轮机工程毕业论文--“中泰8”轮发电柴油机简介及机油低压故障分析.doc

大连海事大学毕业论文二0一0 年 9 月“中泰8”轮发电柴油机简介及机油低压故障分析专业班级： 姓名： 指导教师： 轮机工程学院内容摘要摘要：正常的机油压力是保证发动机各摩擦件之间得以充分良好润滑的前提和必要条件。当机油压力忽高忽低，甚至突然降为零时，说明机内有问题，应立即熄火检查，待故障排除后方可进行重新启动。“中泰8”轮的发电柴油机为TBD604BL6型柴油机，其机油压力在某段时间出现突然跌落，更严重的时候还出现压力丧失，不得不停车检查。本文主要对本轮的发电柴油机做了简单介绍，并对机油压力下降的典型原因作了初步的分析。希望我们能在日常的工作中多注意设备的每一个现象、认真的分析，以尽量减少故障的发生。关键词：发电柴油机机油压力ABSTRACT：Normal oil pressure is guarantee engine friction between the fully good lubrication prerequisite. When oil pressure extremes, even down to zero, this means machines have internal problems. So we should cut there machine immediately for troubleshooting, only after remove the trouble can restart. The electricity diesel engine of ZhongTai 8 is TBD604BL6 diesel engine. its oil pressure in a given period of time appear suddenly fell, more serious, the pressure has lost lead to stop and check at once. In this paper the electricity diesel generator was introduced in brief, and the typical of oil pressure drop for a preliminary analysis. I hope we can work in daily pay more attention to the phenomenon of each equipment and earnest analysis, in order to minimize failure.Keywords：electricity diesel generator engine oilpressure目录前言.31 TBD604BL6柴油机总体介绍.31.1主要技术参数.31.2燃油系统.5 1.3润滑系统.6 1.3.1发动机机油.61.3.2机油的更换.6 1.3.3管理要点.61.4冷却系统.72 故障分析.82.1故障现象.8 2.2原因分析.82.2.1油底壳油量不足，泵油量减少. .8 2.2.2机油泵严重磨损，出油量不足.9 2.2.3回油阀损坏.10 2.2.4机油滤清器堵塞或漏油，使机油难以到达主油管.10 2.2.5机油变质.113 故障排除.124 总结.12“中泰8”轮发电柴油机简介及机油低压故障分析前言目前，我国造船业大而不强，船用配套设备的发展严重滞后。其中，船舶柴油机是船舶关键配套设备之一，是船舶的“心脏”，它在船舶建造总成本中占1015%的比重。在船舶运用当中，发电柴油机基本上都是四冲程机。现在，四冲程机正在逐渐的进步，主要体现在功率提高、活塞平均速度加快和单位耗油量的降低。而采用高质量的润机油则可以大大减小发动机的磨损，使柴油机的安全性、可靠性得到了报章。对于机油的维护保养直接影响柴油机运动部件的磨损和机油本身的使用寿命，有些船由于对分油机，滤器管理良好及时将机油的污染物清除干净，水分分离出去，从而使机油的各项指标保持在允许的范围之内，机油可以一直使用；反之，机油管理不当，将会使机油很快变质报废，同时由于机油的变质也会引起机械设备的故障。