◎關(guān)朝陽(yáng) 中遠(yuǎn)海運(yùn)散貨運(yùn)輸有限公司

1.引言

“NSRY”輪主機(jī)漢森氣缸油注油器（Hans Jensen Swirl Injection Principle）型號(hào)：MKVI-T155-SIPⅢ；生產(chǎn)廠家：HANS JENSEN LUBRICATORS，其工作原理是，在活塞向上運(yùn)動(dòng)通過(guò)氣缸油注油孔之前，幾乎在排氣閥關(guān)閉的同時(shí)，開(kāi)始向氣缸噴射氣缸油，利用掃氣渦流向缸套內(nèi)壁布油，直至缸套頂部，這里是工況最惡劣、最需要添加劑和潤(rùn)滑油膜的地方；而傳統(tǒng)的氣缸油注油器是在活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，把氣缸油注入到活塞環(huán)帶，依靠活塞環(huán)進(jìn)行分配，容易造成氣缸油在缸套表面分布不佳，甚至在缸套上部幾乎沒(méi)有氣缸油分布。漢森氣缸油注油器在節(jié)省氣缸油消耗及潤(rùn)滑效果等方面具有顯著特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生故障的幾率較高，尤其是注油槍及注油器安全閥傳感器“relief sensor”。

2021年2月，“NSRY”輪首航由中國(guó)開(kāi)往巴西期間，主機(jī)NO.3、NO.5&7缸共有7個(gè)注油槍堵塞，發(fā)出“SAFETY VALVE OPEN CONSTANT”故障報(bào)警，途中4次停車拆檢、換新注油槍。抵達(dá)巴西拋錨后，大管輪對(duì)主機(jī)7個(gè)缸共56個(gè)注油槍進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)NO.5、6&7缸各有2個(gè)注油槍不噴油。進(jìn)一步拆檢發(fā)現(xiàn)，注油槍（SIP III valve）針閥偶件偏磨、卡死，奇怪的是，主機(jī)運(yùn)行期間，氣缸油注油器系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警。無(wú)獨(dú)有偶，公司“YHH”輪2020年3月24日從巴西回國(guó)途中，主機(jī)NO.2缸壓縮壓力、爆壓、指示功率明顯偏低，排溫比平均值高了近30℃，掃氣溫度達(dá)58℃（比平時(shí)高了10℃左右）。停車檢查發(fā)現(xiàn)，第一道活塞環(huán)接口處斷裂，第二道活塞環(huán)彈性很小，第三道活塞環(huán)卡死，三道活塞環(huán)有明顯的磨損痕跡，缸套內(nèi)壁有不規(guī)則上下方向的豎條狀刮擦痕跡。氣缸油注油器有3個(gè)（每缸共8個(gè)）注油槍沒(méi)有橫向噴油霧化，只是往下少許滴油。經(jīng)綜合分析判斷，主機(jī)在注油槍不噴油或工況不良的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，是缸套和活塞異常磨損的直接原因。

由上述案例可以看出，注油槍及注油器安全閥報(bào)警裝置的工況對(duì)缸套、活塞的潤(rùn)滑具有重要影響，筆者嘗試從注油槍、安全閥和安全閥傳感器等3個(gè)方面來(lái)分析故障原因并提出管理建議。

2.氣缸油注油槍

2.1 注油槍產(chǎn)品質(zhì)量欠佳

作為首航船舶，“NSRY”輪氣缸油注油槍針閥偶件出現(xiàn)偏磨、卡死故障時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不足800小時(shí)，說(shuō)明該設(shè)備在材質(zhì)、設(shè)計(jì)或制作工藝等方面存在缺陷，需要采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.2 注油槍的拆檢和組裝

