高壓油泵上的一個孔沒搞清，導緻幾任輪機員都沒有發現副機滑油消耗大的原因......
[内容提要]
本文通過分析 WARTSILA 4R32D 型副機 高壓油泵實際結構, 查找出高壓油泵柱塞套筒潤滑油密封失效導緻副機系統滑油異常消耗的原因, 澄清以前對該型副機油泵結構的一些誤解, 指出工作不可墨守成規, 要不斷學習, 要有鑽研精神。
關鍵詞: 副機 滑油 漏洩 高壓油泵
0 前言
WARTSILA 4R32D 副機, 系統滑油消耗異常故障時有所聞。本文介紹處理 TH 輪這一故障的前前後後, 探究相關問題。
1 處理經過
No.3 副機, 轉速 720 r/min, 額定功率 1 480 kW, 燃用重質燃料油。系統滑油消耗異常的現象已持續了一 段時間, 幾任輪機員都很重視, 做了不少工作。一次輪機部人員大換班後, 此事很快被擺上了部門的議事日程。經讨論決定, 檢查了以下幾個方面。
( 1) 檢查消耗系統潤滑油的幾個常規渠道
- 停機狀态 , 滑油不見減少 , 可排除滑油管路系統 相關閥件内部漏洩的可能性 ;
- 啟用滑油分油機處理系統油一段時間, 觀察到副機滑油油位未降低, 證明滑油淨油系統沒問題;
- 認真檢查滑油系統各設備, 确認完好;
- 運行中, 打開曲拐箱透氣軟管檢查, 油氣情況和 其它副機差不多;
- 如果是活塞油環裝反引起滑油消耗異常, 吊缸 後不久就會很快被發現并及時得到糾正, 因而可排除 油令裝反導緻該故障的可能性。
( 2) 觀察到, 負荷越高, 滑油耗量越大。
( 3) 高壓油泵 換下運行時間相對較長的 No1 和 No3 等兩個缸 的高壓油泵, 使用密封件全部換新的兩台高壓油泵, 滑 油消耗恢複正常。解體檢查換下的兩台高壓油泵, 發現其中一台的 一道密封圈( 圖中标号 165 004) 嚴重老化。
2 高壓油泵結構簡介
問題是解決了, 但為什麼高壓油泵密封圈老化會 影響系統滑油消耗呢? 要徹底弄清其中的奧妙, 關鍵在于全面了解此型 高壓油泵的結構。 高壓油泵的結構如圖 1。
- 圖中的油孔 A、B 和 C, 以及油槽 a、b 和 c, 是筆者為了便于說明而自行命名 的, 說明書和原結構圖紙上沒有這些标注。
- 套筒與泵殼接觸的外表面, 開有 A、B、C 等三個小油孔;
- 套筒與柱塞接觸的内表面, 開有 a、b、c 等三個環形小油槽。它們彼此一一對應, 在套筒内部, 形成 Aa、Bb、Cc 等三條油路。
( 1) A 孔和 Aa 油路 A 孔, 通低壓( 相對于高壓油泵噴射壓力油而言) 燃油腔, 背壓為 0.8MPa( 進機燃油壓力) 。Aa 油路( 圖 1 上沒畫出) , 是高壓燃油洩油通道, 漏洩到 a 槽的高壓燃油, 經 A 孔流回燃油低壓腔室。
( 2)B 孔和 Bb 油路 B 孔, 間接通油渣櫃, 背壓為大氣壓力。Bb 油路, 是高壓燃油洩油通道, 漏洩到 b 槽的高壓燃油, 經 B 孔最終流到油渣櫃。
( 3)C 孔和 Cc 油路 C 孔, 通 0.4 MPa 的系統滑油。Cc 油路, 使 c 槽充滿 0.4 MPa 的工作滑油, 潤滑柱塞和套筒, 同時阻止高壓燃油漏洩到曲拐箱。這一路, 沒有回油通道。高壓油泵設置 C 孔和 Cc 油路, 有兩個作用:
- 潤滑配合精密并高速運動的高壓油泵柱塞和套 筒。燃用柴油時, 柴油足以潤滑高壓油泵柱塞和套筒; 燃用重質燃料油時, 燃油粒度大, 黏度大, 不足以潤滑 高壓油泵柱塞和套筒, 隻得引入系統潤滑油。
- 防止燃油漏洩到凸輪箱污染滑油。
( 4) 套筒外側 A、B、C 等三孔道的隔離 A 孔與 B 孔, 由組合密封圈 165105 和 165200 隔 離; B 孔與 C 孔, 由一道密封圈 165 004 隔離。 由以上所述的高壓油泵結構可知: 密封圈 165004 失效, C 孔 0.4 MPa 的工作滑油 就會漏過密封圈, 流到背壓為大氣壓力的 B 孔部位, 最終流到油渣櫃, 導緻系統滑油耗量增加。 系統滑油耗量增加幅度, 随下列因素而增大: 副 機負荷增加; 系統滑油升溫, 粘度下降, 流阻減小。 這就是 WARTSILA 4R32D 副機這次系統滑油消耗異常故障的原因和機理。
