MAN B＆W 8L42MC型主机汽缸注油系统注油量调整方案研究及应用

兰秀凯，罗意秋，俞金生，李茂华

(中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431)

1 注油器工作现状

1.1 注油器简介

某船主机型号为MAN B＆W 8L42MC，2冲程十字头直流扫气柴油机，最大转速168 r/min，最大功率为6821 kW(9 280 HP)，汽缸润滑使用Hans Jensens type7型注油器。注油器通过法兰与凸轮轴连接，与主机转速是1∶1［1］。通过凸轮轴驱动。注油器注油调节共分5档 (1，2，3，4，5)，其中1档最小，5档最大。其中汽缸油的调节方法有手动单独调节和手动总调两种，都是通过改变小柱塞的实际行程S来改变流量。

1.2 注油器注油量的情况

注油率太大不仅浪费汽缸油，还会使活塞顶部、扫气口、排气阀处沉积物增多，引起活塞环和排气阀粘着，导致扫气箱着火，或者燃烧产物残存在气口形成积碳，从而加剧汽缸套和活塞环的磨损;注油率太小，则难于形成完整的油膜，而使活塞环与缸套磨损加剧，漏气增多，导致咬缸事故［2］。

在中修前，某船注油器在备车，机动航行，进出港口，微速条件下使用的是最大档5档，在港外全速时用的是最小档1档，在其他条件下使用的是2，3，4档。

从中修过程中拆卸的缸套情况看，扫气口，活塞环槽积碳较多，填料函出油口及外表面碳垢较多，由此判断可能是注油器注油过多造成的。通过拆卸做注油量检查时，对其最大档5档和最小档1档的试验发现:在其标定转速168 r/min条件下其注油量如表1所示。

表1 主机注油器方案实施前的最大、最小供油量

考虑到在数据测量时可能出现的误差，把1档的数据定为70 ml(单个柱塞，10 min的注油量)，5档定为145 ml(单个柱塞，10 min的注油量)，得出在1档，168 r/min时的供油量为40.32(L/cyl·24 h)，5档时为80.64(L/cyl·24 h)，这样双机一天耗油量为1档大约为0.64 m3，5档为1.3 m3，参考注油器供油曲线在主机运行超过6 500 h后，汽缸油的供油量在21.7～23.2(L/cyl·24 h)的范围内［3］。很明显汽缸油的供给量超标了。因此，决定利用中修的机会对汽缸油进行调整。

2 降低汽缸油消耗方案的确立与实施

2.1 注油量计算的依据

通过查阅有关资料，咨询相关方面的专家，对汽缸油的用量有如下几种计算方法。

1)依据平均有效压力Pe来决定在不同转速条件下汽缸油的供给量。汽缸油的供给量与平均有效压力成比例关系:Q=K1·Pe，其中K1为系数，表2是在平均有效压力1.62 MPa计算出的9个不同点的注油量。

2)依据Man公司故障汇编书中推荐的g=0.8 g/(PBHP·h)，结合特性曲线来确定供油量。

3)依据转速的变化来调节供油量，Q=K2n(其中K2为系数)。这种调节在高速低负荷与高负荷情况下表现出不合理性，负荷不一样，缸内条件不同，但供油量却一样。但是从某船注油器的特点来看，就是属于这种调节式的。

针对以上3种观点，在同一张表中计算出了他们相应的供油量与转速的关系，如表2所示。

表2所列的3种情况中的第3种也就是注油器的供油量与转速的关系，在实验中计算出了在1 500次时单个柱塞供油33 ml，34 ml，35 ml，36 ml，37 ml的表格，可以看出在1 500次单个柱塞供油量控制在34 ml时在152 r/min以下的转速都能够满足其所需供油量。但是在152～168 r/min的范围内理论上偏少一点。因为152 r/min以上很少用，即使使用也是短时间，因此可以选择34 ml或35 ml。

表2 不同转速下不同计算方法对应的注油量

从表3可以看出，选择上述数值，在任何转速下都能保证汽缸油的供应量足够。通过数据画出的曲线图如图1所示。

图1 不同计算标准下供油量与转速关系图

2.2 技术方案确立与实施

通过台架试验的数据表分析和注油器的供油量特性图得出柱塞行程S在3.5 mm左右。从表4可以看出，对于同一柱塞行程，不同的档位注油量相差很多，如果通过调整档位来调整注油量是不太合适的，并且如果要满足注油量在21.7～23.3 ml之间，即使调整档位能实现，那样柱塞的行程将要变的很短 (低于1 mm)这样容易造成柱塞的磨损不均匀，影响柱塞的寿命和效率。经研究决定采取固定使用一档的策略，一次性调整好柱塞行程，锁住。这样减少了调节的工作量，提高了工作效率。

表3 单缸注油量与转速对应关系

表4 不同档位供油量 (不同注油点供油1 500次，转速150 r/min)与柱塞行程关系表

把所有的柱塞行程调至3.5 mm，然后按照第1档3 000次的供油量在68～70 ml之间对单个柱塞进行微调，并记录下柱塞的最后行程，最后再对2，3，4，5档的注油量进行记录。

经过台架试验调整后，得出在150 r/min时钢珠每档的大概位置。每缸的钢珠除了在第1档时不太均匀外，在2、3、4、5档基本上是均匀的，通过相机拍得的钢珠位置证明调整是准确和均匀的。

3 实际使用情况分析

1)经过航行后的多次缸内检查:缸壁表面湿润，干净，首环干燥，第二环半干半湿，其余环湿润，表面光亮，倒角存在。缸套没有异常磨损，表明汽缸油的注油量合适［4］。实践证明，采用该技术方案是科学合理、切实有效的，既保证了设备良好的运行状态，又达到了节油减耗的目的。

2)采用该改进方案后，该船自2006年10月以来，先后经过800余天海上航行的汽缸油消耗统计，其实际耗油量约为21.7(L/cyl·24 h)，双机一天大约用油350 L。与新方案实施前相比，两台主机一天至少节约汽缸油300 L，每年可节约人民币60万元。

3)该方案实施后，减少了工作量，提高了工作效率。由于省去了换档和对柱塞行程的调节，减少了在不同工况下来回调节注油量，减少了值班人员的劳动量，提高了工作效率。

4 应用推广

该方案实施后，显著减少了部件的结炭和磨损，提高主机设备运行的适用范围和可靠性，延长其使用寿命，大大降低维修周期，节约维修经费。同时，可为注油器型号相同、调节方式相同的其他船舶主机进行汽缸注油器性能测定、汽缸油的调整提供有力的指导和借鉴意义。特别是在油源日益紧缺、油价日益昂贵的情况下，能够极大地降低主机汽缸油的消耗，节约大量汽缸油成本，相应减少了远洋船舶停靠外港对国外汽缸油的依赖。因此，该技术的使用推广具有极强的经济价值和社会效益。

［1］傅克阳.主推进动力装置 ［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［2］顾卓明.轮机维护和修理 ［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［3］陈国钧.舰艇柴油机动力装置 ［M］.大连:大连海事大学出版社，1996.

［4］郑凤阁，李凯.轮机自动化［M］.大连海事大学出版社，1995.