拆檢注油槍時(shí)注意保持清潔，可以使用煤油清洗各部件，用直徑0.3MM的專用鉆頭疏通油嘴上的噴孔。在拆卸注油槍針閥偶件的內(nèi)六角定位螺絲時(shí)，可以使用電吹風(fēng)加熱，防止因阻力過(guò)大而導(dǎo)致內(nèi)六角受損；組裝前，將內(nèi)六角螺絲擰到底后再回退一個(gè)螺牙左右，以方便下次拆卸。各部件用壓縮空氣吹除殘油或雜質(zhì)后，使用無(wú)酸潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，例如SAE15-20液壓油。

2.3 注油槍功能試驗(yàn)

注油槍功能試驗(yàn)包括啟閥壓力、閉閥壓力及霧化試驗(yàn)等，其中啟閥壓力75-80bar，閉閥壓力35-40bar，試驗(yàn)時(shí)使用的介質(zhì)SAE15-20液壓油，不可使用柴油，否則會(huì)因?yàn)槠錆?rùn)滑性能差而導(dǎo)致針閥偶件卡死。

2.4 規(guī)范安裝注油槍

安裝注油槍時(shí)，徹底清潔缸套上注油槍座孔，同時(shí)注意噴嘴頂部與缸套運(yùn)行表面之間的距離。隨著缸套磨損，這個(gè)距離會(huì)發(fā)生變化，因此，注油槍在缸套里面的深度需要調(diào)整，確保噴嘴頂部距離缸套運(yùn)行表面保持一定深度，這樣不僅可以保證潤(rùn)滑效果，還可以避免被運(yùn)動(dòng)的活塞環(huán)剮蹭，造成油嘴、活塞環(huán)和缸套損壞。用來(lái)調(diào)整油嘴頂部與缸套運(yùn)行表面之間的距離的錐形墊片共有5種尺寸，即0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、5.0mm，注意每個(gè)注油槍使用的墊片數(shù)量不能超過(guò)5個(gè)。對(duì)于MC/ MC-C/ ME機(jī)型來(lái)說(shuō)，X=1.5mm，即油嘴至氣缸運(yùn)行表面的距離:1.5mm-2.0mm，如圖1所示。

圖1 油嘴頂部與缸套運(yùn)行表面之間的距離

2.5 發(fā)生故障注油槍的查找

注油槍噴孔堵塞或針閥偶件卡死時(shí)，氣缸油注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈熄滅，系統(tǒng)發(fā)出安全閥開(kāi)啟警報(bào)。如果船上配備有專用壓力試驗(yàn)工具，可以在不拆卸注油槍的情況下，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每個(gè)注油槍進(jìn)行檢查、試驗(yàn)。

如果船上沒(méi)有配備專用壓力工具，可以在注油器運(yùn)行時(shí)，松開(kāi)某個(gè)注油槍供油管接頭，如果安全閥傳感器“relief sensor”指示燈點(diǎn)亮，即可判斷該注油槍堵塞，此方法適用于每缸8個(gè)注油槍中，只有1個(gè)注油槍堵塞的快速排查。如果某缸有2個(gè)或2個(gè)以上的注油槍堵塞，就需要把該缸的8個(gè)注油槍供油管接頭全部松開(kāi)，此時(shí)注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮。然后依次上緊各接頭，同時(shí)注意觀察“relief sensor”指示燈,如果熄滅，則表明該注油槍堵塞，需要拆檢或換新，以此類推，直至把該缸8個(gè)注油槍全部測(cè)試完畢。

如果檢查發(fā)現(xiàn)該缸的8個(gè)注油槍均工況正常，說(shuō)明發(fā)生了誤報(bào)警，需要對(duì)安全閥或安全閥傳感器"relief sensor"進(jìn)行拆檢和調(diào)試。

