高玉龍
(河北省秦皇島市91404部隊(duì),河北 秦皇島066000)
6ESDZ43/82 A型柴油機(jī)為二沖程、直流式、可逆轉(zhuǎn)排氣渦輪增壓柴油機(jī),用于船舶主機(jī)。柴油機(jī)機(jī)座用鋼板焊接而成,上面板與機(jī)架連接,下面板與船體基座連接,共有9檔主軸承,以支撐曲軸,機(jī)座下部焊有油底殼。
氣缸體用鑄鐵鑄成,分前后2段,用中間氣缸體用配合螺栓連接。
氣缸套用耐熱鋼鑄成,用8只螺栓拉緊,缸蓋上有排氣閥、起動閥、安全閥、示動閥和2只噴油器。排氣閥通過搖臂、挺桿、頂桿機(jī)構(gòu)及凸輪等元件由凸輪軸驅(qū)動。排氣閥彈簧分成上下2段,中間置以托盤,為緩和氣閥機(jī)構(gòu)的沖擊力,裝有液壓頂桿機(jī)構(gòu)。
活塞由活塞頭與活塞裙2部分組成?;钊^用耐熱鋼鑄成。其下部套入鑄鐵的活塞裙中,用一只螺柱將它們連成一體,活塞裙外圓裝有6道壓力環(huán),一道刮油環(huán),還有一道耐磨環(huán),活塞頂用滑油冷卻,滑油由掃氣箱上方用套管引進(jìn),經(jīng)十字頭、活塞桿內(nèi)孔至活塞頂,其中裝有導(dǎo)流盤以增強(qiáng)冷卻效果。冷卻后的滑油由活塞缸內(nèi)孔中的出油管經(jīng)十字頭導(dǎo)出。
十字頭為普通型式,中間開有錐形配合面的孔,活塞桿就插入此孔內(nèi),然后用活塞桿螺母與其固緊。十字頭銷兩端裝在連桿小端軸承上,兩側(cè)面分別安裝滑塊及套管支座。
連桿用優(yōu)質(zhì)鋼鍛制成,小端軸承均為鑄鋼澆以白合金,潤滑油通過十字頭銷及連桿中孔引入。桿身與大端軸承之間裝有墊片,用以調(diào)整壓縮比。
某船在一次航行中,左機(jī)突然出現(xiàn)缸內(nèi)敲擊聲,緊接著該主機(jī)自行停止工作。
出現(xiàn)故障后,工作人員進(jìn)行了相應(yīng)的檢查,日用油柜中的油量并不少。左右主機(jī)的日用油柜均從同一個(gè)艙加油,并且2個(gè)油柜中上部相連,左機(jī)故障后右機(jī)依然正常運(yùn)轉(zhuǎn),未見異常現(xiàn)象,故燃油中含有水的可能性可以排除。進(jìn)一步分析,主機(jī)轉(zhuǎn)速自行下降或自行停車,如果不是因?yàn)槿沼糜凸裰袩o油或燃油中含有水和空氣等,還有可能是由于以下原因:
(1)燃燒室漏氣嚴(yán)重,必須檢查排氣閥的密封情況。該種情況一般會使主機(jī)轉(zhuǎn)速下降,但不至于突降停車。
(2)油泵柱塞咬住或斷裂,造成個(gè)別缸不燃燒,需要檢查油泵柱塞。該種情況一般會使主機(jī)轉(zhuǎn)速下降,也不至于突降停車。
(3)噴油彈簧斷裂或松弛,噴油孔阻塞或漏泄,高壓油管發(fā)熱是噴油孔阻塞的象征,需要疏通油孔或更換新噴油彈簧。該種情況一般會使主機(jī)轉(zhuǎn)速下降,但不至于突降停車。
(4)螺旋槳露出水面,軸系或螺旋槳斷裂,使柴油機(jī)突卸負(fù)荷,極限調(diào)速器起作用,需要檢查軸系及螺旋槳。因?yàn)楣收习l(fā)生時(shí)速度并沒有突然升高,該機(jī)裝的是間接作用離心式極限調(diào)速器,用于限制突卸負(fù)荷時(shí)最大飛升轉(zhuǎn)速不能超過規(guī)定的允許值,所以這種情況發(fā)生的可能性可排除。
(5)燃油壓力太低,油量供應(yīng)不足,需要檢查燃油輸送泵及清洗濾器。該機(jī)的日用油柜置于較高處,能夠保持低速時(shí)輸送泵工作不良情況下的供油量,濾器在出海前也剛剛清洗過,所以這種情況基本排除。
