”多數(shù)是由于連桿螺栓的安裝問題，或者是連桿螺栓質(zhì)量有問題。公司多次發(fā)布通報及技術(shù)指導(dǎo)，現(xiàn)在這種事故很少見了。需要提醒的是中文版本說明書同英文版本說明書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故障，說明書不贊成卸載后的空轉(zhuǎn)運(yùn)行，但是卸載后馬上停車，高壓油泵卡死的機(jī)率很大，“許昌?！陛啂状慰ㄋ狼闆r均是這樣。后來我們將空載運(yùn)行延長5min，卡死現(xiàn)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，每次測量連桿螺栓的伸長量，形成連續(xù)的量化檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時用液壓工具檢查；

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

（3）雖然可以遙控起車，除非情況特殊，最好起動前沖活車；

（4）由于不能單缸調(diào)整定時，當(dāng)排煙溫度相差大時，及時調(diào)整油門，測量爆發(fā)壓力，換油頭。

小結(jié)

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

作者：王連海  來源：天津航海