【船机帮】某副机高压油泵卡阻故障原因分析及防范措施

导读

发电柴油机高压油泵柱塞卡阻故障频频引发严重机损事故。

为了防范高压油泵柱塞卡阻故障发生，本文分析了造成高压油泵柱塞卡阻的可能原因，并在此基础上，从高压油泵装配以及轮机舱管理等多个角度给出防范措施，以供轮机人员参考。

一、某副机高压油泵卡阻引发飞车案例

1、事故经过

某轮上装配有三台 6L20/27 型副机，额定功率 550kw，额定转速为 750 转/分。

某年8月5日，该轮准备离开爱沙尼亚回中国。

当班机工准备启动 No.2 发电柴油机，在确认了滑油油位、滑油压力、淡水压力、燃油进机压力等正常以及盘车后，将油门手柄推向规定的位置，开始旋转启动钥匙，启动该柴油机。

启动后，该机转速不断上升，达 750转/分（额定转速）后转速还继续往上升，一直到 800 转/分。

当班机工意识到该副机发生超速事故，立即将油门手柄推向停车位置，但柴油机已经停不下来了，而且声音很大，比平时大很多。

该机工马上去关闭燃油进机阀，柴油机才停了下来。

经轮机长和二管轮检查发现此次事故造成 No.2 发电柴油机第 3、4、6 号缸连杆大端轴承轴瓦咬死在曲柄销上的严重后果。

2、事故分析

为什么油门手柄推向停车位置而柴油机停不了车呢？

首先肯定的是，发生这种现象一定是油门手柄在停车位置时，有油继续喷向柴油机气缸燃烧室内。

根据柴油机的发火原理，在运转的时候有一定的油流进燃烧室内，柴油机肯定是不会停下来。

在停车位置时，有油继续流向（或喷向）燃烧室内有两个方面原因：

一是喷油器的针阀卡在开启的位置，或者高压油泵的出油阀卡死在开启的位置，不能及时的停油；

一是高压油泵柱塞卡阻在较大或最大供油量位置上。

如果只是喷油器针阀卡死在开启的位置，或者高压油泵的出油阀卡死在开启的位置，而高压油泵柱塞没有卡阻在较大或最大供油量位置上，那么，当油门手柄在停车位置时，就不会有燃油不停的到高压油管内，也就没有燃油不停的流向燃烧室内，柴油机最终还是会停下来。

只不过是不会立即停车，会比平时运转长一点时间才停。

因此喷油器的针阀卡死在开启位置或高压油泵的出油阀卡死在开启的位置不是此次事故的主要原因。

引起这次事故最可能的原因是高压油泵柱塞卡阻在较大或最大供油量位置上。

现场拆检结果证明了上面的判断，造成 No.2 发电柴油机超速及停不了机的主要原因是 2、4 号缸高压油泵柱塞卡阻在较大或最大供油量位置上。

高压油泵柱塞卡阻是柴油机常见故障之一，尤其是使用高黏度的重质燃油的船舶柴油副机，普遍遇到高压油泵卡阻故障，轻者该缸不发火，副机跳电，高压油泵柱塞偶件报废，成为船舶安全隐患，重者副机超速及停不了机，轴瓦与曲柄销咬死，引起严重的机损事故。

为了防范高压油泵柱塞卡阻故障发生，本文分析了造成高压油泵柱塞卡阻的可能原因，并在基础上，从高压油泵装配以及轮机舱管理等多个方面给出防范措施，以供轮机人员参考。

二、高压油泵卡阻故障原因分析

6L20/27 型副机的高压油泵属于单体回油孔式高压油泵（如图1所示），下面重点针对于此类高压油泵卡阻故障给出原因分析。

图 1 喷油泵结构组成图

1、不正确的使用

高压油泵柱塞和套筒这对精密偶件是经过严格的加工而成的，其配合间隙为 0.001~0.003mm，如果使用中不注意对分油机和燃油滤器的清洁保养或者使用劣质燃油，使细小杂质进入柱塞和套筒之间，极易造成柱塞卡阻咬死，使喷油泵不能满足柴油机在各工况下对循坏供油量的需求。

这是最常见的原因。

2、不正确的装配

良好的装配质量是确保喷油泵正常工作的基础，在喷油泵的修理装配工作中要确保柱塞偶件的清洁，不要损伤和磕碰柱塞表面，以免柱塞变形引起卡阻。

另外，在紧固出油阀螺帽时要注意，如果出油阀紧固螺帽的拧紧力矩过大，将会使柱塞套上部承受压力过大而变形，极易引起高速上下运行的柱塞卡死在套筒内。

3、柱塞副产品质量造成

柱塞偶件是精密件，包装出厂时其表面涂有一层防锈油，装配时应清洗干净，仔细检查其上下移动和转动灵活性。

实际工作中发现由于新偶件的加工误差造成柱塞和套筒之间有发涩现象，在喷油泵调试时就发生卡阻。

4、燃油系统其他故障造成

柴油机在工作中，由于供油提前角的调整不当等原因造成针阀偶件温度过高，烧死在停止喷射的位置上，燃油不能喷向气缸，高压油管内的温度过高，高压油管内的油压陡然升高，高速运动的柱塞头部承受的压力增大，温度升高，柱塞发生变形，易造成卡阻现象。

