【船机帮】某船副机咬缸实例

一、事故经过

某船配备日本产YANMAR副机，型号8N21ALEV,缸径210mm,冲程290mm,转速900r/min,额定功率1050 kW,2009年1月出厂营运，至发生事故时，该副机总运行时间为42200h,距上次吊缸已有9851h，已进入计划维修保养的周期内。

2018年9月某日，轮机员检查时发现单独运行的3号副机曲轴箱透气帽处有大量烟雾喷出，同时机舱报警（火警）。

轮机员迅速启动备用副机、并车，在转移负载过程中3号副机因滑油低压自动停车。

轮机员打开3号副机示功阀并盘车，发现盘车困难;打开曲轴箱道门检查，发现No.1缸缸套处有水流出，活塞卡阻在下止点位置，用螺丝刀无法拨动连杆，机体与缸套连接处颜色发黑，滑油有炭化痕迹，有明显的受高温迹象。

根据以上症状，判断副机No.1 缸发生“咬缸”，见图1。

图1 副机No.1缸发生“咬缸”事故

二、详细检查

拆除 3 号副机No.1 缸活塞，再次检查发现活塞与连杆小端卡阻。

拆解活塞与连杆,对该缸部件进行详细检查，各进排气阀状态正常，喷油器喷油压力 (33MPa)略低于设计要求压力（33.5~ 34.5MPa) ， 属正常状态。

图2 连杆

连杆大端圆度和圆柱度均正常（见图2) ，连杆瓦也没有异常磨损的痕迹，连杆内滑油通道、活塞冷却油喷嘴未发现堵塞。

详细检查活塞和连杆，活塞整体完整，上部有明显积炭,裙部发生严重的干摩、擦伤。

活塞环油环形状完整，上面2道环可以活动，有阻滞感，下面2道环可以自由活动；因积炭，环槽天地间隙明显减小; 活塞销表面发蓝，明显受过高温;连杆小端铜套磨损 严重（见图3) ，小端侧面和活塞销孔座面有明显的受高温后表面发蓝的现象。

图3 连杆小端铜套磨损严重

缸套下部左右两侧有 撕裂痕迹，右侧有裂纹，形成漏水现象，见图4 。

图4 缸套下部右侧有裂纹

三、事故原因

根据警报系统记录，副机停车是因为滑油低压。 

根据日常保养记录及现场检查结果，发现:活塞与缸套咬合磨损，缸套金属脱落有裂纹;连杆小端与活塞发生过热、发蓝现象，活塞、活塞销、连杆有咬合磨损甚至粘牢现象。

分析滑油低压原因有:

液位低吸空、管路破损或是轴承间隙过大、泵故障、泵转速低、滤器脏堵、滑油温度过髙等。

检查滑油滤器时，发现滤器严重脏堵，见图 5。

图5 滑油系统滤器和透平滑油滤器

根据船员反映，在日常管理中该机进机滑油滤器清洗频率非常高。

根据滑油滤器脏堵状态判断, 滑油低压由滤器脏堵导致。

从检查现象分析，该副机整体性能下降,活塞令状态不是十分良好，形成窜气,下窜的燃气携带燃烧产物经过活塞裙与缸套之间的空隙进人曲轴箱，在污染滑油的同时也会使滑油温度上升，黏度下降，滑油压力下降，同时造成缸内燃烧不良，产生大量积炭，在窜气过程中积炭进人曲轴箱，加速滑油的脏污。

滤器脏污速度快,虽然还没有达到滑油低压报警，但是副机长期处于较低油压状态下运行，造成本身润滑条件最差的连杆小端轴承缺油，失去应有的润滑条件。

运行中的连杆小端产生高温，在高温作用下，活塞销及连杆小端发蓝、膨胀，使活塞销、连杆、活塞三者之间从正常的浮动状态到初步的不活络状态，以及最终形成“咬死”状态。

筒形活塞活塞裙的一个重要作用是完成活塞在缸套中运行的导向作用，活塞裙与缸套形成一对运动副，缸套壁承受着正常的侧推力。

此时，在副机正常运行中，连杆、活塞已处于不活络状态，活塞不能随着曲柄转角的变化而自由摆动，活塞裙失去应有的导向作用，而将来自曲轴的巨大侧推力作用在缸套壁上。

随着连杆活塞不活络程度的增加，活塞作用在缸套上的侧推力快速上升，活塞与缸套间形成巨大的摩擦力甚至相互敲击，严重破坏油膜,活塞裙与缸套产生干摩擦，甚至发生咬合磨损。

此时,为保持副机正常运行，各缸自动加大油门，产生更大的动力来克服No.1 缸活塞与缸套间的摩擦阻力，导致活塞裙不断摩擦、敲击缸套，形成缸套严重裂缝而漏水。

最终,活塞连杆受长时间高温作用，销座发生永久性变形，活塞连杆彻底“咬死”，活塞无法摆动，副机无法克服这个巨大阻力而自动降速。

随着副机转速降低，副机滑油压力进一步下降，从而发生滑油低压报警，以至滑油低压停车保护，副机自动停车。

查清楚故障原因后，对3号副机进行大修，更换 No.1 缸的缸套、运动部件，随后3号副机恢复正常运行。

四、结论

通过以上分析得出结论，该副机长时间工况不良，形成窜气，滑油被污染、滤器脏堵、滑油低压，活塞销失去润滑条件,受高温变形而“咬死”，巨大的侧推力敲击缸壁，导致缸套破损。

在以后的工作中，应吸取以下经验教训：

(1)船舶机械设备应按计划进行维修保养，并积极视情维修。只有根据设备的实际状态采取合适的维修方法，才能有效消除安全隐患，避免设备发生严重事故。

(2)既要注重实践管理，又注重理论分析，二者相辅相成，特别是对于不常见的事故更要进行理论分析，并以此指导实践。

(3) 船舶管理需要船岸的共同努力，船上人员要充分利用各种资源，包括岸基支持、充分有效的船岸沟通等。

岸基支持要对船舶设备状态有充分的了解，根据公司的管理原则对船舶管理提供指导意见和技术支持。

END