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0 引 言 某型柴油机是从德国引进的高速大功率推进用 柴油发动机 , 广泛用于船舶推进 、机车牵引和陆用 发电 。该机自国产化成功并交付用户已使用多年 , 总体运行情况良好 。但也暴露出一些问题 , 该型大 功率柴油机在进行台架磨合试验过程中 , 运行至额 定工况时末端主轴承滑油压力为 0 .52 MPa, 滑油 压力低于技术标准要求 ( 专利方技术规格书要求 额定工况下末端主轴承滑油压力应为 0 .6 MPa左 右); 随后进行台架试验的 一 台 机 也 出 现 类 似 问题。 1 故障分析 1.1 故障可能原因 根据故障情况结合滑油系统原理 , 初步分析导 致该型大功率柴油机末端主轴承滑油压力低的原因 可能有: (1) 滑油监控系统不正常; (2) 滑油油 位太低; (3) 滑油系统不密封; (4) 滑油泵 、滑 油滤器等滑油系统零部件质量不满足要求; (5) 技术状态发生变化。 1.2 故障排查 1.2.1 滑油监控系统 更换监控系统滑油压力传感器 , 滑油压力无变 化 ; 监控系统滑油压力检测通道工作正常 , 可以排 除滑油监控系统不正常因素。 1.2.2 滑油油位 检查油底壳滑油油位 , 油位正常 , 可以排除滑油油位太低因素。 1.2.3 滑油系统密封性 分解柴油机 , 全面检验系统密封性。 (1) 泵前滑油管路密封性检验 对从吸油罩斗至机身自由端与滑油泵吸口连接平面之间的泵前滑油管路做 0 .1 MPa密封性试验 , 无泄漏。 (2) 活塞冷却油喷嘴座面与机身密封性检验 对机身活塞冷却油喷嘴座面进行密封性试验 , 滑油压力为 0 .5 MPa时 , 20 档中个别档喷嘴座面 略有轻微渗漏 。 因活塞冷却油喷嘴与机身直接接 触 , 属于刚性密封 , 个别档喷嘴座面有轻微渗漏属 正常现象 , 相对于 20 个活塞冷却油喷嘴通流面积 来说 , 可以忽略 , 对压力无明显影响 。因此 , 喷嘴 座面渗漏不是导致末端主轴承油压低的主要原因。 (3) 阀箱总成密封性检验 对阀箱做密封性试验 , 试验压力 0 .9 MPa, 试 验用油为 CD30 滑油 , 无泄漏。 (4) 机身密封性检验 对机身各滑油道做密封性试验 , 试验压力 0 .9 MPa, 试验用油为 CD30 滑油 , 均无泄漏。 综上 , 可以排除滑油系统不密封是导致滑油压 力低故障的原因。 1.2.寸 滑油泵 、滑油滤器等滑油系统零部件质量 检查 (1) 滑油泵流量检查 复查滑油泵流量参数 , 均满足图纸要求 。将滑 油泵更换为流量较大的滑油泵进行对比试验 , 更换前 A、B排滑油泵流量分别为 959.0 ( L.min-1 ) 和 938.5 ( L. min-1 ) , 更换后 A、B排滑油泵流 量分别为 961 (L.min-1 ) 和 958.3 ( L.min-1 ) , 滑油压力无明显变化 。可以排除滑油泵流量不满足 要求是导致滑油压力低故障的原因。 (2) 滑油滤器清洁度检查 检查滑油滤器滤芯 , 无异常杂质 、颗粒; 更换 新的滑油滤器 , 滑油压力无明显变化 。可以排除滑 油滤器滤芯清洁度问题是导致滑油压力低故障的 原因。 (3) 传动箱总成换装试验 将该机传动箱总成安装在另一 台柴油机上做验 证试验 , 另一 台机滑油压力正常 , 表明传动箱总成 功能正常 , 可以排除传动箱总成是导致滑油压力低 故障的原因。 (4) 压力保持阀 、压力控制阀检查检查 0 .05 MPa、0 .15 MPa压 力 保 持 阀 及0 .6 MPa压力控制阀等滑油系统中的所有阀门 , 开 启压力均在图纸要求值范围内; 更换新的压力保持 阀 、压力控制阀 , 滑油压力无明显变化 。