(6)個(gè)別軸承過熱咬住,需要檢查滑油的供應(yīng)和質(zhì)量指標(biāo),如軸承的裝配情況及間隙,白合金是否脫落等。出海前滑油量和質(zhì)量指標(biāo)都經(jīng)過化驗(yàn),并且出海過程中到故障機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)前,滑油壓力(1.5~2.5 kg/c m2)都符合要求,即使停車后滑油泵壓力供給也未見變化。所以,由于機(jī)器外部系統(tǒng)引起的滑油壓力問題造成故障的可能性也被排除。
(7)個(gè)別活塞咬缸,必須檢修或換新。該種情況容易判斷,在經(jīng)過盤車機(jī)盤車后發(fā)現(xiàn)該機(jī)根本盤不動,故基本判明故障現(xiàn)象是咬缸所致,但是哪個(gè)缸發(fā)生的咬缸?又是什么原因造成的?首先用內(nèi)窺鏡逐缸查看,經(jīng)過判別發(fā)現(xiàn)第三缸缸套內(nèi)壁劃傷嚴(yán)重,初步判斷該缸發(fā)生咬缸,經(jīng)過進(jìn)一步拆檢判斷得到確認(rèn)。在拿掉缸頭蓋的情況下進(jìn)一步查看,缸套上部有4個(gè)滑油注油孔,莫非是機(jī)體內(nèi)該缸滑油供給有問題?不過通過注油驗(yàn)證,滑油量供給充足,并未發(fā)現(xiàn)油路不暢現(xiàn)象。接下來進(jìn)一步分析,活塞拉缸(嚴(yán)重時(shí)就成為咬缸)的原因有:1)活塞、活塞環(huán)與氣缸之間的油膜被破壞、潤滑不良。但是通過驗(yàn)證并非是單純的潤滑油膜破壞而導(dǎo)致,需要進(jìn)一步分析。2)活塞環(huán)故障?;钊h(huán)折斷或活塞環(huán)積炭卡在活塞上,或者活塞環(huán)開口間隙過小,過熱后沒有膨脹的余地就會拉缸。活塞環(huán)的彈力過大或過小,也能造成拉缸,這是因?yàn)閺椓^大,使油膜刮得過凈,會造成金屬直接接觸;彈力過小,容易被燃?xì)鉀_開,造成竄氣,把滑油燒掉導(dǎo)致金屬直接接觸。3)活塞銷故障?;钊N與活塞配合過緊,造成活塞銷軸向變形,使平行于活塞銷方向的直徑增大,就會造成拉缸。活塞銷的擋圈折斷或脫落,也會造成拉缸。4)連桿故障。連桿彎曲、扭曲,連桿大、小頭孔不平行或主軸頸與連桿軸頸不平行等,都會造成氣缸偏磨,嚴(yán)重時(shí)也會導(dǎo)致拉缸。經(jīng)過進(jìn)一步拆檢排除了連桿、活塞銷和活塞環(huán)引起的故障。5)活塞與氣缸之間的配合不好。6)活塞與缸套之間磨損。原因有機(jī)油中雜質(zhì)較多,空氣濾清器太臟或失去作用,裝配時(shí)活塞、氣缸沒有清洗干凈,開始時(shí)只是造成拉傷,但由于刮削的金屬擠入間隙中,因此容易造成拉缸。該機(jī)出廠有一段時(shí)間,并且濾器在出海前清洗過,所以該種情況發(fā)生的可能性不大。7)進(jìn)一步分析可能是氣缸與活塞的溫度過高引起拉缸。如水套缺水、柴油機(jī)負(fù)荷過重、噴油過遲、排氣阻力過大以及燃燒不良等,都會造成氣缸內(nèi)溫度過高。特別是在夏季使用時(shí),更容易發(fā)生此類過熱故障。但是故障前后冷卻用的淡水系統(tǒng)壓力和溫度都在正常范圍內(nèi),故水套缺水問題可以排除。由于當(dāng)時(shí)不是高速航行,故負(fù)荷過重等因素引起的故障也基本排除。