因此，本文就本轮发电用柴油机的作了简单介绍并对造成机油低压的主要原因做了适当分析，作出我本人力所能及的贡献。.TBD604BL6柴油机总体介绍1.1主要技术参数本轮发电柴油机为河南柴油机重工有限责任公司生产的TBD604BL6型柴油机。是一种大功率、四冲程、水冷式柴油机。柴油机的技术参数是维护管理柴油机的主要依据，现将本轮发电柴油机的技术规格参数整理如下:表1 “中泰”轮发电柴油机技术参数1工作过程四冲程2燃烧方式直接喷射3气缸排列直列4气缸数65缸径/冲程mm170/1956单缸排量dm34.437总排量dm326.568压缩比14:19发火顺序1-5-3-6-2-410转速r/min150011功率Kw45012平均有效压力MPa1.3613活塞平均速度m/s9.814燃油消耗率g/kwh19715点火转速r/min150(5时)16最低点火转速r/min12017最低稳定转速r/min60018旋转方向逆时针(面向飞轮端)19柴油机最大扭矩时的最低转速r/min0.90nNenn20气缸中心距mm21521连杆长度（中心距）mm35022连杆轴径工作宽度mm12542.523曲轴主轴径工作宽度mm1305424活塞销直径mm6525气门间隙（冷机时）mm0.4（进气门）；0.5（排气门）26气门正时：进气门开45.5,上死点前曲轴转角27气门正时：进气门闭40.5,上死点前曲轴转角28气门正时：排气门开62.5,上死点前曲轴转角29气门正时：排气门闭47.5,上死点前曲轴转角30气门重迭角93曲轴转角31燃油滤清器精滤器46m32燃油输送泵柱塞泵33喷油泵（整体式）柱塞泵34调整器机械式、电子式、液压式35喷油泵燃油最小供给压力MPa0.1536喷咀开启压力MPa28+0.837润滑方式压力润滑38机油滤清器纸芯15m；离心滤器39机油容量（到油标尺上刻度线）dm37240机油容量（到油标尺下刻度线）dm35641机油容量（包括管路的总容量）dm38642冷却方式双循环冷却、风扇冷却（可提供单循环冷却）43冷却水容量（淡水）不带热交换器dm34644冷却水容量带热交换器（含膨胀水箱）dm37845废气涡轮增压器HC5A46飞轮联接尺寸SAE14”、16”、18”47起动方式电马达、气马达、空气分配器48蓄电池180Ah249交流发电机DC28V27A50柴油机重量（干重）kg25503%51柴油机外形尺寸 长宽高mm2242114319531.2燃油系统装在喷油泵上的供油泵或装在喷油泵传动端由喷油泵凸轮轴驱动的齿轮泵（手动泵分开）从燃油箱中抽油并通过燃油滤清器将燃油输送到喷油泵中。整体式结构的喷油泵根据发动机的转速和负荷供给一定量的燃油，通过高压油管进入布置在气缸盖中央的喷油器中。喷油泵中过剩的燃油和从喷油嘴流出的燃油再回到油箱。其中提供过量的燃油是为了使喷油泵冷却。在日常工作中还应经常检查燃油滤器前后的压差变化量。在正常情况下，滤器前后的压差约为0.02MPa。当压差达到0.05MPa以上时，应立即转换备用滤器。脏堵的滤器应立即清洗干净，安装时要充满净油并放尽空气以防下次使用时造成燃油的暂时中断。当在大风浪中航行时，由于船舶摇摆，沉淀的赃物又重新被搅起，燃油滤器很容易被阻塞，此时要特别注意滤器前后的压差，及时清洗滤器，以免燃油中断停车。同时还应经常检查高压油泵和喷油器的工作状态和温度，检查高压油管的脉动和状态。若高压油管发热，脉动增强，则说明喷油嘴堵塞。如果高压油泵脉动微弱，但排温增高，则可能是由于喷油器针阀与阀座密封不良而产生滴油。高压油管无脉动，泵体发热，则可能是油泵柱塞咬死。注意观察各缸排烟温度是否正常和一致。排烟温度不要超规范。各缸的排烟温差不大于30。发现排温过高或过低要及早查明原因并排除，要避免在各缸负荷严重不均的情况下运转。增压器与柴油机组成一个整体，增压器的性能下降必然引起柴油机排气温度的上升。因此在运行中，必须注意增压器的工作情况，要经常检查增压器的转数并结合烧起压力来分析是否正常；透平端的进气温度不得超过规范；冷却水的温度最高不得超过90；还要经常用金属棒或专用工具细心倾听轴承和转子的运转声音是否正常。