【船机帮】船用电喷柴油机滑油系统的特点与管理

导读

MAN B&W ME-C/B船用电喷柴油机从2003年面世至今，以其低油耗、低排放、易操作等优良的性能，得到市场的高度认可。

但是，和所有其他柴油机相比，该系列船用柴油机对滑油系统的管理提出了更高的要求，使用或管理不当会出现各种问题。

下面就这一问题进行探讨和交流。

一、MAN B&W ME-C/B

柴油机润滑油系统的结构和原理

此处液压动力供应就是指200~300bar（20~30MPa）的伺服油供应单元。

图1 HPS—Hydraulic Power Supply液压动力供应结构和系统图

由图1不难看出，系统滑油经过滑油自清滤器后有大约10%成为液压伺服油（说明书一般称为HYDRAULIC OIL）,经过过滤精度6μ的精滤器进入液压动力单元。

液压动力单元由两台电动泵（备车时使用）和三台机带泵（正常运转时使用）组成。

备车时，伺服油压建立期间两台电动伺服油泵同时运转，在主机转速达到15%MCR时自动停止，3台机带泵投入运转。 

运转后，电动泵与机带泵将液压伺服油供至安全蓄压块（安全蓄压块是电动泵与机带泵的交汇点，是与HCU之间的一个中转站），再通过由CCU控制的FIVA阀（控制燃油喷射和排气阀启闭的多功能阀）进入高压油泵和排气阀（见图2）。

图2 FIVA工作原理图

一旦主机系统滑油产生变质，FIVA阀极易损坏，严重时会造成主机无法正常工作。

下面结合实例，介绍使用者和管理者在ME-C/B电喷柴油机滑油系统管理过程中总结出的注意要点。

二、FXH轮主机FIVA故障案例

FXH轮由广州文冲船厂建造，该轮2016年5 月16日~5月21日试航，2016年11月28日交接，11月30日离厂投入营运。

该轮主机型号为MAN B&W 5S60ME-C8.2,额定功率为8050kW 额定转速为89 r/min 营运转速为84.5r/min。

1、故障处理经过

FXH轮2017年1月07日No.5缸FIVA阀故障(ELEI/FIVE FEEDBACK SIGNAL FAILURE)(CCU5) (SLOW DOWN),船存备件一套，整体更换后恢复正常航行。

1月11日，No.3缸FIVA阀发生同样故障，No.3和No.4缸FIVA对调后，主机No.4缸出现故障而No.3缸恢复正常，初步判断No.3缸FIVA阀故障，因船存1套备件换至No.1缸后已经没有备件可换，No.4缸只能封缸运行。

连续两缸FIVA阀出现问题，而且船舶面临更大的风浪，如果再损坏一个，船舶将面临严重后果。

1月13日船管公司向上级申请该轮驶往檀香山接收备件，当天得到许可后船舶驶往檀香山。

2017年1月16日, No.2缸FIVA阀又发生同样报警，多次复位后可以工作但是坚持不了几分钟便会再次报警，船舶安排值班人员报警后复位保持No.2缸断续工作，至此No.4缸封缸运行，其它三个缸正常运行。

鉴于FXH轮情况紧急，船管公司考虑有一条姊妹船正从皴鱼圈出发途经巴拿马运河去美湾，与该轮的航线很接近，而且姊妹船上有两个FIVA备件，1月16日向上级申请姊妹船驰援FXH, 1月29日姊妹船追上了 FXH轮并减速伴航。

2017年2月1日FXH轮主机No.3缸FIVA阀又出现同样的故障报警而且不能复位。

此时主机只有No1、No.5缸正常运转、No.2缸间断工作。

低速航行主机盘根箱油泥严重堆积，船舶每两天就要停车清洁一次，防止造成其他损失。

因风浪较大姊妹船没有实施备件转运，2月3日天气好转，姊妹船海上成功传送2套FIVA整体备件给FXH轮，并连夜装复至FXH主机No.3和No.4。

至此FXH轮No.2缸断续工作，No.1、No.3, No.4、No.5缸正常工作，船舶继续驶往檀香山，2月7日1650时船舶靠妥美国檀香山非生产性泊位。

在美国檀香山经过20多天的修理，直至2月28日早上试航一切顺利，船舶恢复正常运行。

2、故障原因分析

在檀香山修理期间，对主机进行了如下检查：

1)主机滑油自带泵及自带泵比例阀拆检发现内部有锈蚀及金属粉末垃圾混合物；

图3主机滑油自带泵

2)系统油旁通滤器和主机HPS单元自带旁通滤器拆检，发现主机系统油旁通滤器壳锈蚀严重， 滤器元件有明显水迹；

图4主机系统油旁通滤器

7）主机连杆轴承，No.1~ No.5缸曲柄销及连杆大端轴瓦拆检，曲柄销均有不同程度拉毛、划痕迹象；

图9连杆大端轴瓦

8）主机主轴承，No.1〜No.6缸拆检发现主轴颈及瓦有不同程度腐蚀和划痕迹象；

图10主机主轴瓦

9）推力轴承，拆检后发现推力块划痕明显;

