TBD620V12拉缸故障原因分析及解决方案

2018 年7月31日，河柴重工承接某船用发电机组高压油泵传动机构漏油修复工程，在机组恢复性试验中出现曲轴箱压力高报警停机，经拆检发现柴油机（TBD620V12）A2、 B1、B2 缸气缸套断裂，故对该机进行扩大拆检修复。

柴油机于 2018 年9月5日修复完毕，在恢复性磨合试验运行至80%功率时突然出现异响，紧急停机后拆检发现 A2、B5 缸拉缸，其中A2气缸套断裂。

故障柴油机累计运行时间为26751小时。

2018年7月31日更换泵传动机构总成后，机组开机试验出现淡水温度（78℃且仍有上升趋势）较其它机组偏高问题，在采取检查海水系统、清洗热交换器，更换节温器等措施后再次开机试验，柴油机淡水温度仍有继续上升趋势，在此期间突然出现曲轴箱压力高报警自动停机，检查发现油底壳油位上涨 6cm，进气管有大量水流出，膨胀水箱内无水。

拆机体观察孔盖板后发现 A2、B1、B2 缸套处向下漏水，进一步检查发现 A2、B1、B2 缸气缸套沿第一道O形圈处断裂，A6 缸轻微拉缸，A3、A4、A5、A6、B4、B6 活塞顶部有轻微烧蚀情况。

此次故障修复、修复后试验情况如下：

①将各缸连杆返厂检测未见异常；

②于对所有气缸盖进行水压试验，其中 A2、A3、B6 缸喷油器护套漏水；

③所有连杆大端孔装瓦后测量尺寸未见异常；

④更换 B1、B2、A2、A6 缸气缸套。

⑤更换 A2、A3、A4、A5、A6、B1、B2、B4、B6 缸活塞和活塞销，同时更换 12 副新活塞环。

⑥清洗滑油冷却器芯子、滑油双联滤器、油底壳，清洗全部气缸盖并研磨气门，清洗机体气缸孔内锈渣；

⑦换新滑油并使用滑油预供油泵进行整机串油，更换滑油精滤芯，清洗安全滤芯。

⑧开车起动，空载怠速1000转运行20分钟，额定转速运行30分钟，柴油机各项运行参数正常。加载200kW功率后柴油机B列呼吸器冒白烟，曲轴箱压力高报警停机。

服务人员拆下机体观察窗盖板检查运动部件可见部位无异常，使用内窥镜检查各缸燃烧室未见异常，测量轴向间隙值在正常范围内。

⑨服务人员进一步检查柴油机滑油泵衬套、曲轴止推环、膨胀水箱及气缸套活塞连杆组未见异常。检查滑油滤器壳体内有少量金属屑，A/B 列油气分离器壳体内均有大量水，由此推断曲轴箱呼吸器冒出的白烟主要是水气导致。后再次开机于 200kW 负荷运行约 30 分钟，观察呼吸器冒烟正常，两列水温 73/74℃，油温 86℃，淡水液位正常。停机后更换滑油、滑油滤芯、滑油安全滤芯。 

⑩开机试验，机组空载无异常，加载至 300kW 负荷左右，淡水温度80℃（偏高），油温 89℃，更换淡水泵、节温器无效，强制拉开节温器，机组在300kW负荷左右运行时水温70℃，油温83℃。

⑪对柴油机进行磨合试验，当增加功率至 800kW左右，功率升至850kW左右，水温 74/73℃，油温 85℃。突然柴油机突然出现沉闷异响，曲轴箱压力高报警停机，手动 盘车无法盘动，检查发现滑油液位上升，膨胀水箱已无水。