5、润滑不好造成

柱塞偶件在工作过程中，依靠柱塞和套筒之间的间隙所泄漏的柴油进行润滑，它是靠摩擦表面的几何形状和相对运动，并借助粘性流体动力特性产生油压来平衡外负荷，建立润滑油膜，使柱塞偶件不会因干摩擦而卡死。

但在柱塞偶件长期工作的过程中，就有可能使柱塞和套筒之间的润滑油膜被破坏，使得柱塞和套筒之间干摩擦，从而导致柱塞卡阻。

6、工作温度过高，温度变化过快

柱塞偶件工作温度过高，温度变化过快，同样也会破坏润滑油膜，使柱塞和套筒之间产生干摩擦，导致柱塞卡阻。

三、防范措施

高压油泵咬死故障多数是由于日常管理忽视或操作不当引起的，只要我们从思想上重视，并在实际中加以实施，就一定能够避免和减少高压油泵咬死故障的发生。

在上面对高压油泵卡阻原因分析基础上，结合本人的船舶实践管理经验，下面给出几个防范措施，以供同行参考。

（1）拆装保养高压油泵时，注意不要擦伤柱塞表面。

拧紧出油阀紧固螺帽的扭矩不能过大，应控制在 490N·m 以下，减少套筒下进油孔的内缩变形，这是防止柱塞在套筒内卡死的有效措施之一。

（2）对超过保质期的柱塞偶件在使用装配时，应清洗干净和检查其移动和转动的灵活性，防止因存放时间太长和不正确的放置使偶件变形，装配在喷油泵上使用造成柱塞卡阻。

对不合格产品严禁装配使用，对轻微发涩的柱塞偶件经相互研磨处理合格后方可使用。

（3）动车前必须先检查试验，确保高压油泵调节齿条正常，活络，各连接部件的状况良好（包括总油门杆的导向滚轮），否则严禁动车。

（4）如发现有高压油泵存在卡阻现象，可打开进油阀，用一根长约 0.5m，直径约 20cm 的铁棒（头部最好制成方扁形）左右撬动调节齿条两端，同时慢慢盘车，以增加柱塞活动能力（还可冲走杂质），使其逐步活络至用手能左右推动即可，一般情况下的卡阻现象均能这样消除。

要特别注意的是在撬调节齿条（绝对不能敲击）和盘车时切忌用力过猛，以免损伤调节齿条（包括调节齿圈）上的牙齿和其他部件（此方法只适合于 No.1-No.5 缸油泵，No6 缸油泵由于外部有调速器阻碍，无位置可撬只能拆检）。

（5）副机在吃负荷前，需空载运行一段时间后再投入使用。

（6）副机停车前，使用#0 轻柴油5-10min，对其燃油系统进行冲洗（有的船回油至进机燃油进口，否则回油柜浪费较大）。

然后手动卸载，并让其空载运行一段时间（20 分钟以上），使柱塞偶件温度分布均匀，这就可以大大降低高压油泵咬死的可能性。

（7）该副机因使用重质燃油，滑油系统极易受污染，需严格定期更换曲拐箱滑油（2000 小时），加强对滑油进行分离，以免因滑油油质变差而使柱塞偶件润滑条件恶化造成故障。

（8）加强对燃油系统的管理力度。

这包括：

① 视情缩短检查和清洗滤器周期，发现滤网破损及时修复。

② 尽量降低净油机分离量，保持分离温度（70-80℃），以提高分油效果，如管路条件允许，最好是反复分离，力争多分离出油中杂质。

③ 保持日用柜温度 55℃左右。

④ 加强对重油储存舱、柜的检查，发现脏污及时清洗。

⑤ 如在外港装重油，尽最大可能不与两地重油混装、混用，以免不同油品相混而产生油泥。

参考文献

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[2] 江国强，姜春晓.副机停车过快发生高压油泵咬死浅析及日常管理对策[J].航海技术，1999，（01）：62-63.

[3] 张振祥.喷油泵柱塞发卡的原因[J].中海机务，2004，12（2）：7-9.

[4] 张彦生.喷油泵卡死造成的故障[J].中海机务，2005，24（6）：19-20.

[5] 王尚义.柴油机喷油泵三大偶件巧检验[J].柴油机，2003，134（12）：37-38.

原创作者系：

集美大学轮机工程学院   刘炳欣