某船柴油主机滑油压力低故障分析与排除

主机备车后, 进行启车, 转速只开到 460 r/ m in (额定转速1000 r/m in) , 滑油压力指示在0. 42 MPa, 不带任何负荷, 该机1min之内即出现滑油压力下跌趋势, 15min内下跌0.06 MPa, 调整机带滑油泵调压阀毫无效果。

当使用备用泵启车时 , 滑油压力指示在0. 45 MPa, 仍然出现滑油压力下跌趋势, 但下跌量不如机带泵大, 为 0.03 MPa左右。

相比较而言, 另一台主机滑油压力则相对稳定, 随着滑油温度的升高, 压力的变化量不超过0.01 MPa。

我们了解该船中修出厂后不久 , 船厂对该主机的主轴瓦、连杆瓦、凸轮轴轴瓦进行了换新 , 从船方操纵记录来看 , 左主机在此以前 , 滑油压力诸参数一直处于正常范围, 但由于机带滑油泵、备用泵都表现出同一种故障症状, 不排除主机内部出现较大的内泄, 即某个轴瓦出现间隙过大的特殊情况。 

例如 , 凸轮轴第9道轴承就是最易发生故障的部位 , 我们已在数条同型号船上而且都是在左主机上发现其凸轮轴第9道轴承极易磨损, 引发主机滑油压力降低, 其程度不一。

分析其原因, 推测为结构、安装或轴瓦质量等造成轴瓦短暂缺油所致。 

就该型机而言, 所引起滑油压力低原因有如下几种情形。 

(1) 油底壳滑油油位过低, 或滑油变质。 

(2) 滑油泵故障, 调压阀失灵。 

(3) 主机润滑系统故障, 压力保持阀及溢流 阀故障。

(4) 主轴瓦、连杆瓦、凸轮轴轴瓦间隙过大 , 或局部故障。 

(5) 机头各齿轮润滑油管断裂或脱落、移位。 

(6) 辅助系统原因, 如吸入管进气, 滑油压 力管系外泄等; 

相应阀组故障, 如各阀关闭不严、漏泄或开启不到位等。 

本着由简至繁, 从易到难的原则, 我们分别对可能引发该主机滑油压力低故障的因素进行了检查 , 

第一步, 检查主机油底壳油位及油质情况, 发现油位正常, 滑油无进水、进燃油等情况。

第二步, 检查所有管系有无外漏情况, 码头检试中, 发现滑油压力表无摆动情况, 检查滑油过滤器旋塞无空气逸出, 压力管系阀门、管接头无滑油泄漏。

第三步, 由于机带滑油泵和备用泵都出现同样的故障现象, 其中二者又略有不同。

我们决定采用将左右主机机带滑油泵进行置换的方法, 来缩小检查范围即确定机带滑油泵是否正常。

经分别试车 , 右主机运转正常, 而左主机仍表现出同样的故障症状, 由此可见, 该故障与滑油泵没有关系。

第四步, 在空车运转中, 由于观察到增压器滑油压力表指示为 0.15 MPa, 处于正常状态。

于是我们将机油总管溢流阀关死。

为了防止其泄漏造成虚假情况, 特将其用垫片封死, 但试车结果表明故障仍旧出现, 表 明滑油压力低故障跟主机滑油系统中的压力保持阀、溢流阀无关。

第五步, 检查了滑油系统外部管系阀门的工作情况, 所有的操作均由船方完成, 压力管路不存在漏泄情况, 输入管不存在进气情况 , 阀门全部开启到位。

为了排除机器内部有可能发生滑油支管的内泄情况, 我们打开了左主机前端盖板, 结果发现润滑齿轮的滑油支管无脱落、断裂、 移位等情况 , 我们又打开了该主机第8号缸头, 检查了凸轮轴承最后一道轴承运转情况 , 从外观上看 没有发现异常。

第六步, 考虑到该车是在高速运行中发现该故障的, 我们又结合了近几年该型号主机的维修情况, 决定对曲轴进行拐挡差测量, 与中修出厂纪录进行比较来检查轴承是否有不正常磨损情况, 结果测量数据与出厂原始纪录数据没有什么差别。