服务人员再次对柴油机进行全面拆检，拆喷油器检查发现喷油器体锈蚀（见图 1），

图1 喷油器锈蚀

拆机体观察窗检查机体内部，发现两缸严重拉缸（见图 2），

图2  活塞

活塞与气缸套有粘接，局部烧熔情况（见图 3-4）。

图3  燃烧室情况

图4  汽缸盖底部

将其它缸气缸盖全部拆下，发现活塞顶部有白色痕迹（见图 5），

图5  活塞顶部白色的痕迹

与喷油器雾化孔位置一致，手动盘车检查气缸套可见部位未见异常。

拆下活塞连杆组发现连杆瓦上有斑痕麻点镀层脱落现象（见图 6）。

图 6 连杆瓦情况

检查机体气缸孔发现缸体水道内有较多锈渣（见图 7），

图 7 缸机体水道孔内的锈渣

A2 缸气 缸套沿第一道O形圈槽处断裂（见图 8）。

图 8 气缸套O形圈处断裂

2018年9月11日服务保障中心服务人员再次登船，对该机组开展进一步拆检，具体情况如下：

①检查两组滑油滤器，壳体内有金属屑，滤前金属屑稍多一些，滤后金属屑微小颗粒不多。 

②检查A2故障缸活塞，圆周方向均严重拉伤，活塞体从头部到裙部拉伤产生的铝屑粘接在气缸套内壁（见图 9）。

图9  A2 缸活塞拉伤

使用压缩空气检查活塞进出油孔通畅，使用柴油检查活塞油环槽中的四个油孔通畅无堵塞。气缸套从第一道O形圈槽处断裂（见图10）。

图10 A2 缸气缸套断裂情况

③检查B5故障缸，活塞分别四个方向拉缸，拉缸方向均与活塞环环槽的四个油孔基本对应（见图 11）。

图 11 B5 缸活塞拉伤情况

拆下油环及弹簧检查有油渍无生锈，用柴油倒入活塞检查活塞油环槽内四个油孔通畅无堵塞，活塞进出油孔正常无堵塞；活塞销油孔位置磨损较严重，手摸衬套表面较粗糙（见图12）。

图12 B5 缸连杆小端衬套情况

④拆下其它10个缸活塞连杆组，检查活塞外观无明显异常，检查活塞环侧隙及开口间隙无异常，检查连杆大端轴瓦不同程度的拉痕（见图 13），

图 13 连杆大端轴瓦不同程度拉伤

检查连杆小端衬套有不同程度的磨损，其中 B1、B2、B6 拉痕较深（见图 14），

图 14 B1、B2、B6 连杆小端衬套

衬套表面触摸粗糙感。B4 衬套中间一道漏铜，A1衬套内中间一道拉痕较深，A3 缸衬套轻微漏铜。

⑤拆下其它10个缸气缸套，检查发现气缸套内均有纵向拉痕（头发丝似得竖纹）其中 A1、A4、B3、B4、B6 气缸 套内纵向拉痕手摸有轻微的刮手感（见图 15）。

图 15 气缸套表面均有纵向竖纹

其它缸套虽有竖纹手摸表面光滑无感觉，正常的网纹存在。对10个气缸套进行测量缸径均在技术极限范围内，满足使用要求。另对 B2、B3、B4 缸气缸套O形圈槽位置着色探伤，未见明显异常（见图16）。

图 16 气缸套O形圈处探伤情况

⑥拆下A1/B1、A2/B2、A5/B5、A6/B6 缸活塞冷却喷嘴盖板，检查盖板内有油水混合物油渍非常黑，且内部有少量微小颗粒。嘴吹喷嘴孔正常通畅，倒入柴油检查喷嘴孔 出油正常（见图17）。

图 17 活塞冷却喷嘴检查情况

⑦分解清洗滑油调压阀，阀体内部有金属屑（见图18）。 

图 18 调压阀检查 

⑧拆下机体挺柱发现挺柱孔内壁有微小颗粒物。 

⑨清洗活塞积碳，发现6个活塞顶部有不同程度痕迹 （见图19）。

图 19 活塞顶部

⑩复查喷油提前角较标准值偏大，复查联轴节未见异常（图20）。

图 20 高压油泵及联轴节

根据以上拆检现象，导致柴油机轴瓦划伤、拉缸以及活塞顶部痕迹的原因分析如下：

①柴油机轴瓦划伤。

主要是由于滑油滤器失效使颗粒物进入滤器后主油道，进而进入各运动摩擦副，导致轴瓦划伤。

②柴油机拉缸。

根据拉缸痕迹与活塞油环槽内的四个出油孔位置一致的现象，推断由于滑油滤器失效使颗粒物进入滤器后主油道，进而通过活塞冷却喷嘴进入活塞润滑油腔，从活塞上油环槽小孔出来时，在油环与气缸套接触表面造成划伤，进而导致拉缸。

③柴油机活塞顶部痕迹应为高温腐蚀现象，可能由于柴油机主油道内颗粒物通过活塞冷却喷嘴进入活塞油腔，降低了滑油对活塞的冷却效果，使活塞顶温度未及时导出而升高。也可能为柴油机喷油提前角偏大，喷油器过早喷出燃油未充分燃烧导致，喷油提前角提前，则滞燃期长，在滞燃期内喷入的燃烧室的燃料增多，在着火前形成的可燃混合气也多，这些预混合燃料在急燃期几乎同时燃烧，使压力升高率和最高燃烧压力升高，运动零件受到强烈的冲击负荷，柴油机运转粗暴。 

END