TBD604BL6型柴油机喷油器冷却水套漏水故障分析

刘殿智

（烟台打捞局，山东 烟台 264012）

TBD604BL6型柴油机喷油器冷却水套漏水故障分析

刘殿智

（烟台打捞局，山东 烟台 264012）

本文从理论上分析了TBD604BL6型柴油机喷油器冷却水套漏水的原因，在柴油机的维护保养和修理方面提出了针对性措施和注意事项，对该型柴油机的管理和修理具有一定的指导意义。

喷油器冷却水套；密封环面；研磨；安装预紧力

某公司多船发电机组原动机使用了河南柴油机重工所生产的TBD604BL6柴油机，为六缸直列四冲程，怠速750RPM，额定转速1500RPM，额定功率350KW。在运行过程中该型柴油机多次出现喷油器冷却水套漏水进入气缸问题，给轮机管理人员和船舶的正常营运带来很大困扰。

1 故障现象

柴油机在运行过程中多次出现膨胀水箱冒泡，冷却水变浑。轮机管理人员停车后打开曲轴箱道门盘车检查(缸头未设示功考克)，发现有个别缸的活塞和缸套之间有水珠流出，随后将缸头吊出检查试压，发现喷油器冷却水套处漏水，总结多次漏水情况具体有以下三种表现:

（1）喷油器冷却水套穿孔泄漏。

（2）喷油器冷却水套裂纹渗漏。

（3）喷油器冷却水套密封胶圈老化漏水。

2 故障原因分析

2.1 气缸内温度过高，热应力过大导致喷油器冷却水套疲劳裂纹

喷油器冷却水套密封环面下面的部分和喷油器的油嘴部分与燃烧室接触，因此喷油器冷却水套除了承受锁紧螺母的安装预紧力所带来的机械负荷外，还承受很大的热负荷。如果燃烧不良或柴油机负荷过高会使得气缸内热负荷过大，从而导致喷油器冷却水套的机械性能降低，承载能力下降，产生膨胀变形和疲劳裂纹。

2.2 喷油器冷却水套与喷油器接触环面密封不良

如果喷油器与水套间环面密封不良，燃气就会穿过密封面与冷却水套直接接触，就会造成其两侧的温差加大，所受的热应力随之增加，容易导致喷油器冷却水套变形损坏。

2.3 喷油器冷却水套安装预紧力过大

安装预紧力过大会导致喷油器冷却水套在受热膨胀时受到更大的约束力，当超出其屈服极限时会导致塑性变形，长时间多次数的温度变化就会使喷油器冷却水套产生疲劳裂纹。尤其喷油器冷却水套材质为铜质，热膨胀系数较高，本身抗塑性变形的能力较差，如果预紧力过大，再加上热应力的共同作用就会导致冷却水套加速变形、损坏。

2.4 穴蚀

该型柴油机是高速机，在缸头冷却水腔易产生穴蚀，铜质喷油器冷却水套抵抗穴蚀能力较差，严重时会导致穿孔，如果气缸内燃气经喷油器冷却水套与缸头密封环面进入水腔，就会加快加重穴蚀。

2.5 喷油器冷却水套与缸头密封环面密封不严

冷却水要从喷油器冷却水套下端漏入气缸就必须通过两道防线：一道是密封胶圈，另一道就是喷油器冷却水套与缸头密封环面。喷油器冷却水套的密封圈只能保证冷却水不漏入气缸，但不能保证气缸内的燃气不进入水腔。如果喷油器冷却水套与缸头密封环面密封不严，气缸内的高压燃气就会穿过此环面，再通过喷油器冷却水套与缸头间的密封圈进入水腔，一方面导致冷却水的污染并加重穴蚀；另一方面使得密封胶圈逐渐老化漏水。密封环面清洁度不够，以及喷油器冷却水套或喷油器安装预紧力偏小都会造成喷油器冷却水套与缸头密封环面密封不严。

3 故障解决措施

3.1 喷油器与喷油器冷却水套间及喷油器冷却水套与缸头间的气封环面的修复与安装

3.1.1 清洁

清洁可以使用铜丝刷或细砂纸，不可使用钢丝刷，更不可使用锉刀、螺丝刀等敲击密封面，以免损坏表面，造成修复工作量加大。清洁工作一定要仔细彻底，以免有灰尘积碳或划痕影响密封。在清洁过程中不仅要注意该两个气封环面的清洁，还要注意喷油器冷却水套与缸头间水封面的清洁。水封面清洁不良会造成喷油器冷却水套位置安装不正，导致喷油器冷却水套与缸头无法进行良好的接触，也就无法建立气封。

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3.1.2 研磨

首先对喷油器冷却水套与缸头间的密封面分别进行研磨。研磨时要使用专用磨具，首先使用较细的研磨砂，逐步换用更细的研磨砂，直至使用研磨膏，最后用滑油精磨。

其次对喷油器冷却水套与喷油器间的密封面进行研磨，过程同上。

3.1.3 密封环面密封检查与试验

密封面的良好程度及研磨效果除了用专用仪表可以检测外，还可用常规的着色法来检验研磨效果。按照说明书规定的预紧力分别锁紧喷油器冷却水套和喷油器，然后取出检查密封环面着色是否连续，如不连续，继续研磨。

