主機(jī)缸套異常磨損與滑閥式噴油器

MAN-B&W10L90MC主機(jī)缸套異常磨損與滑閥式噴油器2007年11月14日內(nèi)容提要：通過(guò)對(duì)某輪MAN-B&W10L90MC型主機(jī)缸套異常磨損的分析，指出同類型船舶缸套異常磨損原因是滑閥式噴油器管理不善，并提出管理建議。關(guān)鍵詞：船舶主機(jī)；缸套異常磨損；原因分析；噴油器；管理建議我公司配備MAN-B&W10L90MC系列主機(jī)的船舶，一段時(shí)間來(lái)，主機(jī)缸套相繼異常磨損，許多同行探究原因，有不同結(jié)論。筆者經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察和實(shí)踐認(rèn)為，這些船舶均采用改進(jìn)型“滑閥式”噴油器，缸套異常磨損的原因，是噴油器管理和使用不當(dāng)，應(yīng)加強(qiáng)噴油裝置的管理。不揣冒昧，討論如下，敬請(qǐng)指正。事情經(jīng)過(guò)H輪，主機(jī)型號(hào)MAN-B&W10L90MC，噴油器為改進(jìn)型“滑閥式”。主機(jī)No.7缸，2006年3月28日吊缸保養(yǎng)，主機(jī)總運(yùn)行時(shí)間27234小時(shí)。2006年11月22日，航行途中，該缸掃氣高溫，不得不在海上臨時(shí)停車更換活塞環(huán)。當(dāng)時(shí)受海況和班期條件的限制，未及測(cè)量缸套。2006年12月20日，該缸吊缸保養(yǎng)，主機(jī)總運(yùn)行時(shí)間32146小時(shí)，兩次吊缸間主機(jī)共運(yùn)行4912小時(shí)，距上次海上臨時(shí)換活塞環(huán)582小時(shí)。測(cè)量發(fā)現(xiàn)，缸套磨損異常嚴(yán)重最大磨損量5.50mm（磨損極限3.6mm）,活塞環(huán)徑向磨損也相當(dāng)嚴(yán)重，最大3.5mm（磨損極限2.8mm）。No.7缸兩次吊缸測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)照見表1表1No.7缸兩次吊缸測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)照2006年3月28日2006年12月20日部位前后左右天地前后左右天地舊環(huán)徑向厚度1901.50900.130.53903.58903.280.5025.02901.10900.970.55904.35904.180.4924.53900.98900.810.45905.08905.130.4524.54900.83900.680.45905.51905.500.4425.65900.47900.44905.25905.286900.61900.52904.24904.457900.55900.54903.10903.408900.33900.37901.55901.789900.30900.32901.55901.5810900.18900.32901.37901.6011900.05900.08900.08900.08查閱維修保養(yǎng)記錄和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2006年10月13日，該缸換用保養(yǎng)過(guò)的備用噴油器；2006年11月3日，該缸再次更換保養(yǎng)過(guò)的備用噴油器。據(jù)當(dāng)時(shí)的輪機(jī)長(zhǎng)和大管輪反映，不到20天再次更換噴油器的原因，是11月3日發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中該缸內(nèi)有輕微敲擊的“熱爆”聲。2006年10月4日至2006年11月4日主機(jī)各缸運(yùn)行參數(shù)摘抄見表2。表22006.10.4至2006.11.4主機(jī)各缸參數(shù)摘抄日期轉(zhuǎn)速r/min油門格排煙溫度。