滑油脏污对柴油机伤害案例的技术分析

林建伟　张学聪

摘 要：本文以某大马力远洋拖轮的连杆轴承并曲拐销烧损的案例，进行了系统性地分析，得出该主机的滑油脏污以及滑油中存在的细微颗粒物，是造成该轴承及轴颈烧损的最大可能原因。同时指出，该机型的主轴瓦上瓦及连杆瓦上瓦的多孔设计，存在着积聚滑油中悬浮细微颗粒物的风险。对今后类似柴油机的修理以及轴瓦生产厂家有较大的技术参考价值。

关键词：柴油机；滑油脏污；细微颗粒物；轴承烧损

中图分类号：U664.121 文献标识码：A

Abstract： This paper analyzes the burning case of connecting rod bearing and crank pin on a great horsepower ocean-going tug and concludes that engine lubricating oil dirt and fine particles in the oil are the greatest possible causes of the bearing and shaft neck burning loss； the porous design of the upper bearing bush and connecting rod upper bearing shell has the risk of accumulating the fine particulate matter in the oil. It provides reference for the repair of similar diesel engine and the production of axle bush.

Key words： D

1 修理概况

某大马力远洋拖轮“德×”轮，主机型号为MAN B&W 8L40/54，2015年5月在我厂修理。修理工程包括：两台主机的常规吊缸、所有的缸头、活塞拆吊厂修理、连杆大端轴承拆检等。修理工程完成后，按试验大纲的要求进行了负荷试验，各项参数及运动部件等正常，验收合格，交付船东使用。

该轮出厂20天后，船东报告左主机#1缸的连杆轴承发生烧毁事件。为此，再次对#1缸的连杆轴承拆解：

（1）拆前发现该连杆大端轴瓦上下瓦已经反转（即上瓦在下方，下瓦在上方），并上下瓦均往自由端方向发生了约10 mm的位移；

（2）拆卸连杆大端轴承的紧固螺栓（液压螺栓），拆解发现：

① 该连杆大端的上下轴瓦、白合金瓦面均发生严重的烧毁，上瓦钢背发黑，在中部被两次热挤压变形，并均匀地往两边外延展（见图1、图2）；

② 该曲拐销发生较严重的磨损，粘接拉痕较严重（见图3）。初步测量，该轴颈的椭圆度约有0.42 mm，人工打磨方式无法进行修复；

③ 其他部件未见明显的损坏，曲拐箱内未见其他异物。

为查找左主机#1缸连杆轴承烧毁的技术成因，扩大了部件检查的范围：

① 将#1缸的缸头、活塞吊出，活塞、活塞环、连杆小端轴承及活塞销、缸套均完好，未见拉痕、烧损、拉缸现象，缸套润滑良好；

② 检查润滑主轴承并连杆大端轴承的共用滑油油路通畅；拆检进入#1道主轴承并#1缸连杆大端轴承的进油管通畅；

③ 检查#1缸的高压油泵油门拉杆，活络灵动无卡阻；

④ 拆检#1道、#2道主轴承（修船时换新的轴瓦），上下瓦有一定程度轻微的拉痕，但属正常。该主机的主轴瓦和连杆瓦的上瓦，均为多孔设计，存在着积聚滑油中悬浮细微颗粒物的风险（见图4、图5）。

⑤ 测量#1道主轴颈跳动量为0.01～0.02 mm；测量#1缸的开档差（活塞已经吊离）为最大0.07 mm；

⑥ 检查滑油自清滤器的状况正常；主机机带滑油泵、主机滑油分油机的工作状况正常；主机的滑油管路、管系等正常。

2 左主机#1缸连杆大端轴承及曲拐销烧损的原因分析

从上述的拆检及部件的损伤情况来看，我们可以进行如下的可能原因分析：

（1）船方误操作的原因

从轮机日志、主机机带滑油泵的工作状况、滑油自清滤器的清洗情况、主机滑油分油机的工作状况、#1缸的高压油泵油门拉杆活络灵动无卡阻现象，以及主机的滑油管路及管系未见跑冒滴漏的现象、润滑主轴承并连杆大端轴承的共用滑油油路通畅、进入#1道主轴承并#1缸连杆大端轴承的进油管通畅等情况来看，均属正常。因此基本排除了由于船方误操作的原因而造成左主机#1缸连杆大端轴承及拐销烧损的可能。

