船舶柴油机烧机油故障分析与排除

          　　摘 要：柴油机烧机油通常表现为排气冒蓝烟、机油消耗增大，烧机油影响柴油机正常运行。分析了引起柴油机烧机油的主要原因，提出了适量添加机油、加强活塞组件技术保养、及时更换气门组件三个解决措施。
　　关键词：柴油机；机油消耗；排气；故障
　　柴油机工作中机油消耗是正常现象，正常情况下，一台技术状态良好的柴油机额定工况下机油消耗率小于或等于408-476g/Kw・h，但目前某些船舶柴油机在使用中普遍存在机油超耗现象。机油超量消耗，主要原因是部分机油窜入燃烧室被烧掉。烧机油不仅造成机油的浪费，而且容易造成柴油机积碳严重，使柴油发动机运转不稳，功率明显下降，活塞环与气缸磨损加剧还可能导致活塞环粘结、折断、拉缸等事故。为保证柴油机可靠运行，降低故障率，提高使用寿命，应重视并有效解决这一问题。
　　1 故障特征
　　柴油机出现烧机油，表现为三方面：（1）机油消耗异常增大；（2）排气冒蓝烟，在低速、空车和低负荷时更明显；（3）排气管向外喷机油，低速低负荷时，可观察到排气管喷出大量油粒。
　　2 故障分析
　　一般来说，柴油机的机油窜入燃烧室引起烧机油，主要有四个方面原因。
　　2.1 曲轴箱（或油底壳）内机油过多
　　曲轴箱（或油底壳）内油位过高，曲拐转动时将大量的机油飞溅到气缸壁上，由活塞和活塞环带入燃烧室内。
　　2.2 气缸壁上的滑油窜入燃烧室
　　活塞环与缸套为一对摩擦副，靠机油飞溅润滑，通常有四个方面可能引起窜油。
　　（1）活塞环泵油。由于活塞往复运动的惯性，活塞环在活塞环槽中上下振动造成的泵油不可能杜绝，只能依靠改善密封性及环宇环槽之间的间隙来限制窜油量，环端面及与之配合的环槽粗糙度、环的不平度及活塞环与环槽的间隙将直接关系到窜油的大小。
　　（2）活塞环开口间隙。由于往复运动，机油靠惯性通过缸套表面和活塞环开口间隙窜到燃烧室，通过活塞环开口间隙的机油量由活塞与缸套的间隙和环的开口间隙来决定。因此，活塞与缸套的间隙越大，活塞环开口间隙越大，机油窜油量就越大。
　　（3）活塞环与缸套之间的贴合度。活塞环漏光度达不到要求，缸套本身加工误差，缸体缺陷，装配不当等，诸多原因造成缸套椭圆，将影响活塞环与缸套的贴合度，容易引起窜机油，特别是缸套椭圆后，活塞在往复运动时，活塞环开口就会移动，在椭圆的长轴上停止，造成上下各环开口成一直线，大量机油进入气缸内。
　　（4）活塞环截面形状、切向弹力的影响。柴油机运转有大量的润滑机油从连杆轴颈两端溢出并甩到缸套内壁上，从窜油来考虑，使气缸套表面保持适量的润滑油，将多余的机油刮下是非常必要的。在这方面，油环尤为重要，气环起到辅助控制作用。油环的刮油作用主要靠有利的形状、较大的自身弹力以及和活塞上回油孔的适当配合。气环选用合理的截面形状、恰当的切向弹力，也具有一定的刮油效果，进一步改进气环、油环的设计，提高环的刮油效能，就可以减少润滑机油的消耗。
　　2.3 空气滤清器内机油过多
　　使用油浴式空气滤清器的柴油机，如果滤清器内的机油过多或滤清器阻塞，机油就会由滤清器经进气道吸入燃烧室。
　　2.4 气缸盖上部机油流入燃烧室
　　气门杆与气门导管磨损后间隙过大、气门导管突出气缸盖部位断裂等，使气缸盖上的机油沿气门与气门导管配合间隙处流入燃烧室或排气管，造成烧机油。气门导管与气门杆作为一对摩擦副在高温下工作需要润滑，原则上供给摩擦副的润滑机油量不能过多，以免流入燃烧室。要保证适量润滑，主要取决于导管与气门杆之间的间隙，间隙太小，润滑机油不足，造成干摩擦；间隙过大，机油过多，容易流入气缸内。
　　3 排除方法
　　3.1 适量添加机油
　　油底壳内机油过多会使散热变差，机油易氧化变质，降低润滑性，同时油位高导致溢油、泄露频繁。特别是湿式油底壳，如果机油过多会引起曲轴撞击机油，影响柴油机功率；此外曲轴撞击机油频繁，使机油大量飞溅到缸壁上，而活塞环难以刮干净。船舶柴油机的按照一般前高后低，且航行中受风浪影响使曲轴箱内机油产生动荡，从飞轮壳端的甩油圈缝隙和螺孔牙缝溢出。我们用一台6135柴油机进行了测试，添加机油为标定油量和超量10%两种情况下，在同一负荷各累计工作100h后发现，添加机油过量的情况下，柴油机机油超耗7%-8%。
　　3.2 加强活塞组件的技术保养
　　根据各柴油机的技术状况，按三级技术保养的累计工作时间清洁并检查，测量活塞组件的磨损值，严格检查活塞环在环槽中的间隙，特别是最下面的一道气环。如果其侧间隙和底侧间隙过大则必须调整或换新。新活塞必须检查环槽宽度和深度，新活塞环则不仅要检查张力，还要检查宽度和厚度是否符合技术要求。实际使用中发现：即便是新活塞，有的环槽已超过最大磨损间隙，有个别气环厚度和宽度比使用过的气环还小0.25-0.32mm，有的新油环没有倒角或倒角很小，如没有严格检查测量而直接使用则柴油机机油超耗更严重。
　　3.3 及时更换气门组件
　　柴油机气门杆与导管磨损间隙超过极限，必须及时换新，如没有气门油封装置，建议改装有气门油封的导管，可防止机油窜入燃烧室或废汽窜出引起气门积碳。
　　4 结束语
　　新装配的柴油机，在试车阶段或运行初期（数小时以内），有轻度烧机油导致冒蓝烟是正常的。经拆装和检修、更换的机体，如活塞环、气缸套等相对运动机件，需要有一个磨合过程，才能达到良好配合。所以在试车或运行初始阶段可能会有更多机油窜入燃烧室，甚至排烟管出现滴油现象，但随着逐步磨合，滴油或冒蓝烟现象应消失。如果烧机油仍异常严重，则可能是活塞环装反（活塞环内有倒角的应朝上装配，装反后会出现“泵油”现象）或活塞环的开口没有错开，使较多的机油窜入燃烧室，此时应拆下活塞环重新装配。
　　总之，烧机油是柴油机运行中的典型故障，应经常对柴油机与机油相关的零部件仔细检查，对船舶每个航次和柴油机每次运行的负荷、机油消耗做好记录，以便分析油耗与负荷的关系，加强柴油机运行管理。
　　参考文献
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　　作者简介：陈锦锡（1982-），男，讲师，主要研究方向：船舶柴油机研究与专业教学。
　　赖亚辉（1980-），男，助讲。