C1234567891011.0477.l10834134633834533532933232633833411.0377.310933634333393333283563273293373011.0276.011034073493334533332934332732938310.2773.09833133333333432232433631331819310.2674.09933373313333632732634031932221310.2478.010633623443334132932434232032127310.1977.010832753333333532932132631932421310.1878.510634173383334233132733633032931310.0477.711032743383333833532632631731825310.0377.0111327133733336322327323313326193分析判斷分析比較No.7缸的排溫，這20天內(nèi)有兩個(gè)細(xì)微的變化：?11月3日，與No.8缸的排溫相差29°C；?10月18日至11月3日主機(jī)負(fù)荷相差不多時(shí)，排煙溫度波動(dòng)較大，且缸內(nèi)有敲擊的“熱爆”聲，而其他各缸波動(dòng)不明顯。No.7缸相繼更換噴油器和活塞環(huán)后，主機(jī)掃氣溫度基本正常，缸套磨損也得到了有效的控制。是No.7缸噴油器異常引發(fā)缸套異常磨損嗎？從時(shí)間來(lái)看，缸內(nèi)有輕微敲擊的“熱爆”聲，懷疑噴油器異常，是在10月13日至11月3日期間，發(fā)現(xiàn)缸套異常磨損是11月22日，可能性很大。從缸徑測(cè)量結(jié)果來(lái)看，鄰近上死點(diǎn)的各測(cè)量部位，磨損尤為嚴(yán)重。經(jīng)檢查確認(rèn)，可排除氣缸潤(rùn)滑等引發(fā)缸套異常磨損的因素，剩下的只有噴油器工作狀態(tài)不佳導(dǎo)致缸套異常磨損。H輪No.7缸，換下的三個(gè)噴油器噴嘴沒有保存，失去了直接證據(jù)。但從以往換下的舊噴嘴看，有些噴孔直徑達(dá)1.5mm以上，已超出極限1.4mm。前兩年，同樣型號(hào)柴油主機(jī)的F輪和A輪，主機(jī)缸套異常磨損，也有噴油器的噴孔孔徑超標(biāo)準(zhǔn)、孔座嚴(yán)重?zé)g、同一氣缸三個(gè)噴油器噴射壓力有差異、噴油器安裝不到位、“滑閥”等部件使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、噴油嘴定位缺口與噴孔相對(duì)位置不對(duì)、噴嘴孔方向不對(duì)等現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)，由于各種條件的限制，沒能及時(shí)全面得到各種系統(tǒng)、有價(jià)值的信息，始終沒能有把握地確定缸套異常磨損的原因，無(wú)法肯定地說(shuō)就是噴油器技術(shù)狀況不良造成了缸套異常磨損。H輪缸套異常磨損提供的信息為正確分析判斷提供了依據(jù)。由此，可以得出結(jié)論是噴油器的工作狀況異常，導(dǎo)致這些船的主機(jī)缸套嚴(yán)重磨損。近一年來(lái)，按公司指示正確維護(hù)噴油器，F(xiàn)輪和A輪主機(jī)缸套磨損都得到了有效控制。噴油器技術(shù)狀況不佳，是如何引發(fā)缸套異常磨損的呢？噴射壓力降低，噴嘴孔徑超極限都會(huì)影響霧化質(zhì)量，加大油束射程，導(dǎo)致燃油噴到氣缸壁上燃燒，破壞氣缸壁上的滑油膜，使活塞環(huán)與缸套干摩擦，導(dǎo)致缸套異常磨損?？梢?，充分理解噴油器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，正確維護(hù)“滑閥式”噴油器，十分必要。“滑閥式”噴油器為了主機(jī)機(jī)動(dòng)操縱期間使用廉價(jià)重質(zhì)燃油，需要主機(jī)停車時(shí)燃油通道的燃油保持流動(dòng)，以防燃油凝結(jié)堵塞油路。為此，MAN-B&W10L90MC型柴油機(jī)采取兩項(xiàng)措施；一是在高壓油泵頂蓋上，加裝一個(gè)氣/

