一、柴油机简介
该型柴油机为MAN公司在上世纪末设计生产的一款四冲程柴油机,主要参数如下:
缸数:5~9 缸;
输出功率:450~990kW;
转速:1000/1200rpm;
缸径 / 冲程:160mm/240mm;
压缩比:16.2:1。
该型柴油机主要优点有:
(1)前端箱设计:
附属部件如滑油泵、水泵、冷却器、滤器、安全调节阀等,都被集中安装在一个独立的前端箱内。
(2)无管道设计:
以无管道方式连接到柴油机内的油和水系统,总体上将零部件数量减少 40% 以上。
(3)其使用的 Sacos one 柴油机控制系统,是一款较为成熟、稳定、实用的控制系统。
国内很多柴油机厂家都引进了 MAN 公司的技术,生产制造了该型船用柴油机,除少数部件,如增压器、高压油泵等采用进口件外,其余大部分部件,均由国内柴油机厂自行生产,并组装调试。
二、故障介绍
1、共性故障
该型柴油机共性的故障不少,如缸头排气阀座处易漏水,进排气凸轮及滚轮异常磨损,增压器推力轴承易损坏,各温度、压力传感器易损坏等。
2、个性故障
该型柴油机的个性故障也不少。
图 1 缸套顶部有裂纹
如前端箱裂缝(导致淡水通道和滑油通道连通),缸套顶部有裂纹的问题,如图1所示,在其他类型的柴油机上,都是很少见的故障。
三、降低该型柴油机故障率的常规措施
1、注重该型柴油机的运行管理
鉴于该型柴油机的可靠性,轮机人员平时应勤观察、勤记录、勤维护、勤保养。
所有能观察、测量到的参数,应尽量记录,柴油机的温度、压力、转速等各参数,以及柴油机的拐挡差等,轮机人员应了如指掌,确保只要稍有异常,即可尽早采取措施。
同样,只要机器稍有跑冒滴漏,即应捉漏灭漏,把故障尽早消灭在萌芽状态。
2、保证冷却水、滑油、燃油、压缩空气的绝对干净。
该型柴油机的冷却水通道,特别是排气阀座的冷却水孔较小,如图2所示,容易脏堵。
由于水孔脏堵导致排气阀座密封圈过热失效,进一步导致漏水至燃烧室的状况,屡见不鲜。
定期对冷却水进行化验、投药处理、更换,是使用该型柴油机的船舶必须坚持的日常管理事项。
该型柴油机运行时,滑油消耗量普遍是说明书规定的最大消耗量的2~3倍,故其系统滑油也较容易变脏。
定期更换系统滑油,也属必然。
各船可以根据自身特点确定更换滑油的周期,但一般来说,不要超过1000h(运行时间)。
用船上的滑油分油机对系统滑油进行净化,也是一种可供选择的办法。
该型柴油机的空气启动系统,如空气马达、进气电磁阀等,也较易损坏,故其使用的压缩空气,最好经过净化处理。
3、缩短大修间隔周期
该型柴油机说明书规定的大修周期为10000~12000h,但历次大修,均会发现一些潜在的故障风险,故建议其大修间隔周期不应超过10000h。
个别柴油机如有必要,再进一步缩短至8000h,也是考虑选项。
4、逐步更换进口的运动部件
为从根源上降低该型柴油机的故障率,建议逐步将该型柴油机的运动部件,燃油喷射系统及空气启动系统的相关部件更换为进口件,这是没有办法的办法,但也是很见效的办法。
如凸轮轴、凸轮、进排气顶杆、进排气阀座、启动空气马达、各传感器等,甚至活塞、缸套、连杆、轴瓦、泵浦等也可以考虑。
每次大修根据预算情况,整体更换一部分,2~3 次大修后,虽然到时这些柴油机已不是新柴油机,但故障率应不会进一步升高。
5、每个大修周期之间,再安排一次增压器大修
以国内某柴油机厂家生产的MAN 6 L16/24G型柴油机为例,该型柴油机匹配的增压器 TCR 12/41026 型增压器,转速在船用柴油机的增压器里是比较高的,最高转速为72000rpm,柴油机在某轮常用功率下(约 300kW)运行时,增压器转速约45 000rpm。
加上船舶柴油机运行工况变化剧烈等因素,导致该型增压器转子叶片会有积碳,推力轴承易损坏,故在柴油机的每个大修周期之间(即运行约 5000h),再安排一次增压器大修,很有必要。
四、管理建议
以下这些措施,并不能切实降低该型柴油机的故障率,但在柴油机出现问题时,可以缩短修理周期,使得柴油机故障对船舶正常运行的影响降到最低。
(1)做好轮机人员的管理培训。
日常维护保养的工作,这里不再重复说明。轮机人员还应能自行吊缸、更换增压器、更换调速器等。
轮机人员在做水压试验时,发现排气阀座处
漏水 , 如图3所示。
(2)安装好一整套的缸头缸套总成留作备用。
如图 4所示,这样在某个缸出现问题时,再次水压试验无误后即可直接换上,省时省力。
(3)配备充足备件。
除了常规备件外,每船还应配备一台增压器总成、一台调速器总成,一段凸轮轴及一些滚轮等,以备不时之需。
该机型的大部分备件可以通用,应急时可以在船舶之间调拨使用。
(4)提供有力的岸基技术支持。
该型柴油机,新故障多,给船舶轮机员的故障判断带来不小的麻烦。
故岸基管理人员应理顺船舶轮机员与岸基管理人员、岸基管理人员与设备生产商资深服务工程师间的联系渠道,必要时直接让船舶轮机员与设备生产商资深服务工程师直接联系,指导船舶轮机员进行故障预排查等。
五、得不偿失的处理措施
该型柴油机的凸轮轴、滚轮极易磨损,磨损情况如图5所示,为彻底解决该问题,建议更换成进口部件,并检查装配情况,一般可以解决该问题。
如果短时间内没有备件更换,继续使用并注意观察,勤换系统滑油,从实践情况看,也可以安全运行一段时间。
国内某船公司的该型柴油机,凸轮磨损近 1mm深后依然在冒险运行,这会导致柴油机的定时不准,燃烧不良,排烟很差,磨损下来的金属颗粒也会进入系统滑油,损坏运动部件,对设备的损害很大。
异常磨损后继续冒险使用,是一种得不偿失的方案。
六、结束语
柴油机的可靠性,其实在船舶出厂时就已基本确定。
对于该型柴油机的使用者来说,吸取过往的经验,做好该型柴油机的日常管理工作,并视情况更换易损件,让该型柴油机在全寿命期的可靠性不再进一步降低,对船舶正常运行的影响降到最低,这是今后长期努力的目标。