（2）安装修理不当的原因

从拆卸#1缸连杆大端轴承的油压1 200 bar来看，是符合说明书要求的，说明连杆大端螺栓的预紧力是符合要求的。

从烧毁的#1缸连杆大端的上轴瓦情况来看，其变形部位位于轴瓦的中部，均匀地向两边--热压--外延展，并两边均可见两条清晰的压痕。分析认为是：当轴瓦发热到一定的程度（满足鋼背发生塑性变形时的最低温度），在受到气缸爆炸压力的作用下，上轴瓦钢背发生了塑性变形，并向自由的空间延展。

两条清晰的压痕，说明上瓦钢背发生了两次塑性变形，压痕为上轴瓦座的边缘所致，说明轴瓦烧损时上轴瓦仍在原安装位置，没有发生圆周向或轴向的位移，否则变形的部位、压痕、变形量则必然是另外一种状况。

拆前所发现的该连杆大端轴瓦上下瓦已经反转并上下瓦均往自由端方向发生了约10 mm的位移，这是轴承烧毁后发生的情况，不是轴承烧毁前或烧毁时的状况。因此也基本排除了是由于安装修理不当的原因而造成连杆大端轴承烧毁及曲拐销烧损的可能。

（3）滑油断流的原因

从滑油管路的连接结构来看，一根主油管分支8路进入到各主轴承油路，经主轴承上轴瓦经主轴颈上的油孔，从曲拐销孔流出到连杆大端轴瓦，中间没有另外的阀门并检查通畅。因此也排除了#1缸连杆大端轴承因滑油断流而烧毁的可能，否则烧毁的就不是一个缸或一道轴承了。

（4）主轴颈光洁度不够的原因

从主轴颈的光洁度来看基本符合要求；从#1、#2道主轴承的拆检情况来看，两道换新的主轴瓦其白合金面有一定程度的轻微拉痕但仍属正常，故也基本排除了由于主轴颈的光洁度不够而产生了主轴瓦的轻微拉痕。

（5）滑油脏污的原因

经过上述的分析，各种可能性都基本排除了，余下的可能就是滑油的品质问题了。为此，对滑油进行了取样化验，化验结果滑油的含水量、酸碱度等指标均正常，同时滑油分油机、滑油自清滤器也是正常的，换言之，滑油中的大颗粒物、水分等杂物是可以分离除去的。

但从滑油的颜色来看是漆黑的，由此我们确信滑油中必定还含有分油机不能分离的细微颗粒物的存在，从而造成滑油的漆黑；同时该船也有很长的时间没有更换新滑油了，主机底部的滑油循环柜也有N年没有打开清洁了。

从滑油管路的连接结构来看，一根主油管（主机前、后的水平方向）通径约100 mm，滑油从自由端（#8缸）处供油，如果滑油中存在颗粒物，则可（下转第页）（上接第页）

能在滑油泵开动的初期或过程中在滑油主管路的末端（#1缸）处积聚，而其他缸的滑油入口则积聚较少。

从滑油走向来看，滑油先进入主轴承上瓦再经主轴颈的油孔---曲拐销的油孔才到连杆大端轴承。如果滑油中存在大的颗粒物，首先可能烧毁的是主轴承，然后才会是连杆大端轴承。但实际发生的情况是连杆大端轴承烧毁，而主轴承没有被烧毁。

因此，我们可以得出这样的分析意见：是滑油中存在的细微颗粒物，它们随着滑油进入到主轴承上瓦，一部分被带入到主轴瓦中，从而划伤了主轴瓦的白合金；但更多的悬浮细微颗粒物因为上瓦的多孔设计，悬浮并积聚于多孔处，当达到一定的量时，会突然较大量地冲入到主軸颈上的油孔中，被带到了连杆大端轴瓦处，划伤了白合金，产生拉痕、发热，进而造成了连杆大端轴承的烧毁及曲拐销的烧损。至于符合上述特征的悬浮细微颗粒物是如何产生的，作者认为最大的可能是燃油在气缸中燃烧后生成的、并被活塞环刮入到曲拐箱滑油中的燃烧积碳或燃烧后生成的细微颗粒物。

3 结论

作者认为，造成“德×”轮左主机#1缸连杆大端轴承烧毁及曲拐销烧损的最大可能成因是：该主机的滑油脏污以及滑油中存在的细微颗粒物所造成；同时，该机型的主轴瓦上瓦及连杆瓦上瓦的多孔设计，是存在着积聚滑油中悬浮细微颗粒物的风险的。

通过本文的实际案例及技术分析，我们可以知道滑油在柴油机运行中的重要作用，以及滑油的脏污对柴油机轴承所造成的严重伤害。希望对今后类似柴油机的修理以及轴瓦生产厂家有较好的技术参考价值。