若转子平衡破坏，就会听到嗡嗡声，此时就要停车检查，不得继续运转。1.3润滑系统润滑系统由机油预供泵、机油泵、机油滤清器、机油离心滤清器、机油冷却器、减压阀、机油管等组成。其中机油泵为齿轮式，它从发动机油底壳经油管吸入机油，通过机油冷却器，机油滤清器，进入主油道。然后向所有需要供油的润滑点和活塞冷却喷嘴供油。机油压力由齿轮式机油泵输油管路上的一个安全阀及主油道上的一个减压阀来控制。油路系统中除了常规的机油滤清器以外，还装有离心式机油滤清器，以延长机油使用时间。其中常规的机油滤清器可分为单体滤清器和双联可切换式滤清器，本轮为不可切换式。油路系统中还装有以电动预供油泵，用于在发动机启动前把油从油底壳抽出。1.3.1发动机机油发动机中使用的机油具有多种功能，主要润滑各个具有相对运动的零件的接触面并带走由摩擦所产生的热量。本发动机所使用的机油必须符合L-ECD-GB11123-89的规定，其等级主要取决于使用场合的温度。1.3.2机油的更换机油的更换周期在很大程度上取决于发动机的转速、符合、连续运行时间、机油的牌号和等级以及使用的燃油和发动机运行时的机油量。本轮装有机油离心滤器，需每500小时更换机油一次。若是需要延长使用则需要每100小时采集油样进行化验，且各项指标需达到下列要求：当运动粘度100时30CD， W-30CDmin 9mm2/s 40CD， W-40CDmin 11 mm2/s 粘度增加 max新油的25% 闪点温度 min190 总杂质 max 重量的2% 水分 max 重量的0.2% 总碱值 min新油的50%1.3.3管理要点(1) 要经常检查机油循环柜（或油底壳）油位的变化量。发现不正常的升、降要及时查明原因。循环柜油位下降过快，一般来说是由于机油系统有漏油；或因活塞的刮油环装反或失效，机油进入气缸内烧掉了，或从机油冷却器中漏入海水中。此时，应该结合排烟是否发蓝，机油冷却器出口海水是否有油花来分析判断。其中循环柜油位上升的原因主要是冷却水漏入或燃油漏入，应结合膨胀水柜的水量消耗来判断。(2) 应经常检查机油泵的出口压力和滤器前后的压差是否正常。如果压差过大，则说明滤器堵塞，应立即转换备用滤器。赃物的滤器应及时清洗，清洗时应特别注意检查有无白合金碎屑，安装后要将油充满并放尽空气以备使用；如果滤器前后的压力都下降时，要特别注意是否有燃油或水漏入机油中。(3) 要适当调节冷却水量，保持油温和油压在规定范围内。冷却器前的机油温度为5560，一般不超过65，冷却器后的机油温度为4550，机油进机压力为0.150.3MPa。还要经常用手触摸各缸曲轴箱道门盖板的温度，借以检查判断轴承的温度。若发现个别道门的温度异常的高，表明该缸轴承过热，应及时停车检查。(4) 对气缸注油器也要经常检查并及时加油。每班手摇一次检查注油管路有无堵塞和卡阻现象。当发现卡阻或泵油很少或根本不出油时，应及时查找原因并排除故障。检查透平增压器轴承的油位和油的颜色。当发现机油变黑或乳化现象时应立即停车并查明原因。(5) 每班要检查一次发电机两端轴承的油位，不足则补到位；调速器的油位要保持在指示玻璃管高度的1/2处。1.4冷却系统冷却系统有淡水泵、海水泵、二次冷却器（热交换器）、节温器。本轮为机油冷却器、进气冷却器和发动机都处于由发动机循环和内循环所组成的闭式循环。机带淡水泵把从二次冷却系统中吸入的冷却液压送通过机油及进气冷却器、增压器的涡轮、发动机及气缸盖，并经节温器返回到二次冷却系统中。二次冷却系统则由一个机械传动的风扇和散热器构成一组附加的冷却器。在运转过程中要经常检查膨胀水柜的水位是否在规定范围之内，水量消耗是否正常并定期补充淡水。若发现水位下降速度超过正常值，必须立即查明冷却水泄露原因并排除。还要经常注意膨胀水柜的透气管中是否有大量气体逸出来，气体是否有烟气味。对汽缸盖的的冷却回水、视流器也要经常观察其中有无气泡。如有气味不正、气泡过多，表明气缸盖、气缸套可能有裂缝，应立即采取措施解决。还有就是冷却液的问题，由于在冷却系统中是用来不同的材料，使发动机存在着锈蚀，腐蚀，穴蚀的危险，以至于可以破坏冷却系统。