船舶发电柴油机缸内积液故障分析与排除

郭宏强　陈超

摘 要：发电柴油机是船舶的一个重要设备，是船舶一切电力的来源。本文分析了某船发电柴油机出现的一次缸内积液故障，找到了原因并解决了故障，最后提出了相应的维护保养措施以避免类似故障再现。

关键词：发电柴油机；缸内积液；活塞环

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.020

1 故障现象

某船柴油发电机型号为DAIHATSU6DLB-26型。一次备航中，值班人员在备便1号柴油发电机时，发现从4、5、6号缸示功阀冲出大量黑色液体，致使发电机不能使用。

2 故障分析

根据柴油机工作原理和系统组成，柴油机本身存在的工作液体有四种：淡水、海水、燃油和滑油。因此，1号发电柴油机4、5、6号气缸内积有的大量液体可能是淡水、海水、滑油或燃油进入气缸。

2.1 扫气箱积水

柴油机在运行时，空气被增压器压缩后经过空气冷却器、扫气加热器和扫气箱，然后进入燃烧室，如图1所示。如果空气冷却器或扫气加热器内部铜管破损，冷却水就会进入扫气箱，经缸头进气阀进入气缸造成缸内积水。

此外，如果空气湿度太大，在进入空气冷却器时，空气中含有的大量水蒸气就会凝结成水流进扫气箱，最终进入到气缸中，造成气缸积液。

如果气缸内的液体是从扫气箱进入的，那么在打开扫气箱上的凝水泄放阀时一定会有大量的水流出。但是在打开泄放阀后，几乎没有水流出，这就排除了由于扫气箱积水导致缸内积液的可能。

2.2 增压器漏水

因为废气进增压器后温度很高，为降低增压器表面温度，通常都在增压器外壳处设有冷却水腔，由于烧铸工艺不完善使涡壳易形成沙眼。此外，增压器在工作过程中，废气不断从进气壳进入推动涡轮作功后经出气壳排出。久而久之，部分燃烧残存物就会留在涡壳内，而外部是冷却腔间，所以温差很大，过大的温差极容易使废气中的水蒸气凝结成水滴，与烟灰中硫的氧化物反应生成酸性物，在这个部位形成低温酸性腐蚀，造成水腔泄漏。

如果冷却水腔靠排烟一侧泄漏，就会造成冷却水从增压器排烟通道流到排烟总管进入气缸。在柴油机运行时，由于排烟温度较高，漏入的水直接蒸发从排烟管排出；当柴油机停车时，由于膨胀水箱位置高于柴油机，冷却水系统中仍有压力，增压器温度降低，漏入的冷却水就会积聚倒灌，进入排烟总管，最终进入气缸，造成积液。

在拆除各缸的排烟管后，只有少量的黑色液体流出，但擦干之后无黑色液体继续流出。如果是增压器内部泄漏，擦干之后还会有液体流出。因此，排烟管中少量的液体是冲车时排出的，排除了增压器内漏的可能。

2.3 缸头产生裂纹

气缸盖与活塞、缸套共同组成燃烧室，在缸套顶部起到密封作用。在缸头上设有进排气孔、气缸起动阀、示功阀和喷油器孔，另外还有冷却水腔。阀件安装在气缸盖上，接触面受压产生较大的机械应力；柴油机在工作中，气缸盖内表面温度可达300度以上，而中间有冷却水冷却，温差很大，产生较大的热应力；气缸盖底面积小孔多，气缸盖的强度被严重削弱，长期在几种力的作用下，薄弱处就会产生裂纹。这样，缸头的冷却水就会从裂纹中进入气缸，造成缸内积液。

我们拆下缸头后，对其泵压，并无异常，排除了由于缸头裂纹造成缸内积液的可能。

2.4 油头针阀偶件密封不严

喷油器中有一对精密的针阀偶件，在燃油系统没有压力时偶件处于关闭状态，防止燃油滴入气缸。由于长时间的工作磨损或燃烧形成的积炭等原因使精密偶件不能很好的密封，造成油头滴油或渗油，在柴油机不工作时，系统中的燃油滴入气缸造成缸内积油。

在我们拆下油头进行实验时，其雾化质量良好，没有渗油现象，排除了由于油头故障造成缸内积液的可能。

2.5 活塞环故障

此型柴油机气缸润滑采用飞溅润滑，靠曲轴的旋转带动连杆摆动将滑油甩在气缸壁上。柴油机活塞上装有5道活塞环，活塞顶部装有3道密封环，活塞裙部装有2道刮油环。刮油环的正确安装方法是刮刃尖端朝下，这样使活塞上行时布油，下行时刮油，如果安装方向反了，活塞运动时就会产生相反效果，把大量的滑油泵到气缸中去，造成缸内积液。

此外，活塞环随着活塞在气缸中作往复运动，如果活塞环过度磨损，就会造成活塞环和缸套之间形成较大的间隙。柴油机在运行过程中将滑油甩在气缸壁上，而活塞环与缸套之间的间隙过大，无法正常刮油，就会造成滑油上窜在气缸内形成积油。拆除活塞后，把拆掉的活塞环水平放入缸套内，按要求测量其外圆间隙，发现四号缸的活塞环间隙过大，超过了说明书规定值。

因此，活塞环过度磨损是造成这次缸内积液的原因之一。

2.6 活塞头“O”型圈老化

本型号柴油机的活塞头与活塞裙为分体式，活塞头与活塞裙之间用“O”型圈密封，并用螺栓上紧。由于柴油机运行时，活塞温度较高，虽然活塞头与活塞裙之间用的“O”型圈是耐高温橡胶做成的，但随着使用时间的增加就会出现老化问题。失去弹性后，“O”型圈不能很好的密封，致使冷却活塞的滑油漏进气缸。

拆下出问题的三个缸的活塞检查，发现活塞的密封圈都存在不同程度的老化问题，需要更换。因此，“O”型圈老化也是造成缸内积液的一个原因。

3 故障排除

在更换活塞“O”型圈和磨损过度的活塞环并按要求进行了必要的磨合后，到目前为止，此发电柴油机没有发生类似的故障。

4 管理建议

通过分析这起柴油机故障，结合船舶的实际情况，为避免类似故障再现，我们在日常管理使用中要注意以下几点：

（1）经常要给扫气箱放凝水，避免过多的凝水积在扫气箱。

（2）经常检查增压器放残泄放管，根据残物的多少判断系统有无故障隐患存在。

（3）尽量避免柴油机在冷状态下启动后立即加负荷和下负荷后柴油机没有充分冷却就停机。正确做法是柴油机空转10到15分钟后再加负荷，下负荷10到15分钟后再停机。

（4）保证良好的气缸润滑条件，保证润滑油的清洁度，定期更换清洁的润滑油。

参考文献：

[1]孙培廷.船舶柴油机[M].大连海事大学出版社，2002（02）.

[2]DAIHATSU 6DL-260型柴油机说明书[S].endprint