2.6 磨合期濾器的管理

處于磨合期的柴油機(jī)，每個(gè)注油槍上裝有1個(gè)40μm的濾器，其目的是防止氣缸油里面的雜質(zhì)進(jìn)入注油槍，降低針閥偶件卡死的風(fēng)險(xiǎn)。說(shuō)明書(shū)要求該濾器必須在運(yùn)轉(zhuǎn)500小時(shí)內(nèi)連同密封令和墊片一起拆除，否則，氣缸油里面的蠟或者添加劑有可能堵塞該濾網(wǎng)，引起供油中斷?，F(xiàn)實(shí)工作中，如果拆檢該濾器時(shí)發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)，建議清洗或換新濾器后繼續(xù)使用，待確認(rèn)氣缸油系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有雜質(zhì)后再拆除濾器，因?yàn)橄鄬?duì)于氣缸油里面的蠟或者添加劑帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，氣缸油系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)注油槍的影響更直接、更明顯一些。

3.注油器安全閥及安全閥傳感器

3.1 安全閥及安全閥傳感器結(jié)構(gòu)、工作原理

如圖2 所示，位于注油器上部的每個(gè)注油孔處均有一個(gè)安全閥，由彈簧座（2）和滾珠（3）組成。安裝在缸套上的一個(gè)或多個(gè)注油槍堵塞時(shí)，供油管路的壓力上升，當(dāng)超過(guò)安全閥的開(kāi)啟壓力后（注：該型號(hào)注油器安全閥開(kāi)啟壓力設(shè)定值175+15bar，而有些型號(hào)注油器安全閥的設(shè)定值是145+25bar），滾珠（3）向上移動(dòng)，氣缸油沿通道（4）進(jìn)入腔室（1），然后沿通道（10）向上進(jìn)入安全閥腔室（9）內(nèi)磁鐵（8）的下部。當(dāng)磁鐵下部的壓力克服上部的阻力后，彈簧（6）被壓縮，磁鐵向上移動(dòng)，氣缸油經(jīng)回油孔（7）進(jìn)入回油管路。磁鐵的位置由近距離傳感器“relief sensor”（5）監(jiān)控，磁鐵的位移使傳感器上的二極管斷開(kāi)，觸發(fā)報(bào)警。

圖2 安全閥及安全閥傳感器結(jié)構(gòu)圖

腔室（1）和通道（10）當(dāng)中的空氣需要放掉，否則，磁鐵（8）將伴隨回油管中壓力波動(dòng)而移動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)故障。例如，2020年1月XXXX輪主機(jī)NO.3缸汽缸油注油器“SAFETY VALVE OPEN”頻繁報(bào)警，主機(jī)因氣缸油流量偏差大“LARGE DEVIATION”自動(dòng)降速。船舶懷疑監(jiān)測(cè)流量的流量計(jì)故障，換新流量計(jì)后故障依舊。松開(kāi)注油器本體上的8根油管接頭，逐個(gè)確認(rèn)注油槍與報(bào)警之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)主機(jī)左側(cè)第三只注油槍接頭連接后注油器報(bào)警，換新注油槍后，故障仍未能排除。為了進(jìn)一步查找原因，拆下注油槍供油管接頭，發(fā)現(xiàn)主機(jī)左側(cè)第三只注油槍供油管的流量明顯偏小，將注油槍直接與注油器本體連接，發(fā)現(xiàn)注油槍不噴油，如果把油槍接在注油器上的其它出油口，則噴油正常，說(shuō)明注油槍沒(méi)有問(wèn)題。分析判斷，該出油口的安全閥可能有問(wèn)題，于是拆下注油器頂蓋整體換新，然后裝復(fù)試車，故障消除。在拆檢換下的舊件過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)異常。兩個(gè)月后，漢森氣缸油注油器服務(wù)工程師登輪，輪機(jī)長(zhǎng)針對(duì)此故障與服務(wù)工程師進(jìn)行溝通交流，服務(wù)工程師認(rèn)為，該支路內(nèi)部存在空氣，安全閥閥后管路由于壓力高導(dǎo)致空氣無(wú)法排出，船員更換備件時(shí)，無(wú)意中將空氣排出，從而使注油器工況恢復(fù)正常。