所以我们必须选择清洁的新鲜淡水，加进适当的可乳化的防腐蚀剂，在寒冷地区还需加入防冻剂。使用防冻剂时，最低体积浓度约为40%，更低的温度要求更高的浓度。体积浓度低于35%时应更换。整个冷却液（包括可乳化防腐剂，冷冻剂，淡水）的使用寿命为1年。表2冷却液品质要求最小最大总硬度（德）dGH312碳酸盐总硬度（德）dGH3使用化学防腐剂时总硬度dGH012PH值6.58.5氯离子含量mg/dm3100硫酸盐离子含量mg/dm3100总的负离子含量mg/dm3100冷却水温度应按说明说的要求进行调整。一般淡水冷却的柴油机淡水出机温度应是6080，淡水的进、出口温差应控制在10以内：水温过低不但使柴油机效率下降，汽缸套磨耗也会增加，热应力变大，容易引起气缸盖、缸套出现裂纹；过高的水温容易引起冷却水在水呛内汽化，阻碍热量传出。海水冷却的柴油机海水出机温度应在4550，最高不得超过55以防析盐，阻塞冷却泵而使冷却部件的冷热不均匀。柴油机各缸的出水温度应保持正常并基本一致。若某缸的水温过高或过低，则说明该缸可能超负荷或符合过低，应结合排烟温度和爆压的高低一起考虑判断，如冷却水温、排烟温度、爆压都有相应的变化，那么基本上是朋友设备工作不正常使燃烧不良，导致气缸温度的不正常。如果燃烧情况正常，只是冷却水温变化，就要进一步检查冷却水道是否有阻塞或是出现拉缸。若单缸出水温度增高，即使是23也应仔细检查，作出可靠的判断。2故障分析2.1故障现象若柴油机机油压力过低，则流量小，油膜过薄，不能起正常机油循环和压力润滑的润滑作用，各润滑部位得不到充足的机油；各运动部件得不到充分的润滑与冷却，机油的清洗与密封作用也受到了限制，会加剧机械的磨损，缩短发动机的寿命！因此，在柴油机行驶过程中，要时刻注意观察机油压力表或机油压力指示灯情况。若发现机油压力低于规定压力时，要立即停机，排除故障后再继续行驶。本轮发电柴油机曾经在一段时间内经常出现机油压力突然下滑，更严重的时候由于机油压力丧失以致出现停车现象。经检查后发现机油滤器油泥过多导致严重堵塞，机油粘度降低，于是进行了换油。可是再后来却发现机油变质速度很快，严重影响柴油机的正常运行。2.2原因分析机油压力过低的主要原因是供给主油道的油量太少，或是主油道以后的油路有漏油现象。造成这个现象的原因主要有以下几个方面：2.2.1油底壳油量不足，泵油量减少油底壳是贮存机油的容器，油底壳的机油量是要有一定数量的。在油标尺上装有刻度线，其过低会影响机油的压力。因此，要定期检查油底壳中机油的数量，不足时应及时添加。2.2.2机油泵严重磨损，出油量不足图1齿轮式机油泵工作原理1进油腔2主动齿轮3出油腔4泄压槽5从动齿轮6泵体本轮机油泵为齿轮泵，泵壳体内装有一对回转齿轮：主动轮和被动轮，依靠两个齿轮的相互啮合，把泵内的两个腔分成两个独立的部分。齿轮与壳体内壁间隙很小，壳体上有进油口和出油口。当发动机工作时，轮轴上的螺旋齿轮带动机油泵上的传动齿轮转动，机油泵壳内的主动齿轮带动从动齿轮转动，两个齿轮旋转方向相反。机油沿齿间运动，从进油口流到出油口，由进油口的机油不断地被齿轮送往出油口。进油口处形成低压产生吸力，油底壳内的机油被吸入油泵进油口。进油口处形成低压产生吸力，油底壳内的机油被吸入油泵进油口，而出油口处机油压力升高而被压送到各运动件摩擦表面。另外，在两齿轮的啮合端，由于高压油的存在，加上齿轮端面与壳体间隙很小，机油不易泄漏，增大了对齿轮轴的压力表，因而会加剧轴与孔的磨损，为了消除这种影响，通常在泵盖上开设卸压，使机油沿卸压流向出油口，达到卸压作用。机油泵的泵油量和泵油压力随发动机转速的升高而增加。机油泵磨损主要有以下四个方面：(1) 主动轴与衬套磨损。由于机油泵主动齿轮本身重量及被动齿轮啮合时产生的径向推力，容易使轴和衬套孔产生偏磨，间隙增大。因此齿轮泵在工作中机油会因间隙增大而产生泄漏，供油量减少。(2) 泵壳内腔与轮齿磨损。泵壳内腔与轮齿磨损后，对泵油量影响很大。齿轮泵当轴与衬套或轴孔磨损严重时，工作中齿顶与泵壳内腔表面会产生不应有的接触。又由于出油腔比进油腔压力高，在其压力差作用下，齿顶与泵壳的进油腔附近接触较多，因此泵壳内腔在此处磨损较多，使内腔与齿顶间隙增大。