“泰瑞莎波罗的海”主机试航故障分析

范志勇，孟高山，张军锁，王洪生

(山海关船舶重工有限公司，河北 秦皇岛 066206)

1 船舶主机故障及修理过程

“泰瑞莎波罗的海”主机型号为B&W 6L60MC。主机故障现场情况：主机滑油冷却器漏损，导致海水进入滑油循环系统，滑油乳化，造成主机十字头轴承、连杆轴承及主轴承磨损严重。

针对现场情况，船厂工程师提出了如下具体修理方案。

1)主机6个缸头车间拆解，缸头附件排气阀杆、阀座测量检查，必要时做翻新处理；启动阀、安全阀、示功阀等拆解，检修；油头检修，并作台架雾化试验。

2)6组活塞抽出，活塞环全部换新，环槽清洁测量；活塞燃烧面探伤检查，必要时做翻新处理；填料函解体，清洁，测量间隙，填料换新。

3)主机十字头轴瓦、连杆轴瓦及主轴瓦拆出，全部换新；推力轴承推力块拆出检查；十字头销子、曲柄销轴、主轴颈检查。

4)主机空冷器、增压器、滑油冷却器等全部清洁，检查，修理。

按上述修理方案，图1为拆出的连杆轴瓦和主轴瓦磨损情况。从图1可以看出，拆出的主机轴瓦磨损严重，部分已经脱铅。检查相应的轴颈，发现也是磨损严重，随与相应的工程师协商进行磨轴抛光处理，之后根据相应尺寸变化，重新配备轴瓦。图2为轴颈的磨轴抛光过程。

图1 主机轴瓦磨损情况

图2 磨轴抛光处理

船舶全部工程修理结束后，船厂安排工程师参加主机试航，检验主机运行状况。试航过程中发现新的问题，主机在转速达到85 r/min时，增压器发生喘振。

2 增压器喘振分析及排查

造成主机增压器喘振的直接原因是进气流量小和高背压。由于在设计时增压器与主机的配合特性曲线已经远离喘振区域，所以主机转速的高低并不是造成增压器喘振的原因。因此，从以下3方面进行排查原因。

1)气流通道排查。气流通道阻塞是造成增压器喘振的最常见原因。空气流动路线是：压气机进口滤网—压气机—空气冷却器—扫气箱—扫气口—排气阀—排气管—涡轮机—废气锅炉。厂修记录显示，增压器、空气冷却器、扫气箱等已经做过清洁修理，故应排除这段线路的空气通道阻塞，拆除排气管段，也没有发现有杂物或其他污物阻塞，因此排除气流通道阻塞的原因。

2)环境温度高或恶劣的海况环境影响。环境温度高或空气冷却器冷却状况不佳，造成空气流量减少，但当时机舱温度适宜，空冷器刚做完大修，状况良好，不存在环境温度造成空气流量减少的情况。同时锚地海域，无大风大浪，海况良好，也不存在因主机连动部件与压气机短暂不适配而造成的增压器背压升高而发生喘振的现象。

3)船舶主机各缸负荷不均匀影响。通常情况下，由于某缸熄火会导致与该做功时段的增压器涡轮机得到的废气能量减少，增压器转速下降，但压气机出口背压未变化，使该时段压气机排量减少，因而可能引起该喘振。检查各缸负荷状况最直接的方法就是测定各缸的爆发压力，绘制示功图。通过测量发现No.2缸没有爆压，显然No.2缸内部没有燃烧，该行程没有做功。检查油头和高压油泵，再次去船上工作间测试油头雾化能力，状况良好；为了快速发现故障，将No.2高压油泵与其他缸调换试用，结果仍然No.2缸依然没有爆压，随排除高压油泵故障。这时我们将故障排查放在驱动喷油和气阀开关的凸轮轴及凸轮轴传动机构。

对于2冲程柴油机，凸轮轴上一般固定着燃油凸轮，废气凸轮，控制着燃油的喷射和排气阀的启闭。凸轮轴传动机构位于曲轴与凸轮轴之间，用以使曲轴按一定转速比和定时关系驱动凸轮轴回转的机构，对于2冲程的柴油机，曲轴和凸轮轴的传动比是1∶1，在工作过程中，排气阀、喷油泵等每一工作循环动作1次。

于是打开凸轮轴箱道门，通过检查发现No.2缸的凸轮机构驱动喷油的燃油凸轮从轴上松脱，这样就造成曲轴每转动1圈，No.2燃油凸轮都不能有效的驱动喷油，也就造成No.2缸没有进油，进而没有燃烧爆压，不会做功。从而找到了造成增压器喘振的真正原因。

3 故障排除

图3所示为凸轮在轴上的安装形式。

图3 无键式凸轮轴的安装

确定凸轮轴故障后，船厂工程师将No.2组凸轮轴拆下。凸轮轴上的燃油凸轮和废气凸轮都是通过过盈配合固定在凸轮轴上，凸轮内孔与轴的配合面加工成一定的锥度，凸轮内孔车有一道浅的环形布油槽与油孔相通，装配时，把凸轮套在轴上采用液压扩孔套合的方法将凸轮牢固地安装在凸轮轴上,按照说明书，重新将燃油凸轮固定安装在凸轮轴上，工作完成后，启动主机，故障排除。

4 结束语

正常情况下，修理完工的船舶进行主机试航试

验是为了检验修理的质量和效果，一般情况下不会出现不良状况。但是，一旦出现了新的故障，工程师需要根据现场情况尽快确定故障原因，并找到解决方案。

从这个案例来看，虽然由于燃油凸轮从轴上松脱造成增压器喘振的原因比较少见，但是从造成增压器故障的几方面原因逐一分析，透过现象，抓住本质，逐一排查，终究可以找出问题所在。