基于上述种种情况, 是否坚持检查凸轮轴轴承是一个难点, 以前的维修经验表明该凸轮轴瓦特别是第 9道轴瓦经常出现不正常的磨损而导致间隙过大; 

另外, 这个推测可以解释柴油机内部滑油的内泄情况。

但是, 拆检凸轮轴轴瓦耗费时间长, 牵连工程较大, 又无现成备件, 严重影响部队的集中训练, 于是我们在试车中又检查了主座瓦、连杆瓦有无过热现象, 结果发现工作无异常。

考虑到正值部队执行任务, 关系重大。

经研究分析, 我们决定再做一次尝试, 重新将外围系统再详细检查一遍, 结果发现有一个阀安装方向与滑油实际工作路径方向不相符。

对此大多数人不以为然 , 认为这个阀为截止止回阀, 都曾纳入检查故障范围, 而且这个截止止回阀属于常开型, 平时阀杆提起即可 (已检查过) , 如果此阀装错, 因滑油无法进入主机,柴油机根本无法正常工作, 就连厂内试车都无法通过, 所以不应怀疑此阀, 但在这种情形下, 我们抱着宁全勿漏的原则将其打开检查, 结果发现阀头卡死, 而且卡在一个开启的位置上 (擦痕十分醒目) , 这样操纵阀杆对其不起任何作用。

滑油从阀出口逆行进入时, 阀头因卡死而失去关闭功能。

至此, 参照该型柴油主机滑油系统简图, 其故障原因可以得到较好的解释。 

当机油泵工作时, 滑油从油底壳抽出, 经过该截止止回阀, 旁通或经过滑油冷却器至滑油过滤器, 最后到主机滑油主油道进口。

此阀装反以后, 由于阀头被卡住而没有处在封死滑油通道的位置上, 这个油路仍然是畅通的 (如果此阀工作正常那么这个通路就被阀头堵死, 主机无法工作) , 实际上由于工人的安装错误, 滑油仍可以通过。

但厂内试航与在航时表现的症状为何大相径庭呢, 关键在于阀头的开启度上。

厂内试航期间阀头处于相对位置较高, 开启度大, 滑油没有受到节流影响或影响很小, 主机滑油压力就表现为正常, 但随着时间的推移, 舰艇出海次数增多, 考虑管系振动、油流冲击等原因, 阀盘又向下移动一定位置 (同重力方向一致) , 结果阀头卡的更死, 节流作用就更加明显了, 因此机带泵工作时滑油受到了节流降压作用, 主机启动后由于温度低, 压力表显示看似正常, 但当温度上升一定温度时, 油量表现为相对不足, 压力表压力开始下降, 使表压力一直跌到能与滑油相应油量、相应温度相对应的压力值上来。

从这个思路出发, 备用泵的故障现象也可以得到圆满解释。

备用泵启动后, 由人工控制油路阀门开度来调节滑油压力, 由于截止止回阀不能执行正常的封闭作用, 从备用泵输送来的滑油到此就分为两个支路, 一路按正常路径进入主机 , 另一路经截止止回阀和机带滑油泵进入油底壳, 由于该系统管路较细, 泵功率大, 设计上可以同时供给两台主机使用, 因此通过人工控制可以调整出较高的压力范围, 主机启动后, 机带滑油泵功用逐渐发挥, 这部分滑油由于前方有高压滑油阻挡而憋在滑油管内 , 随着压力升高, 机带滑油泵调压阀开启 (开启压力值低于滑油压力) , 滑油旁通, 另外, 在滑油上升一定温度时, 机带滑油泵在高压作用下的内部渗漏也逐渐增强, 滑油压力也损失一部分。

因此, 备用泵启动后外观也表现出滑油压力下跌, 但下跌量较小, 与主机机带滑油泵调压阀调整情况有关。

另外 ,滑油预供泵压力较低 ( 0.12 MPa ) ,因而不受其系统影响 , 无上述故障现象。