因而造成机油泵进、出油腔间的压力差减少，使轮齿刮油和压油作用降低，造成供油压力下降，泵油量减少。(3) 齿轮端面与泵盖磨损后的修复。齿轮端面与泵盖内平面之间留有一定的间隙，称端面间隙。工作中齿轮端面与泵盖内平面的接触面产生的磨损会使此端面间隙增大，当超过极限时，对泵油量将有明显的影响。2.2.3回油阀损坏回油阀也叫溢流阀，作用是保持油路有一个恒定压力。安在喷油泵上与回油管连接，当喷油泵体内的柴油压力达到回油阀开启压力，柴油即可流回油箱，从而保证喷油泵内的柴油压力不致过高而损坏输油泵和柴油管。为保持主油道的正常机油压力而设有回油阀，回油阀损坏引起机油压力下降。另外，若回油阀开启压力过低，机器工作时会引起回油阀频繁开闭，从而导致机油压力表指针来回摆动，主油道也容易因供油不足而发生烧瓦事故。图2 DBD型直动式溢流阀结构原理图a)至40MPa阀的结构；b)至63MPa阀的结构1调节螺杆，2阀体，3调压弹簧，4偏流盘，5锥阀，6阻尼活塞图2为DBD型直动式溢流阀结构原理。进油口的压力油通过阻尼活塞作用在其底部，形成了一个与弹簧力相抗衡的液压力。当此液压力小于调压弹簧的弹簧力时，锥阀关闭，此阀不起调压作用。随着进油口压力的不断提高。当液压力大于弹簧力时，锥阀开启，多余的油液溢回油箱，使进油口压力稳定在调定值上。2.2.4机油滤清器堵塞或漏油，使机油难以到达主油管机油滤清器的工作原理一般按杂质过滤方法分为三种：(1) 机械分离。机械分离按其作用形式又可分为纯机械分离、架空分离和吸附分离等三种，纯机械分离常见的有滤网过滤，即以一定孔径滤材过滤机械杂质和油泥，粒径大于滤孔的杂质被滤材阻拦而过滤掉。架空分离是指有n个小粒子附着于滤孔内壁上，粒子并逐渐增多，使滤孔逐渐变小，形成架空现象，使过滤出来的粒子尺寸小于滤孔尺寸。由于机油中粒子形状多数是不规则的，所以架空现象易于形成。另外对于机油中的胶性物质，常粘附在滤材表面或滤孔内壁形成吸附。而真实的过滤情况，一般来说不是单一原理的作用，而可能是上述几种的组合。(2) 离心分离。离心分离指机油通过一个高速旋转的转子，使油中杂质受离心力作用被甩向转子内壁，从而从机油中分离出来。图3 离心式机油细滤器壳体锁片转子轴推力球轴承喷嘴转子体端套滤清器盖转子盖支撑垫圈10弹簧11压紧螺套12压紧螺母13衬套14转子体15挡板16螺17调整螺钉18旁通阀19进油限压阀20管接头B滤清器进油孔C出油孔D进油孔E通喷嘴油道G滤清器出油口(3) 磁性吸附。磁性吸附是利用永久磁铁的磁性力将机油中的铁质粒子吸附，不让它们在机油润滑系统中来回循环，危害发动机零部件。机油滤清器的作用是进一步过滤很小的机械杂质。当使用过久后，被过滤出的机械杂质集存在滤芯上。随着使用时间延长。滤芯外表面积存的机械杂质量增大，堵塞润滑油流动通道。致使润滑部位机油压力减小。机油冷却器的机油管内壁粘附有机械杂质或胶质，不仅会造成机油散暖不良。同时还会使机油的流通截面减小。严重时会出现堵塞现象。从而导致润滑部位机油压力降低。2.2.5机油变质随着柴油机工作时间的增加，机油由于高温氧化、机械零件的磨损物和燃油蒸汽腐蚀等因素的影响而受到污染。而引起机油压力降低的原因主要是机油太稀或被燃油冲淡，这些原因具体可分为以下几个方面：(1) 水分渗入机油。当柴油机汽缸套阻水圈损坏、机油散热器损坏、汽缸垫损坏、气缸盖损坏等时，冷却水就会进入机油中，使机油乳化变质。机油中含有水分时，会加快油泥的形成，使机油老化，此时添加剂的抗氧化性和分散性能减弱，又促使泡沫的形成，机油变成乳化液，破坏了油膜。(2) 机油温度过高。分油机温度一般控制在65以上，有时为提高分油质量会提高机油温度，这样会加快机油变质速度。如果冷却水不足、水泵故障使水循环中断、散热器堵塞、炎热天气大负荷运行或燃烧室积碳及机油不足等原因都将引起柴油机过热，从而引起机油温度升高，加速机油老化变质。(3) 维护管理不好。比如说在换油时，准备时间短，未将全部油泥挖走并清洗润滑系统，若机油滤器或机油散热器清洗不彻底或漏装机油滤清器的密封垫圈，这换用新机油后，即使只使用了较短时间也会使机油被残留污染物污染，从而加快了机油变质速度。综上所述，其实很