一例MAN-B&W ME主機(jī)高壓油泵行程故障

我輪主機(jī)為MAN B&W 6S0 ME—C 8.1型電噴柴油機(jī)，**制造，出廠日期為2013年5月，至故障發(fā)生船舶運(yùn)營(yíng)了5.74年，主機(jī)運(yùn)行約20000小時(shí)左右。

故障現(xiàn)象

某航次在進(jìn)長(zhǎng)江時(shí)，突然主機(jī)MOP上出現(xiàn)主機(jī)NO5缸柱塞行程異常報(bào)警，約5秒鐘以后又自行消失，恢復(fù)正常運(yùn)行，用手觸摸高壓油管脈動(dòng)正常，未見主機(jī)熱工況有何變化，同時(shí)考慮到長(zhǎng)江內(nèi)機(jī)動(dòng)航行，不宜對(duì)主機(jī)進(jìn)行停機(jī)拆檢，但這種報(bào)警必須重視，決定在停泊港口后，做好各項(xiàng)安全措施后再對(duì)NO5缸高壓油泵等部件進(jìn)行拆檢，查找故障點(diǎn)。

故障分析

B&W電噴柴油機(jī)的高壓油泵與傳統(tǒng)柴油機(jī)的高壓油泵區(qū)別在于柱塞的上行由凸輪軸改成由多功能閥控制的伺服油頂升，下行復(fù)位由彈簧彈力改為燃油壓力（即利用噴油以后的殘余壓力和供油壓力共同作用使柱塞復(fù)位）。如此既可減少結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，也為電子設(shè)備的監(jiān)控提供方便。

因此高壓油泵的柱塞為一圓柱體（非電噴機(jī)對(duì)稱布置的回油斜槽），提高了柱塞的密封性。同時(shí)在柱塞底部用螺紋連接有防油罩，其外觀為有一定錐度的罩子，其功能有二，一是與柱塞行程傳感器配合，為CCU提供柱塞行程的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)CCU的計(jì)算得出每次供油的多少，用于負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)；二是利用防油罩的遮擋作用，防止柱塞與套筒間隙漏下來(lái)的燃油污染伺服滑油。   那么主機(jī)出現(xiàn)柱塞行程異常報(bào)警與哪些部件有關(guān)的呢？

1. 高壓油泵吸油閥故障（關(guān)不嚴(yán)）。

2. 噴油器故障（卡死在打開位置）。

3. 燃油壓力太低。

4. CCU 的MPC板故障。

5. 多功能閥有卡滯現(xiàn)象。

6. 柱塞行程傳感器故障。

7. 防油罩松脫。

對(duì)此我們采用了排除法，一一處理：吸油閥我們前兩個(gè)航次才進(jìn)行過(guò)拆檢，應(yīng)當(dāng)不會(huì)出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，但也不能排除關(guān)不嚴(yán)現(xiàn)象；噴油器卡死在開啟位置會(huì)導(dǎo)致高壓油管脈動(dòng)減弱或者沒(méi)有脈動(dòng)同時(shí)柱塞也會(huì)停止在上行位置；CCU的MPC板、柱塞行程傳感器和多功能閥以及防油罩松脫故障在航行中無(wú)法排除嫌疑，只有待停機(jī)后進(jìn)行檢測(cè)才能確定。在靠泊好以后，我們對(duì)主機(jī)進(jìn)行自檢測(cè)試，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)MPC板、多功能閥及行程傳感器故障，檢測(cè)正常，那么最大的可能就是防油罩松脫導(dǎo)致柱塞行程異常。

前面說(shuō)過(guò)柱塞與防油罩是用螺紋進(jìn)行連接的，在廠家進(jìn)行組裝完成以后會(huì)在螺紋處打上洋沖孔做為防松措施，可是這個(gè)措施也是了勝于無(wú)。從工作原理上來(lái)說(shuō)，柱塞的底部穿過(guò)防油罩，然后與伺服油驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力活塞之間面接觸，防油罩只是隨著柱塞上、下移動(dòng)，讓行程傳感器測(cè)量行程，柱塞底部會(huì)凸出防油罩頂面1--2mm,它與動(dòng)力活塞不直接接觸。但是柱塞長(zhǎng)期受到往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊，隨之運(yùn)動(dòng)的防油罩的螺紋在這種沖擊力作用下會(huì)松動(dòng)，慢慢旋轉(zhuǎn)下降，最終會(huì)與柱塞底部平齊，甚至低于出柱塞底部，此時(shí)防油罩直接與動(dòng)力活塞接觸，防油罩與柱塞之間的螺紋受力，那么很快螺紋就會(huì)被沖擊力破壞，并產(chǎn)生磨屑，加速柱塞底部與防油罩接觸面以及柱塞偶件的磨損，并有可能進(jìn)入伺服油系統(tǒng)造成其他的故障。另一方面由于防油罩與柱塞松脫不再同步，兩者出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)（圖2、圖4），造成兩者之間原本的相對(duì)位置發(fā)生改變，因而在MOP上會(huì)發(fā)現(xiàn)該缸的柱塞行程會(huì)異常的變大（相較于其他缸會(huì)偏大3-5mm的行程，這得看防油罩和柱塞底的磨損情況而定），這也就會(huì)造成柱塞有效行程的改變（柱塞有效行程會(huì)變?。?，從而導(dǎo)致該缸的熱工況發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致該缸不發(fā)火。

