某船TBD620V16型柴油机曲轴箱压力高报警故障原因分析伟

蒋建荣　张华

摘 要：随着海军新型舰船的不断入列服役，TBD620系列柴油机应用越来越广泛。TBD620系列柴油机曲轴箱压力高报警停车的故障较为频繁，给舰员使用、舰船修理带来困扰。本文针对某船TBD620V16型柴油机曲轴箱压力高报警故障问题分析，并提出了相应的预防和排除措施。

关键词：曲轴箱压力；故障；原因分析；排除措施

中图分类号：U664.121 文献标识码：A

A Ship TBD620 Diesel Engine Crankcase High Pressure Alarm Shutdown Cause Analysis And Elimination Measures

JIANG Jianrong， ZHANG Huawei

（ No.4801 factory of PLA， Guangzhou 510715 ）

Abstract： With the continuous fall in naval ship service model， TBD620 series diesel engine is more and more widely used. TBD620 series diesel engine crankcase frequent pressure high alarm shutdown would bring problems to the crew when they use and do the ship repair troubleshooting. In this paper， the reason of the high pressure of the crankcase pressure of TBD620V16 diesel engine is analyzed， and the corresponding preventive measures are put forward.

Key words： Crankcase high pressure； The fault； Cause analysis； Eliminating measures.

1 前言

某船采用两台TBD620V16型主推进柴油机，额定转速1800 r/min、额定功率2032 kW；双离合减速齿轮箱、双调距桨推进系统。经过修理，系泊试验完成后进行了航行试验，当主机转速达到1300 r/min、螺距为70%时，左主机曲轴箱压力上升至1 kPa（100 mm水柱），压力波动至设定停车压力（1.2 kPa），柴油机报警并停车，此时柴油机航行试验运行约2小时。

该船TBD620V16型左主机本次修理的主要内容为：所有缸头盖（共16个）按工艺要求进行拆修；抽检6套活塞连杆组及相应的6个气缸套，更换了活塞环、滑油冷却器、淡水冷却器、滑油滤器、燃油滤器、增压器、海淡水泵、高压泵、喷油器等。

2 故障原因分析

2.1 曲轴箱压力高报警功能

TBD620V16型柴油机的曲轴箱为密闭装置，运行时产生的油汽和活塞缸套漏泄的废气经过油气分离器接至增压器的吸入口，工作时曲轴箱的油气通过柴油机的进气系统排放使气压降低。柴油机监测系统设置有曲轴箱压力传感器，当压力达到1.2 kPa（120 mm水柱）时，监测系统自动发出指令到执行机构停机，并发出声光报警。这种安全保护装置，对于柴油机活塞、气缸套轻度的拉伤、活塞环窜气过量而引发曲轴箱压力高的预防是有效的，对柴油机的安全运转起到保护作用。

为了实时监测柴油机曲轴箱的压力，更直观地掌握曲轴箱的压力，防止曲轴箱压力高误报警，工厂维修人员在柴油机曲轴箱的油位检查孔上装一条U型透明塑料管，通过测量水柱的液位差可测量出曲轴箱压力。

2.2 曲轴箱压力高原因分析

TBD620型柴油机曲轴箱压力高报警停机的主要原因有：（1）柴油机报警功能误动作；（2）油气分离器及附属连接管路堵塞；（3）曲軸箱滑油液面过高；（4）燃烧室高温燃气渗漏至曲轴箱。

2.2.1 柴油机报警功能误动作

即柴油机曲轴箱压力没有达到设定的动作值1.2 kPa而产生误报警动作。

2.2.2 油气分离器及附属连接管路堵塞

TBD620V16型柴油机运行时产生的油气和活塞缸套漏泄的废气，经过油气分离器接至增压器的吸入口，曲轴箱的油气通过柴油机的进气系统排放。如油气分离器或附属软管脏堵会造成排气受阻，导致曲轴箱压力高报警停车。

2.2.3 曲轴箱滑油液面过高

TBD620V16柴油机起动前，需用油尺检查油底壳的滑油量，滑油油位应在MAX与MIN标记之间。如加入的滑油过量，曲轴箱的空间相对变小，在同样的油气压力下升高了曲轴箱压力，从而增大了曲轴箱压力高报警停车故障的风险。

2.2.4 燃烧室高温燃气渗漏至曲轴箱

TBD620 V16柴油机燃烧室高温燃气渗漏至曲轴箱的原因有：活塞环密封不良；气缸套磨损较大或有贯穿拉痕。

由于柴油机维修作业中安装活塞环时未对各活塞环进行120°错口或错口角度不够，或活塞环在环槽内运动，发生圆周位移、轴向运动使活塞环与环槽磨损超标等，导致油、气环在运动中发生对口现象，使活塞环密封效果变差甚至失效，燃气沿环槽窜入曲轴箱导致压力高报警停车的故障。

当气缸套表面损伤，特别是出现划痕、拉痕等情况，燃烧室高温、高压的燃气则窜入曲轴箱导致压力高报警的故障。

3 故障排除措施

（1） 在航行试验过程中，在曲轴箱油尺口引一根U型水柱，水柱贴着钢尺，左主机发生曲轴箱箱压力高报警停车时，U型管水柱高度差没有超过120 mm水柱，说明排除了柴油机曲轴箱压力高报警误动作故障；