3 問題的延伸
套筒内的 Aa、Bb 和 Cc 等三油道, 任何一條油 道的堵塞, 都會減弱防止高壓燃油漏洩的作用。而三油 道狹窄, 油泵本體溫度又高, 燃油和滑油極易在油道内 結碳, 造成油道堵塞。
Cc 油路堵塞, 不僅因 B 孔空間失去 C 孔空間的 背壓而漏入凸輪箱, 還可能因失去潤滑、環形油槽内結 碳等導緻套筒與柱塞咬死。
組合密封圈 165 105+165 200 失效時, A、B 兩孔 相通, 0.8 MPa 的低壓燃油就會直接流到油渣櫃, 引起 副機燃油耗量增加。實 際 運 行 , 經 常 發 生 組 合 密 封 圈 165 105 + 165 200 和密封圈 165 004 同時失效, 而 B 口出口管 路又不暢的情況, 此時 0.8 MPa 的低壓燃油通過 C 孔 直接進入滑油系統, 造成滑油污染, 曲拐箱油位升高, 後果嚴重。
4 長期未能消除故障的原因期未能消除這一故障, 關鍵在于對 B 孔的認識 錯誤。
( 1) 客觀上, 說明書和圖紙表達不清晰、不全面: B 孔的功能, 說明書上沒提及, 從圖紙上也很難 看出; B 和 C 兩個小孔各自延伸的接口, 在高壓油泵 的本體上緊挨在一起, 圖上表示得不夠清楚, 易混淆; B 孔的出口管, 從外觀上看, 極像是直接通到曲拐箱, 易誤當作工作滑油的出口。這樣, 不易懷疑高壓油泵會引起滑油超耗。
( 2) 主觀上, 學習中鑽研精神不足。前述“B 孔的出口管, 從外觀上看極像是直接通到曲拐箱, 易誤當作工作滑油的出口”,“極像”和“誤當 作”都是沒有認真研讀說明書, 缺少鑽研精神所緻: 首先, 工作滑油不必要( 實際也沒有) 出口, 況且 即使工作滑油有回油, 也是就近回到凸輪箱, 不會舍近 求遠“直接通到曲拐箱”。其次, 隻有認真查過管路, 才能知道 B 孔出口管實際走向, 但有些人往往不查管路。何況, 柴油機操作和維修保養說明書的第 16 章 “Injection System”一節 , Fig16- 1 有高壓油泵 結構 彩 圖, 其中的 Bb 油路用的是燃油填充色。筆者就是據此 察出了端倪, 繼而尋根求源地探究。此外, 不排除某些輪機員墨守成規, 考慮滑油超耗 時, 甚至根本就沒想到還用高壓油泵潤滑這一路。
5 調整高壓油泵維修保養的有關規定 針對該型副機高壓油泵增加系統滑油潤滑, 需相應調整副機維修保養程序的高壓油泵部分。
( 1) 調整高壓油泵解體檢修周期解體檢修周期, 沒有系統滑油潤滑的高壓油泵一 般是 10000 運轉小時, 而 WARTSILA 4R32D 副機說 明書規定是 8 000 小時。考慮 WARTSILA 4R32D 副機 高壓油泵采用系統滑油潤滑柱塞和套筒的特殊情況, 應嚴格遵照說明書的規定。
( 2) 換新全部密封圈 高壓油泵密封圈, 承受高壓和高溫, 密封效果與使 用時間密切相關。超時使用, 密封效果會大打折扣。所以, 每次解體高壓油泵, 全部密封圈都應換新。密封圈是嵌入在泵殼内的, 安裝套筒時稍不留神, 就會損壞密封圈, 且不易被發覺。安裝時, 應: 将泵殼垂直放置, 套筒和密封圈的表面塗以足夠的滑油, 密封圈沿槽四周均勻布置, 套筒對正泵殼, 輕輕壓入, 切不可用力敲進。
( 3) 清通所有油路 解體高壓油泵時, 應清通所有油路, 尤其是 Aa、Bb 和 Cc 等三油道。清通 Aa、Bb 和 Cc 油路, 需: 拆除套筒底部的壓蓋, 松掉封堵加工孔的内六角螺絲, 用鐵絲等工具清除油道内的結碳, 用壓縮空氣吹淨。
6 相應的日常運行管理
WARTSILA 4R32D 副機日常運行中, 應經常打開高壓油泵檢查 B 孔出口管, 一旦發現異常漏洩, 盡快解體高壓油泵, 更換密封圈。若曲拐箱滑油含有燃油成分, 十有八九是高壓油 泵套筒的密封不良, 需解體高壓油泵查實。
以下為曆史經典文章合集鍊接，需要自取：
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