3.1.4 安装

安装时在喷油器冷却水套的密封胶圈上涂抹少量软肥皂来增加润滑，一方面可减小安装阻力，另一方面还可以防止密封胶圈受到损坏。在喷油器冷却水套的气封环面上可以涂抹少量的耐高温密封胶来保证气封。在安装过程中一定要使用专用工具均匀地将喷油器冷却水套压入，切不可将其敲入。

在喷油器安装时通常在下部接触面涂抹一些格兰粉以防止喷油器烧死在喷油器冷却水套上，便于以后的拆装，但这也会影响气封环面的密封，因此格兰粉涂抹不要过多并且要均匀。

3.2 喷油器冷却水套与喷油器的安装预紧力要准确

喷油器冷却水套与喷油器安装时要严格按照说明书规定的扭矩值来锁紧.该型喷油器冷却水套的锁紧扭矩值为40NM，喷油器的锁紧扭矩值为120+20NM。只有按照说明书的规定值来安装，才能即避免喷油器冷却水套受热膨胀时预紧力过大，保证材料性能，防止热膨胀造成的塑形变形及疲劳，又能保证密封环面有足够预紧力，达到环面密封的目的。

3.3 加强柴油机燃烧工况的管理

如果柴油机燃烧不良，不仅会造成气缸内温度高，增大热负荷，还会产生过多积碳，影响缸头的冷却，喷油器冷却水套的密封胶圈就容易老化漏水。

因为该型柴油机只有排气总管温度表和冷却水总管温度表，监测单缸燃烧工况没有直接的方法。轮机管理人员除了对高压油泵，喷油正时，喷油器及气阀间隙定期检查调整外，还可以在柴油机运行过程中，经常用点温计检测缸头冷却水出口和排气管出口处温度并做好相关记录，通过这些数据就能发现各缸燃烧情况的变化，以便对有问题的缸做出检查和修理。

3.4 冷却水添加处理剂

在冷却水中添加处理剂能够有效地防止腐蚀和穴蚀，乳化油缓蚀剂或背膜缓蚀剂可以在零件金属表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，还可以减弱空泡破裂时的冲击波对金属零件的冲击作用，从而减轻穴蚀。

该柴油机说明书明确指出水处理剂应采用乳化油缓蚀剂，在寒冷地区使用时可用乳化油缓蚀剂和防冻液一体的处理剂，并且这种冷却混合液的使用寿命为一年。

综合以上四个方面的论述，在柴油机修理过程中注意了对喷油器与喷油器冷却水套间及喷油器冷却水套与缸头间的气封环面的清洁与修复，严格按照说明书规定的预紧力矩来锁紧喷油器冷却水套及喷油器，并辅之以良好的柴油机燃烧工况管理和冷却水处理，事实证明柴油机极少出现喷油器冷却水套漏水的现象。

4 维护管理建议

4.1 建议柴油机大修时由厂家专门的服务人员进行修理

事实证明由厂家服务人员修理过的柴油机很少出现喷油器冷却水套漏水问题，而由非专业修理队或轮机管理人员修理安装过的喷油器冷却水套出现问题较多。

4.2 提高轮机管理人员责任心及专业水平

从实际工作中了解到，一方面因为抢修时间不够，另一方面因为责任心不足和业务素质不够，轮机管理人员对喷油器和喷油器冷却水套的密封环面的清洁不够仔细彻底，锁紧的预紧力更是凭感觉，甚至是尽量地锁紧，这些虽然当时能解决问题，但会留下很大的隐患，导致喷油器冷却水套可靠性下降，使用寿命不长。

对于轮机管理人员来说，一定要提高责任心和业务水平，严格按照说明书的要求进行清洁研磨后，再用规定的预紧力来安装喷油器冷却水套和喷油器。

4.3 加强日常维护保养

要按照维护保养周期对影响柴油机燃烧的部件进行维护保养，除对高压油泵校验外，喷油定时和气阀间隙也要检查调整，尤其要对喷油器进行泵压雾化试验，保证柴油机燃烧工况良好。在柴油机运行过程中一旦发现燃烧不良，及时查找原因并修复。

4.4 添加乳化防锈油处理剂

该公司各船舶该型柴油机添加了无机盐式处理剂，这些对穴蚀起不到作用，应按照说明书要求添加乳化防锈油处理剂，减轻穴蚀损坏。

4.5 柴油机负荷管理

柴油机停车期间应将膨胀水箱加热器打开，冷车启动后应怠速和高速分别运转几分钟，待油水温度正常后再上网使用。温度正常后，铜制喷油器冷却水套才能充分膨胀使密封面密封良好。停车前也应在怠速和高速分别运转几分钟，逐步降低热应力，延长部件的使用寿命，说明书上这个时间是5分钟。另外要避免过高负荷的使用，负荷过高时缸内燃气压力过大，尤其是大功率设备的突变使用，会对喷油器冷却水套和喷油器的密封环面造成明显侵蚀。

[1]李斌,朱新河,任福安.主推进动力装置[M].大连海事大学出版社,2013.

U664.121

A

1006—7973（2017）12-0073-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.12.029