在我們拆下NO5缸高壓油泵柱塞以后，看到柱塞已經(jīng)與防油罩脫離，螺紋已消失殆盡，呼應(yīng)了我們的分析，這種設(shè)計(jì)上的缺陷，出現(xiàn)故障難以避免。

                     圖1松脫的柱塞與防油罩                  

圖2 經(jīng)過(guò)焊接后的柱塞與防油罩

 圖3焊補(bǔ)后的柱塞 

圖4未焊補(bǔ)的柱塞

應(yīng)對(duì)措施

在拆檢以后發(fā)現(xiàn)柱塞與防油罩之間脫離了接觸，無(wú)法原樣裝復(fù)，船上又沒(méi)有備件，怎么辦？

在檢查高壓油泵內(nèi)腔以后，結(jié)合防油罩的功用進(jìn)行分析，我認(rèn)為可以利用其與柱塞底部的臺(tái)階進(jìn)行焊補(bǔ)修復(fù)。原理上，防油罩只要不與動(dòng)力活塞接觸，同時(shí)也不與行程傳感器打架，那么就不影響使用。

我們決定采用不銹鋼焊條對(duì)其進(jìn)行焊補(bǔ)作業(yè)。首先將柱塞固定在臺(tái)鉗上，然后測(cè)量柱塞底部與防油罩的間隙有多大，再用合適的塑料材質(zhì)對(duì)間隙進(jìn)行填充找正。待找正后，再用點(diǎn)焊的辦法先行固定。此時(shí)一定不能在柱塞的底面進(jìn)行焊接作業(yè)，因?yàn)榇颂幨侵c動(dòng)力活塞的接觸面，一旦有任何閃失都會(huì)造成不良影響，只能在防油罩的上部與柱塞接觸的臺(tái)階處進(jìn)行焊接作業(yè)，這里不會(huì)對(duì)柱塞的行程和防油罩造成任何影響。同時(shí)要注意柱塞底部一定要高出防油罩1-2mm，以防止再次出現(xiàn)防油罩受力的情況發(fā)生。

經(jīng)過(guò)一番小心做業(yè)后，裝復(fù)高壓油泵并進(jìn)行測(cè)試，沒(méi)有任何異常。心中懸著的心也總算是放下，在日后的管理當(dāng)中還得要注意主機(jī)各缸的行程變化，并重點(diǎn)關(guān)注此缸的防油罩固定情況。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)這樣的報(bào)警時(shí)，如果只是偶爾出現(xiàn)一次，并且很快恢復(fù)正常，可以視情繼續(xù)航行。如果報(bào)警連續(xù)出現(xiàn)則需要考慮盡快停車進(jìn)行主機(jī)自檢測(cè)試，以確定故障點(diǎn)。或者在不允許停車的情況下，出現(xiàn)MPC板故障、多功能閥卡滯、傳感器故障等情況時(shí)，可采用封缸運(yùn)行（單缸斷油，排氣閥強(qiáng)制打開）堅(jiān)持到安全水域后再行檢查。

2、在日常管理當(dāng)中最重要的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)防油罩的松動(dòng)，早處理比晚處理的效果好很多，如果發(fā)現(xiàn)柱塞與防油罩出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)，可以在螺紋處打上螺紋膠來(lái)進(jìn)行止動(dòng)，效果良好。我們提請(qǐng)廠家改進(jìn)柱塞與防油罩的聯(lián)接方法，畢定防油罩不是個(gè)需要頻繁進(jìn)行拆解的部件，制造時(shí)采用其他固定方法，完全避免出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

3、在事后復(fù)盤此故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)柱塞與防油罩的同心定位是修復(fù)的關(guān)鍵，可利用車床進(jìn)行定位。方法是用車床的夾具墊上銅皮、夾住柱塞桿并找正，在防油罩開口口沿處放置一塊直徑相同的帶中心孔的鐵板，然后利用車床頂針頂住這個(gè)鐵板，將防油罩與柱塞接合，再用百分表進(jìn)行防油罩的找正，這樣即可保證防油罩與柱塞的同心度也方便進(jìn)行焊接作業(yè)。