8)再進(jìn)一步分析,該缸的活塞冷卻出現(xiàn)問題也可能導(dǎo)致此種故障的發(fā)生,大型柴油機(jī)使用油冷活塞,經(jīng)常因?yàn)楣┙o活塞冷卻油量不夠,造成活塞溫度過高而拉缸。打開后道門查看油路情況,發(fā)現(xiàn)該缸冷卻活塞油路中的拉管外管斷裂,該拉管是銅制套管結(jié)構(gòu),外管固定,由掃氣箱上方的套管引入機(jī)體外壓力滑油,內(nèi)部管隨活塞連桿上下運(yùn)動,滑油再經(jīng)十字頭、活塞桿內(nèi)孔至活塞頂,冷卻后的滑油由活塞缸內(nèi)孔中的出油管經(jīng)十字頭導(dǎo)出。所以斷定故障產(chǎn)生的原因是套管斷裂,活塞冷卻效果差導(dǎo)致拉缸或咬缸。
故障的出現(xiàn)帶有一定的偶然性,以前從來沒有因?yàn)樘坠茉蛞疬@種故障,但仔細(xì)分析其中也帶有一定的必然性,因?yàn)樵摯蹘资辏⑶乙呀?jīng)超期服役十幾年,查看近幾年的進(jìn)廠工程單,對這個(gè)運(yùn)動結(jié)構(gòu)的檢查修理都沒被考慮進(jìn)去。這就要求我們:
(1)加強(qiáng)平時(shí)對柴油機(jī)重要零部件的檢查和維護(hù)保養(yǎng),尤其是上機(jī)體內(nèi)部活動部件也要考慮進(jìn)去,進(jìn)行定期檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修理。
(2)在柴油機(jī)使用中,要學(xué)會應(yīng)急處理故障。如果該故障發(fā)生在高速時(shí),而柴油機(jī)沒有停車,則活塞易被拉斷,有時(shí)連桿螺栓或連桿本身也會拉斷,活塞還有可能把氣缸破壞得更嚴(yán)重,甚至?xí)箽飧妆?,燃?xì)鉀_向外面,這種情況稱為“爆缸”,此時(shí)有可能造成人身事故。所以船員必須學(xué)會一些典型故障的緊急處理方法,有故障現(xiàn)象發(fā)生時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況來判斷是降速還是馬上停車,但這時(shí)不要盲目停止滑油泵和淡水泵的冷卻潤滑供給。
(3)如果將維持艦船正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電設(shè)備比作艦船心臟的話,那么各種機(jī)電設(shè)備中流轉(zhuǎn)潤滑油的系統(tǒng)就是艦船的血管,潤滑油就是艦船的血液。當(dāng)艦船各機(jī)電設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),各部件之間存在著劇烈的摩擦運(yùn)動,而潤滑油則在設(shè)備各運(yùn)動部件之間起著減小磨損和帶走熱量的作用,所以對柴油機(jī)滑油系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)一定要細(xì)心周到。
(4)在進(jìn)行柴油機(jī)的故障分析時(shí),必須熟悉其結(jié)構(gòu)。在排除故障的過程中,如果盲目下手,可能會花費(fèi)大量時(shí)間,還適得其反。因此,必須加強(qiáng)專業(yè)知識的學(xué)習(xí),熟悉柴油機(jī)結(jié)構(gòu)。
[1]滬東造船廠.6ESDZ43/82 A柴油機(jī)說明書[Z],1968
[2]常光耀.中型船舶柴油機(jī)的管理和維修[M].北京:人民交通出版社,1987