3.2 安全閥功能試驗(yàn)

正常情況下，氣缸油注油器安全閥每6個(gè)月進(jìn)行一次功能試驗(yàn)：注油器運(yùn)行狀態(tài)下，逐個(gè)拆開(kāi)注油槍供油管接頭并封堵，此時(shí)安全閥應(yīng)該動(dòng)作，“relief sensor”指示燈熄滅。如果“relief sensor”指示燈沒(méi)有熄滅，就需對(duì)安全閥或?qū)Π踩y傳感器"relief sensor"進(jìn)行拆檢或調(diào)整。

3.3 安全閥傳感器“Relief sensor”功能試驗(yàn)

正常情況下，安全閥傳感器“relief sensor”上的黃色LED燈保持常亮，紅色LED燈可能在運(yùn)行過(guò)程中閃爍（例如在柱塞行程大時(shí)）。安全閥傳感器“relief sensor”要求每月進(jìn)行功能試驗(yàn)：拆下任意一個(gè)注油槍的供油管并用悶頭封堵，機(jī)旁手動(dòng)注油，此時(shí)安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈應(yīng)該熄滅；松開(kāi)悶頭后，安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈點(diǎn)亮，否則,就需要調(diào)整“relief sensor”的安裝位置或拆檢傳感器。

3.4 安全閥傳感器“relief sensor”的定位

安全閥傳感器“relief sensor”的安裝位置對(duì)靈敏度有很大影響，比如距離底部太遠(yuǎn)，油嘴堵塞時(shí)可能不會(huì)引起報(bào)警，導(dǎo)致極大的安全隱患。在拆檢或更換“relief sensor”前，很多船舶事先測(cè)量“Relief sensor”的埋入深度，實(shí)際上這種方法并不可靠，除非已經(jīng)確認(rèn)之前的安裝位置是正確的。如果按照以下的步驟安裝，既簡(jiǎn)單又可靠：

（1）松開(kāi)安全閥傳感器后向下移動(dòng)，直至兩個(gè)LED燈（黃燈和紅燈）均熄滅，如圖3所示。

圖3 兩個(gè)LED燈熄滅

（2）向上移動(dòng)安全閥傳感器，直至兩個(gè)LED燈全亮，如圖4所示。

圖4 兩個(gè)LED燈點(diǎn)亮

（3）把安全閥傳感器再往上移動(dòng)一點(diǎn)，直至黃燈亮，紅燈滅，同時(shí)在該位置做好標(biāo)記，如圖5所示。

圖5 黃燈點(diǎn)亮紅燈熄滅

（4）從標(biāo)記位置向上移動(dòng)0.5 mm后上緊，力矩0.6Mm。

3.5 “Safety valve open constant”時(shí)的應(yīng)對(duì)措施

注油器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果安全閥傳感器"relief sensor"觸發(fā)3次以上，CLC控制板將向PC發(fā)出“Safety valve open”預(yù)警信號(hào)。值得注意的是，注油槍運(yùn)行初期或工況不佳時(shí)，有時(shí)也會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。如果“Safety valve open”預(yù)警持續(xù)時(shí)間超過(guò)10分鐘，CLC控制板將向PC發(fā)出“Safety valve open constant”報(bào)警信號(hào)，此時(shí)氣缸油注油器可能有一個(gè)或多個(gè)注油槍堵塞，氣缸油注油量減少，分布不均，應(yīng)避免主機(jī)運(yùn)行在最大負(fù)荷，同時(shí)要盡快組織檢修。

4.結(jié)束語(yǔ)

目前新型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，活塞行程更長(zhǎng)、燃燒壓力更高，同時(shí)疊加劣質(zhì)燃油的使用以及其它不利因素，酸性腐蝕、氣缸油降解、磨料磨損等風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，加強(qiáng)氣缸油注油器的維修保養(yǎng)，確保潤(rùn)滑效果，無(wú)疑是化解這些風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。