图11推力块

10）FIVA阀，对原No.3 缸、No.4 和 No.5 缸换下的FIVA阀拆检发现先导阀和主阀皆有明显磨损痕迹、腐蚀痕迹；

图12 FIVA阀主阀芯

以上种种迹象表明，主机系统滑油受到污染、伺服油受到污染继而直接导致FIVA阀内部异常磨损，引起排气阀开启行程过低(Exhaust Valve Stroke Low)、燃油喷射异常，主机相继岀现好几个气缸不发火。

三、MAN B&W ME-C/B

电喷柴油机润滑油系统的特点和管理

1、加强系统润滑油交船前的质量把控。

该轮试航结束后在船厂搁置了近6个月才出厂，后来系统滑油取样，化验报告表明主机滑油含水量已经超过说明书规定；

2、加强接船开航前对主机FIVA阀进口滑油滤器的管理。

在车间台架试验和试航的时候，5μ的“ Running -in Filter”会装在FIVA 阀进口，试航之后一定要将其拆除或者换新。

我们知道主机在车间试车前，液压油的清洁等级会达到ISO 440616/13,或者NAS Code 7,但是这是在机器静止不运转的情况下进行的窜油检测的结果，当柴油机开始运转，以及试航所有设备都开始运行的时候，振动会比窜油的时候更加剧烈。

此时系统中如存有窜油期间没有带走的污染物，那么在主机运行过程中，经过振动，会从焊缝/法兰接口等出来进入FIVA进口滤器。

开航前不及时拆除或换新的话，一方面滤器过滤效果大大降低，另一方面液压油供应量也会大大减少。

这也是很多FIVA甚至在试航的时候就会出现卡阻磨损的原因；

3、加强交船后系统润滑油自清滤器和HPS单元精滤器的管理。

一般来说自清滤器DN200是40μm的，精滤器DN100是6μm的。

对于系统自清滤器的管理同MC机型，没有什么区别，但对HPS单元精滤器的管理一定要重视。

一般来说精滤器还有一个冗余redundancy filte滤器与自动滤器是并联的，但是并不像我们传统的旁通滤器。

具有自动冲洗功能的滤芯是6μm的，其冗余滤器滤芯有的是25μm的，有的是6μm的。

25μm的冗余滤器一般是2015年前采购主机所用的滤芯。

对于2015年1月1日以后采购的主机，厂家一般会介绍使用6μm的冗余滤器滤芯。

厂家更改冗余滤器滤芯主要用意是希望在台架时使用6μm的旁通滤器进行冲洗，提高液压油冲洗的效率，可以快速使液压油系统达到6μm以下颗粒的使用环境，从而逐步取代三明治滤器的功能。

对于6μm的冗余滤器和自动滤器来说有明显不同，即自动滤器是6μm的，但对颗粒度过滤效果只能达到50%〜80%,而这个redundancy filte却能达到99%,且这个滤器是不可清洗、不可长时间使用的。

厂家要求：

每个月使用此滤器8h,就可以保证系统油NAS达到要求it is possible to clean the oil from ISO4406 xx/19/15(engine requirement) to ISO4406 xx/16/13(ME system requirement) in one pass through the redundancy filter。

对于6μm的自动滤器最好有一套备用，压差高时及时用煤油或除碳剂等清洗，清洗时注意不要污染滤器的内表面；

4、加强主机滑油分油机的管理，提高分离温度，减小分离量以获得最佳的分离效果；

5、HPS或者HCU单元的元部件拆检后，一定要按照说明书的要求进行冲洗和驱气；

6、加强主机的维护保养，如喷油器、排气阀、透平、空冷器、活塞杆填料函等，经常清洁扫气箱,保证柴油机良好的燃烧状况，防止由于高温或积碳污染柴油机滑油系统；

7、ECS系统中执行机构很多，比如气缸注油器，机带液压泵，控制燃油喷射和排气阀动作的FIVA阀，均和滑油系统有关。

脏污的液压油会造成机带液压泵控制阀、FIVA等故障，尤以FIVA阀故障率较高。

在ME主机进入市场的早期，可能出现过由于FIVA本身的先导阀控制电路部分故障导致的问题，但是，随着后期设计的改进和经验的积累，这部分故障基本上不存在了。

根据柴油机厂家最近10年的服务经验，现在绝大多数故障多是因为液压油脏引起的FIVA先导阀卡阻，主阀芯磨损。

一旦导阀卡阻、主阀磨损内漏的话将会引起燃油喷射异常，(Exhaust Valve Stroke Low)排气阀开启行程过低等故障；

8、加强润滑油的定期化验，有条件的话每3个月至少化验一次，发现问题及早处理。

在整个柴油机的生命周期里，系统润滑油质量高低对柴油机的影响就像血液对人体健康的影响，我们平时对滑油管理重点就是保证工作介质一液压油的清洁，无论是在造机厂，船厂还是交船以后。

对于液压系统和主机滑油系统合在一起的ME主机，日常的精细管理就显得更为重要。