電控制的停油閥（也作為"shutdown"的執(zhí)行機(jī)構(gòu)）；二是噴油器在傳統(tǒng)的針閥結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)滑閥式止回閥組件003（包括閥座301、滑閥302、推力片303和彈簧304）等。與此同時(shí)，噴射壓力提高到35.0±3.0MPa希望藉此提高燃油霧化質(zhì)量，并減少噴射針閥偶件瑕疵和滑閥偶件瑕疵對(duì)燃油霧化質(zhì)量的影響。高壓油泵的停油閥，結(jié)構(gòu)和原理都很簡(jiǎn)單，毋需贅言。噴油針閥和“滑閥式”止回閥，如圖1和圖2。If圖2滑閥回油孔細(xì)部滑閥推力片滑閥滑閥売冋油孔If圖2滑閥回油孔細(xì)部滑閥推力片滑閥滑閥売冋油孔丫/—滑閥弾隨占k（1） 主機(jī)處于停車（或“shutdown”）狀態(tài)?高壓油泵，（電控）壓縮空氣打開停油閥，燃油藉供油泵提供的0.8MPa的壓力，通過(guò)停油閥內(nèi)的旁通孔回油，保持高壓油泵油路燃油流動(dòng)；同時(shí)燃油經(jīng)高壓油管進(jìn)入噴油器。?噴油器，燃油進(jìn)入但0.8MPa的燃油壓力不足以打開滑閥?；y處于關(guān)閉狀態(tài)一方面保持滑閥推力片（標(biāo)號(hào)303）下部的回流孔開啟燃油由此流出并經(jīng)噴油器上的回油孔（圖中未顯示）回油，保持燃油流動(dòng)，防止油路堵塞；另一方面阻止燃油進(jìn)入噴油針閥空間。（2） 主機(jī)不處于停車（或“shutdown”）狀態(tài)?高壓油泵，（電控）壓縮空氣關(guān)閉高壓油泵上的停油閥，燃油不再回油，高壓油泵工作，燃油經(jīng)高壓油管進(jìn)入噴油器。?噴油器動(dòng)作分兩步：第一步高壓油泵提供的油壓達(dá)到2.0MPa,滑閥上升，一方面關(guān)閉止回閥推力片（標(biāo)號(hào)303）下部回流孔，阻斷燃油回油；另一方面使燃油進(jìn)入噴油針閥空間；第二步高壓油泵提供的油壓達(dá)到35.0±3.0MPa（噴射壓力），噴油針閥開啟，燃油噴人氣缸燃燒?！盎y式”噴油器管理建議只有充分理解噴油器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，才能按規(guī)定要求使用和保養(yǎng)。所以相關(guān)人員應(yīng)該仔細(xì)閱讀說(shuō)明書和有關(guān)資料。船上配有廠家提供的主機(jī)保養(yǎng)說(shuō)明書，其第909-6.1~6.5節(jié)，有關(guān)于噴油器保養(yǎng)的具體要求。此外，船上還有噴油器拆裝、清潔、研磨、泵壓和安裝工序的演示光盤，很便于了解和掌握。下面，就與傳統(tǒng)噴油器不同之處，提出“滑閥式”噴油器管理建議。4.1及時(shí)保養(yǎng)噴油器換下后要及時(shí)保養(yǎng)避免噴油器內(nèi)殘留的重油干結(jié)難以徹底清除，影響噴油壓力的正確調(diào)節(jié)。4.2零件（1）噴油嘴（0923E0063-001）燃油噴射壓力高達(dá)35.0±3.0MPa。噴嘴孔徑超極限，會(huì)加大油束射程，導(dǎo)致燃油噴到氣缸壁上燃燒，破壞氣缸壁上的滑油膜，使活塞環(huán)與缸套干摩擦，導(dǎo)致缸套異常磨損。所以，每次保養(yǎng)噴油器，均要用樣棒［TestPin，直徑1.45mm）檢查噴孔的通徑，超標(biāo)的必須換新。根據(jù)MAN-B&W服務(wù)工程師介紹，90MC系列柴油機(jī)“滑閥式”噴油器噴孔標(biāo)準(zhǔn)直徑，每一批機(jī)器可能不同，MAN-B&W公司備件供貨單上會(huì)標(biāo)明送船備件的標(biāo)準(zhǔn)孔徑、孔數(shù)、噴射角度，申領(lǐng)接收備件時(shí)必須與本船主機(jī)說(shuō)明書上的相關(guān)數(shù)據(jù)認(rèn)真核對(duì)。噴油壓力調(diào)節(jié)彈簧及其墊片噴油壓力調(diào)節(jié)彈簧(圖1標(biāo)號(hào)015)直接影響噴油壓力；而彈簧墊片(圖1標(biāo)號(hào)014)直接影響噴油壓力調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力。調(diào)節(jié)彈簧和彈簧墊片，長(zhǎng)時(shí)間使用，都會(huì)產(chǎn)生永久變形。檢修時(shí)，要特別關(guān)注：?調(diào)節(jié)彈簧的永久變形量；?彈簧墊片的永久變形量；以及?適當(dāng)增加彈簧墊片，以保證噴射壓力在規(guī)定的范圍之內(nèi)。彈簧墊套(圖1標(biāo)號(hào)104)噴油器組裝妥后噴油器本體與緊固法蘭不是剛性連接，而是滑動(dòng)連接：?自由狀態(tài)下，噴油壓力調(diào)節(jié)彈簧不受壓縮。?在缸頭上或試驗(yàn)臺(tái)上安裝，預(yù)緊力的大小，完全取決于彈簧墊套被壓縮的程度。