（2） 检查TBD620V16型柴油机两个油气分离器，对滤芯检查未发现有脏堵现象，滤器壳体内无积油水；对连接曲轴箱至油气分离器、A1、B1缸缸盖罩壳与油气分离器及分离器至增压器連接的管路进行检查，未发现有堵塞现象，排除了油气分离器及附属管路堵塞造成的曲轴箱压力高报警停车的故障；

（3） 柴油机起动前已检查了滑油油位在MAX与MIN标记之间，排除了曲轴箱滑油液面过高引起的曲轴箱压力高故障报警停车的故障；

（4） 本次坞修已对TBD620柴油机抽检的6套活塞连杆组件更换活塞环，第一次航行试验失败后，对柴油机整机16个活塞连杆组拆卸分解修理，检查活塞环开口错开角度普遍在45°～90°之间，部分活塞环开口间隙偏大但未超过极限值，符合海军修理标准要求，排除活塞环开口间隙过大引起高温燃气渗漏；

（5） 检查活塞环开口错位情况，错开角度普遍在45°～90°之间，虽然没有按标准要求错开120°，增加了活塞环对口的风险，但也未发现活塞环对口现象，排除活塞环间隙过大、活塞环开口对口现象造成的燃气渗漏的问题；

（6） 活塞环与环槽间隙测量检查符合TBD620柴油机海军修理标准要求，因此排除活塞环槽间隙过大引起曲轴箱压力高报警停车故障；

（7） 拆检发现左主机A1、A7、B1、B5缸气缸套表面有较长拉痕，有的从缸套上部贯穿至缸套下部。其中A7、B1较为严重，A7缸进气侧有数条贯穿拉痕，宽度约0.1 mm～0.3 mm之间，最大深度约0.1 mm；B1缸排气侧有片状拉痕，最大深度约0.08（见图1、图2）。气缸套是燃烧室组成的重要部分，气缸套如产生贯穿拉痕，柴油机在运行过程中会造成高温燃气沿着缸套拉痕窜进曲轴箱。

（8）航行试验前，调距桨设备厂家技术人员对左、右调距桨零螺距重新标定后，改变了其联控曲线的斜率，导致左主机在低转速时作功比右主机多181 kW（轴功率），即左主机的负荷比右机偏高。柴油机更换活塞环后还没有充分磨合，低速时超负荷运行，使得A1、A7、B1、B5气缸局部过热，油膜受到局部破坏，缸套与活塞之间的配合面出现密集细小拉痕，缸套与活塞的燃烧室密封受到破坏，燃气从缸套内壁的拉痕渗漏到主机曲轴箱，引起左主机的曲轴箱压力增高并报警停车。

经过上述检查分析，排除了柴油机报警功能误报警、油气分离器及附属连接管路堵塞、曲轴箱滑油液面过高、活塞环开口端面间隙过大、活塞环开口没有错开要求的角度等引起曲轴箱压力高故障报警停车。

针对拆检修理过程中发现气缸套有较深从上部贯穿至缸套下部的拉痕或缸套内表面网纹不清晰的缸套，经过技术鉴定，可对其进行珩磨处理，网纹要求如下：（1）网纹粗糙度Ra1.25 μm ～2.5 μm；（2）切边干净，边缘清晰；（3）珩磨夹角45°～60°磨出网纹；（4）珩磨缸套内径尺寸需保证活塞环开口间隙要求；

柴油机更换新活塞环、新缸套或缸套重新珩磨后，按照表1磨合表对柴油机进行不少于6 h的磨合试验。在柴油机磨合过程中密切关注曲轴箱压力变化情况，如在磨工况曲轴箱压力明显波动，即把柴油机降为上一个工况磨合，并适当延长磨合时间。柴油机充分磨合降低因柴油机活塞环与气缸套未充分磨合引起异常磨损或拉缸的事故，降低曲轴箱压力高报警的故障。

4 航行试验结果

柴油机系泊试验完成后进行航行试验，主推进柴油机按照表1的工况进行磨合试验，试验过程中在曲轴箱油尺口引一根U型水柱，水柱贴着钢尺（读数用），U型管水柱高度差最大值始终没有超过30 mm水柱0.3 kPa （报警值1.2 kPa），有效的排除了柴油机曲轴箱压力高的故障。

5 小结

柴油机在修理过程中，尤其是高速柴油机如更换了活塞、活塞环、气缸套等零部件，柴油机应严格按照技术要求充分磨合后方可进行高负荷运转。在试航和实际使用时，应避免柴油机在低转速大负荷工况下运行。在柴油机和调距桨联控曲线调整时，应综合考虑到主机转速和螺距之间的匹配，兼顾到两者的特性要求。

工厂后续修理的TBD620柴油机，参考表1磨合试验工况表试验，该磨合试验工况表在同类型柴油机试验得到充分的验证，值得推广。柴油机充分磨合后，降低TBD620柴油机曲轴箱压力高故障停车的故障率，同时有效降低柴油机拉缸的风险，减少经济损失，间接带来良好的经济效益。

参考文献

[1]TBD620系列柴油机使用操作说明书.河南柴油机重工有限责任公

司.

[2]黄少竹.现代船舶柴油机故障分析[M].大连海事大学出版社， 2005.

[3]史晓敏.船机设备维修技术[M].北京大学出版社，2008.

[4]HJB391-2007 MWMTBD620系列柴油机修理技术要求.2007.