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柴油机高压油泵柱塞副咬死故障分析

时间:2018/8/16 10:40:08 点击:

  内容提示:高压油泵是喷射系统中最关键的部件,是由泵壳、柱塞偶件、出油阀偶件、凸轮轴和油量调节机构组成的,它的工作情况直接影响柴油机的正常运转。在船舶实际运行过程中,经常发生高压油泵咬死的故障而导致柴油机不发功和滚轮受损等现象,下面对这一故障的原因进行分析探讨。...
燃油喷射系统是柴油机的一个重要组成部分,它将燃油提高到一定压力并根据柴油机的发火顺序和负荷大小定时定量地把燃油经喷油器喷射到气缸内进行燃烧。高压油泵是喷射系统中最关键的部件,是由泵壳、柱塞偶件、出油阀偶件、凸轮轴和油量调节机构组成的,它的工作情况直接影响柴油机的正常运转。在船舶实际运行过程中,经常发生高压油泵咬死的故障而导致柴油机不发功和滚轮受损等现象,下面对这一故障的原因进行分析探讨。

1.供油系统
供油系统所造成的高压油泵柱塞副咬死是最常见的。燃油在进入主机前通常存在沉淀、粗滤、分油机分离、精滤和黏度控制等多个环节。其中,对分油机而言,它的功能是清除燃油中的杂质和水份,所以做好分油机的清洁和维护保养工作对防止柱塞副咬死、减少机械设备的磨损是非常重要的。
要做到经常性的拆开清洗分离片及本体内部。燃油在进入分油机前通常需要加热以控制黏度,黏度控制是否得当将直接影响分油机的分油效果,所以要注意控制进分油机的燃油温度和黏度。
此外,精滤器也是非常重要的,它是阻止杂质进入燃油喷射系统的最后一关,精滤器要做到经常清洁,特别是新造船,试航前很重要的一项工作就是清洗滤器。
另外一方面,燃油本身的质量所造成的柱塞副咬死也经常出现,一些投机供油商往往简单处理一下机油中的有毒物质和污染物并掺入重质燃料油进行交易。而废机油中铁、钙、铅、锌含量是很高的,掺入了废机油的重油在经过雾化加热器后不稳定性急剧增加,大量析出金属杂质,通常,雾化加热器后的滤器孔径要比雾化加热器前的孔径要小,部分金属杂质必定会通过滤器而进入高压油泵拉伤柱塞。此外,由于柱塞偶件的间隙是μm级的,燃油系统本身的清洁也是非常重要的,日用油柜和滤芯也要经常清洗,对于新造船特别要做好管路串油冲洗管路中的焊渣以防止金属颗粒进入油泵。对于燃油系统的这些原因,可以通过检查柱塞的拉痕进行分析,一般多集中在上部,大多从柱塞顶部就开始拉伤了。

2.操作管理
船舶管理人员对柴油机的维护管理是非常重要的,只有充分认识燃油系统各部件的功用并按照它们的特性去维护和调整才能有效防止高压油泵卡死。总体来讲,操作管理要从保持高压油泵偶件受热均匀的角度出发。
常见的燃油回油阀只是一个普通的截止止回阀,起到一个燃油止回的作用,但有些柴油机的燃油回油出口设有恒压阀,当恒压阀在调定压力工作时,恒压阀的进油口处于开启状态使作用在变量活塞上的油压力和弹簧推力相等,变量活塞平衡在某一位置工作。若柴油机负载加大,则回油压力升高,作用在变量活塞上的压力差使变量活塞发生移动,阀的流量增加,直至压力降到调定恒压力,变量活塞又回平衡位置工作。所以,可根据需要,通过调整恒压阀体上的弹簧预紧力可获得主机供应商所推荐的燃油进机压力。此恒压阀对高压油泵从高负荷运转到停车后,如果不及时调整该恒压阀的开度,那么船舶处于停机状态时,高压油泵得不到燃油的有效循环加热便会逐渐冷却,当再次投入运行时,高温燃油一下子进入已经冷却的高压油泵,柱塞和套筒一旦受热不均就会出现膨胀速度不一致,这时出现油泵咬死则是不可避免的。轻重油转换和重油间转换时的温度和黏度控制也是非常重要的,应避免混油,尽量保持油品的稳定性。不同的燃油其进机黏度和温度的推荐值是不一样的,黏度计不准和温度控制系统的滞后往往会造成进机黏度的不当而拉伤柱塞,而磨下的金属颗粒又会继续拉伤柱塞,此类原因造成的拉痕大多集中在柱塞的下部。

3.润滑系统
使用高秒数的柴油机有很高的燃油进机温度,在柴油机停车的时候如果空载运行时间太短,会造成柱塞偶件胀缩太快,如果缺少必要的润滑,那么柱塞在停车的时候就已经处于微咬的状态,对于套筒上有专门的润滑油注油孔的高压油泵来讲,如果停车时滚轮停在燃油滚轮较高位置,柱塞刚好处于注油孔的位置的时候,该缸柱塞头在下次启动的时候就处于干燥状态,必然会引起油泵柱塞卡住。对于高压油泵的滑油系统,为了避免柱塞偶件润滑条件的恶化,还需要引起注意的就是滑油的质量和润滑通道的清洁,必须加强对滑油的分离,定期更换油泵中的密封圈和曲拐箱滑油以保持滑油的品质。

4.偶件本身
柱塞偶件的工作环境是高温、高压和往复相对运动,因此偶件在工作中会产生热膨胀,套筒是固定在高压油泵的本体上的,其产生的热量可由油泵本体传导出去,而柱塞产生的热量则很难及时传导出去,如果该精密偶件的配合间隙过小,柱塞就很容易卡死。从高压油泵的结构来看,柱塞在套筒内作往复运动,齿条带动齿圈及转套带动柱塞旋转来改变供油量。套筒是靠定位螺钉固定在高压油泵本体上的,因此套筒上的定位孔尺寸很重要,深了,虽然能旋紧但起不到固定套筒的作用;浅了,定位钉旋紧后将会顶歪套筒。这就会造成套筒的中心线和柱塞的中心不同心,从而减小了偶件的配合间隙,运行起来后柱塞就会卡死在套筒内。此外,高压油泵是通过拉紧螺栓、螺母固定在柴油机机体上的,当柴油机运行时产生很大的振动,有时螺母会振松,这时高压油泵的顶升机构就会在弹簧的作用下向外倾斜。泵体的倾斜对高压油泵的齿条产生作用力,这个作用力通过转套而影响柱塞在套筒中的正确位置,同样造成了柱塞的中心线和套筒的中心线不重合,而导致柱塞卡死在套筒中。

引起柴油机高压油泵卡死的原因非常多,分析原因主要要从其故障特点和其结构出发,充分了解每一个部件的作用和工作特点对防止和排除故障是非常重要的。

作者:不详 来源:船泊天下

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