船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理
船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理
郑卫锋
(中山市金辉船舶修造厂有限公司，广东中山528447)
脯要]船舶主柴油机的故障对于船舶的安全舷行构成了极大的威胁，在柴油机出现故障时需要采用必要的手段来防止事故的扩大。本文对通过对船舶柴油机磨损故障模式的分析，结合一次典型的船舶N TA一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析，同时提出具体的故障处理方法。
陕键词】船舶；柴油机；磨损；故障模式；故障处理
船舶柴油机本身工作条件差，它是在高温、低速、振动等条件下运行，其结构复杂，结构系统多，船舶在不同的海况航行，各种零部件处于较为恶劣的工况下工作。同时由于海水和其它酸性或碱性物质的腐蚀，各种金属颗黻生的摩擦或磨损。船舶襄由机各个系统发生故障的
可能性较大。有些故障可以在主机运行中根据故障症状直接检修排除。
有些故障必须停机或紧急停航进行抢险才能排除，这无疑会给船东或承租人带来较大的经济损失。因此对该船舶柴油机进行运行情况调研及掌握必要的故障处理方法。尤其是对其常发故障的船舶主机进行总结和分析，有助于积累船舶柴油机维修管理的经验，也有利于船舶公司机务管理部门进行备件采购，建立科学的维修保养体系，为整个公司船队的轮机管理人员提供及时的技术保障和支持。基于此，本文对一次船舶N T A一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析并提出相应的处理方法。论文的分析过程和结果有利于充实船舶柴油机的监测和诊断技术储备，这对于刚氏船舶维修费用、提高经济性、可靠性、提高营运经济性有着重要的意义。
1船舶柴油机故障主要模式分析
针对船舶柴油机及系统设备的使用情况笔者进行全面调查，收集到了具体故障案例。综合起来分析，可得出结论发现：柴油机的常见故障原因不是一个具体的单一的，而通常是由各种原因综合造成。结合故障实例可具体分为如下故障模式：A：过度磨损：B：材料强度不够；
C：腐蚀：D：振动；E：人为管理因素；F：其它模式。按以上的故障模式，对躬由机统计，进而分析得出其故障出现率，见表1所示
表I船舶主柴油泉故#々模式统计及其比率
模式A B C D E F∑
I统计次数128235232
I比率f％)3752562941576．2100通过表1结果分析看，虽然这种统计不完全，但可得出故障发生的趋势，因而可初步得出如下结论：
1)柴油机的故障比率较高的是磨损引起的，其比率达到了
375％。而磨损主要又是因为金属颗粒或装配不当或零部件老化等造成的。2)对于因材料强度不够的故障，主要表现在零部件的疲劳断裂和裂纹，在其调查的故障案例中占25％，这类故障可在材料选型和设计上予以解决。3)对于船舶柴油机因振动引起的故障，因为在现场通过振动监测来判断故障难度较大。故一般只能对机器进行定期检查，实行视情检修以提高机器可靠性。4)对于人为因素引起的故障，在其调查的故障案例中占15_7％。可以说船舶柴油机的故障与轮机管理人员的素质和日常的维修保养计划有很大的关系。因此对于此类故障应着力进行公司的维修保养体系的建设，实现全面计划质量维修和视情维修。
2船舶柴油机磨损故障概况及现场处理
21康明斯N T A-855系列柴油机故障分析
本文分析实例中的故障船舶柴油机为康明斯的N TA一855系列，用在1400吨的内河集装箱船上，是船舶的主要的动力。该船舶在某次航行期间，检修时观测到如下故障：正常空转柴油机时，烟囱没有发现黑烟。但是当把齿轮箱带上时，就出现很大的黑烟，而且油底壳里面有柴油(经测量发现)。初步怀疑造成的原因：柴油机的PT嘶由器损坏。
采取的具体做法为：马上对柴油机进行较全面的检查和拆装。根排气
126
2009年6月(上l 管各自的含柴油的量，按照经验对第二、三缸进行“手术”。拆开发现其活塞顶上有大量的积碳，而且进气管口和排气管口都有较多的柴油和积碳，并且PT晓由器崩脱，在喷油器前沿处有类似直线的裂纹。在检查中还发现凸轮轴啷由凸轮二、三缸有明显的磨损。据此确定造成的原因是：柴油机的P T喷油器损坏和喷油时刻调整有错。为了节省时间，现场的做法是先把新的气缸盖和PT喷油器换上，并对畹由正时和气门间隙作出准确的检查和调整，以保证公司船舶的生产按时进行。
22喷油正时的检查调整和气门间隙的调整
正确的喷油时间对保证发动机达到额定功率和正常的工作是非常重要的。晚由正时的检查和调整是根据活塞与畹由器驱动推杆的相对位置关系来确定的。康明斯发动机燃油系统在调整好P T喷油器时，还应调整气门间隙。调整气门间隙一般采用逐缸法调整，这里同样存在着调整方法烦琐的弊病。可利用展开图法进行调整。不仅可以简化操作，节省工时，提高准确性，而且还有助于操作者正确理解配气机构的动作与发动机工作过程间的相互关系。在实际工作中，还可以在调整喷油器的同时调整气门间隙。
3船舶柴油机磨损故障实例分析及处理方法
上小节实例分析了船舶柴油机磨损故障概况及现场处理，本小节将对该磨损可能的机理进行分析并提出处理方法。本实例中根据故障概况，出现的磨损为船舶主靳由机的磨损为气缸套与活塞环及活塞之间的磨损，其主要磨损形式有摩擦磨损、磨料磨损和腐蚀磨损。
1)摩擦磨损。气缸在工作时，活塞环压向气缸套的正压力大大超过活塞环本身的弹力，特别是第1道活塞环处压力最大，使环与气缸套之间的摩擦力增大。2)磨料磨损。空气中的灰尘等杂质微粒、机油中的杂质颗粒以及摩擦磨损产生的金属磨屑等会使气缸套磨损大为加剧，特别是空气带入的磨料对气缸套磨损的影响最大，对气缸套造成的影响。坚硬锐利的磨料从空气滤清器进入气缸后首先作用于第一道活塞环与缸壁之间，使气缸套上部磨损严重。3)腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物，生成矿物酸和有机酸，附在气缸壁上。其中有机酸是碳氢化合物燃料燃烧时生成的，矿物酸则是燃烧时生成的气体溶于燃烧时生成并附于缸壁上的水分形成的。在柴油发动机低温频繁起动和燃烧不完全时酸性物质容易生成，使气缸产生严重的腐蚀磨损。由于生成的酸首先作用于气m z_l z部，因此，腐蚀磨损也使气缸上部磨损严重，特别是第1道活塞环上止点处磨损量最大。
对于这些磨损的故障，基本的解决方法为：1)清洗润滑系统、润滑油过滤、保证供油充分和提高凸轮表面硬度或表面进行耐磨处理：2)提高凸轮副接触精度和制造精度，凸轮副材料合理选择，磨合工序合理，保证油品质量和油路畅通：3)从设计、1J口q-、装配三方面严格保证活塞、汽缸等部件之间的装配精度和间隙预留。本文实例在现场的做法是把新的气缸盖和畹由器换上就是一种从装配方面解决故障的方法。
作者简介：郑卫锋，1979年生，男，汉族，广东中山市人，助理工程师，本科，研究方向为船舶轮机管理。
渗甓甍蛾、j一||
n11郭江华，侯馨光，陈国钧船舶柴油机故障诊断搜誉研究繇带国靛海羞嬲整12]甄凯玉，罗明权．柴油机PT燃油系统结构与维修脚l_钒械王业出版社2000．