可以排除 压力保持阀 、压力控制阀开启压力不满足要求是导 致滑油压力低故障的原因。 (5) 主轴瓦 、连杆瓦和凸轮轴瓦检查 检查主轴瓦 、连杆瓦和凸轮轴瓦厚度 、开口尺 寸等 , 均符合图纸要求 。可以排除主轴瓦 、连杆瓦 和凸轮轴瓦是导致滑油压力低故障的原因。 (6) 曲轴主轴颈尺寸检查 检查该机曲轴主轴颈尺寸 , 第 7 、10 、11 档曲 轴主轴颈略有超差 , 其余档尺寸符合要求 , 如表 1 所示。 (7) 机身主轴承孔径检查 (未安装轴瓦) 检查机身主轴承孔径 , 测量方法如图 1 所示 , 测量结果显示部分孔径尺寸超差 , 如表 2 所示。
观察发现 , 各档瓦口部位均有抛磨 。为进一步 确定抛磨后瓦口部位实际尺寸 , 对第 2 、11 、12 档 主轴承孔进行抽检 , 在瓦口 b0 处 ( 见图 1) 尺寸 超差 0 .014 ~0 .031 mm, 见表 3 。
(8) 机身主轴承孔径检查 (安装轴瓦) 安装轴瓦后 , 测量各档主轴承孔 , 均有不同 程度超差 , 同样表现为大于图纸要求上差 , 见 表 4 。
(9) 滑油系统其余零部件检查 检查吸油罩斗 、滤网 、吸油管 、滑油冷却器、 中间管及连接密封圈等滑油系统零部件尺寸 , 均满 足图纸要求 , 可以排除上述零部件质量问题是导致 末端主轴承油压低的原因。 通过以上对滑油泵 、滑油滤器等滑油系统零部 件的检查 , 可以排除滑油泵 、滑油滤器等零部件质 量问题是导致末端主轴承油压低故障的原因 。而曲 轴主轴颈 、机身主轴承孔径 ( 未安装轴瓦) 超差 , 可能是导致末端主轴承油压低的原因。 1.2.5 技术状态检查 对机身主轴承孔孔径 ( 含未安装主轴瓦 、安 装主轴瓦两种状态) 、 曲轴主轴颈 、主轴承油隙 (要求值: 0 .170 -0 .267 mm) 等技术状态进行复 查 。上述图纸及技术文件相关条款自 1999 年国产 化以来 , 未进行过设计更改 。可以排除技术状态变 化是导致末端主轴承油压低的原因。 1.3 故障原因分析 根据故障排查情况分析认为: 导致末端主轴承 油压低的原因为: 机身主轴承孔尺寸超差导致主轴承油隙接近或超出上限 , 以及瓦隙超出理论值 。故 障原理为: 机身主轴承孔尺寸超差 , 油隙 ( 见表 5) 和瓦隙 (见表 6) 增大 , 滑油泄油量增加 , 导 致系统滑油压力降低。 1.4 试验验证 针对该台柴油机 ( 机身编号: X-1#) 末端主 轴承滑油压力问题 , 将 X-1#机身更换为 X-2#机身 (未抛磨瓦口) , 通过选配曲轴 , 油隙平均值控制 在 0 .228 mm, 其油隙 、瓦隙在要求范围内并靠近 理论值下偏差 。台架试验时额定工况下末端主轴承 滑油压力达到 0 .59 MPa, 较原机提高 0 .07 MPa, 接近要求值0.6 MPa, 各项技术参数符合技术规格 书要求 。后续进行了 2 台柴油机验证试验 , 滑油压 力均达到技术规格书要求。
生产厂家油隙控制经验 , 采取如下改进措施: 2 结论及改进措施 根据上述分析并结合台架试验验证情况 , 可以 确定: 机身主轴承孔尺寸超差 , 引起主轴承油隙和 瓦隙增大 , 导致泄油量增加是该型大功率柴油机末 端主轴承滑油压力偏低的主要原因。 为避免类似问题的再次发生 , 结合其他该型机 (1) 完善机加工工艺 , 压缩机身主轴承孔公 差带 , 杜绝手工抛磨瓦口; (2) 改进总装工艺 , 装配前选配机身 、曲轴、 轴瓦 , 确保油隙满足技术文件要求。 通过上述改进措施 , 解决了该型大功率柴油机 末端主轴承滑油压力偏低的故障。 来源：柴油机，作者王立华，李焕英 |
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