所以，彈簧墊套的技術(shù)狀況，會(huì)影響噴油器的噴油壓力。每次維護(hù)噴油器，都要檢查彈簧襯墊，發(fā)現(xiàn)永久變形(高度變低)、裂紋、毛糙等，應(yīng)及時(shí)換新。更新期限?噴嘴，根據(jù)同類船舶使用的情況，建議使用8000小時(shí)換新。?滑閥(Spindleguide)，使用8000小時(shí)換新。?彈簧墊片和彈簧襯套有問(wèn)題的要及時(shí)換新。?其它部件，視情換新。4.3組裝噴油器內(nèi)部各部件間的密封面技術(shù)狀況，需仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)不好的，要用專用工具清潔處理。噴嘴，必須確保定位銷(圖1標(biāo)號(hào)010)完好，確保噴孔的位置正確O4.4試驗(yàn)因?yàn)閲娪推髟黾恿嘶y，而且每缸有三個(gè)噴油器，所以試驗(yàn)項(xiàng)目，除燃油噴射壓力、霧化質(zhì)量和滴漏外，還增加了滑閥偶件密封性能和動(dòng)作靈活性、燃油噴射方向等。此外，由于試驗(yàn)臺(tái)功能完善，還可檢驗(yàn)噴油器內(nèi)部密封圈密封性能。鑒于已有文章介紹，這里強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)。燃油噴射壓力?必須確認(rèn)，在規(guī)定的壓力范圍(35.0±3.0MPa)內(nèi)，且無(wú)滴漏；?只能用增減彈簧墊片(圖1標(biāo)號(hào)014)調(diào)整；?每個(gè)缸的三個(gè)噴油器的噴油壓力，盡量一致。緊固噴油器裝上試驗(yàn)臺(tái)，固緊螺母下必須加上彈簧墊套。彈簧墊套，必須技術(shù)狀況良好，上平，并保證其預(yù)緊力達(dá)到說(shuō)明書的要求(見下文“4.5安裝”之(1))。(3)試驗(yàn)用油要用說(shuō)明書規(guī)定的油種不可使用輕柴油。4.5安裝(1)噴油器安裝噴油器前，必須再次在試驗(yàn)臺(tái)上檢驗(yàn)確認(rèn)噴油壓力，以保證噴油器正常工作。因?yàn)槿缜八?，噴油器組裝妥后，噴油器本體(圖1標(biāo)號(hào)001)與緊固法蘭不是剛性連接而是滑動(dòng)連接自由狀態(tài)下內(nèi)部的噴油壓力調(diào)節(jié)彈簧不受壓縮，安裝上緊過(guò)程中，組裝螺帽(Unionnut，圖1標(biāo)號(hào)008)與本體內(nèi)部諸零件如頂桿(Thrustspindle圖1標(biāo)號(hào)005)等的相對(duì)位置可能變化。安裝噴油器到缸頭上，為保證安裝后噴油器調(diào)節(jié)彈簧的上緊度與試驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)相一致，特別注意彈簧墊套，必須保證緊固螺栓上緊后：?彈簧墊套內(nèi)的彈簧片壓蓋與彈簧墊套外圈的上平面相平；且?彈簧墊套側(cè)面的銷釘在孔的中間位置。（2）氣缸蓋上的噴油器孔噴油器孔內(nèi)部，必須徹底清潔，確保噴油器輕松到位。若因清潔不徹底而噴油器安裝受阻，應(yīng)重新徹底清沽，絕不可用擲頭等工具強(qiáng)行壓下。若強(qiáng)行壓人，緊固螺帽上緊后，彈簧的壓力僅與卡阻摩擦力相平衡，而不是壓緊噴油器，噴油器實(shí)際沒有接觸到孔座或預(yù)緊力不足。噴油器孔底座，密封面不平整可能導(dǎo)致：?燃?xì)庑孤?，高壓燃?xì)獯滴g孔座；以及?安裝時(shí)兩側(cè)受力不均，易造成噴油器變形（因滑閥式結(jié)構(gòu)增加了噴油器的長(zhǎng)度，降低了剛度），噴油針閥和/或滑閥動(dòng)作阻滯甚至咬死。安裝噴油器前，必須清潔噴油器孔座，應(yīng)：?正確使用研磨工具；?刮削接觸面"吹痕"時(shí)，要看好位置，謹(jǐn)慎處理，避免過(guò)度削刮造成孔座密封面下沉?？鬃鲁粒瑖娪推靼惭b位置下移，噴射的燃油束也下移，意味著噴油嘴距離相應(yīng)的氣缸壁越近，燃油噴到缸壁上的危險(xiǎn)就越大?？鬃^(guò)度下沉，上緊噴油器緊固螺母時(shí)，可能導(dǎo)致噴油器法蘭螺母（圖1標(biāo)號(hào)008）與噴油器孔導(dǎo)套（圖1標(biāo)號(hào)101）上緣接觸，而噴油器沒有接觸到孔座或預(yù)緊力不足?？鬃^(guò)度下沉，必須換