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        柴油機異常噪聲故障分析(案例兩則)

        時間:2018/2/13 8:45:55 點擊:

          內容提示:異常噪聲故障是指柴油機正常運行過程中因運動部件異常(諸如部件損壞、間隙過大),狀態異常等原因而發出異常噪聲(異常敲擊聲、嘶叫聲等雜音)。包括柴油機敲缸、拉缸、增壓器喘振、氣門機構敲擊、柴油機附屬機械故障發出的異常聲響。異常噪聲的出現說明柴油機有潛在故障,且故障正在惡化。...
        異常噪聲故障是指柴油機正常運行過程中因運動部件異常(諸如部件損壞、間隙過大),狀態異常等原因而發出異常噪聲(異常敲擊聲、嘶叫聲等雜音)。包括柴油機敲缸、拉缸、增壓器喘振、氣門機構敲擊、柴油機附屬機械故障發出的異常聲響。異常噪聲的出現說明柴油機有潛在故障,且故障正在惡化。

        船舶輪機管理人員在船舶輪機日常運行管理中,必須做到勤看、勤聽、勤聞、勤摸。而其中勤聽是比較實用和有效的手段之一。因為任何機械在工作過程中,都會發出固有的聲音和頻率,而當聲響部位、音質、強度、延續時間長短等發生變化時,其聲音或頻率會出現變化,即異常噪聲出現。本文結合一臺6L350PN和一臺6135柴油機發生異常噪聲故障,就柴油機異常噪聲故障進行展開分析,并指出排除中需要注意的關鍵問題。
         
        故障實例一
         
        某拖輪主機在正車運行時,當轉速達到300r/min以上,運行一定時間后,機油溫度超過35℃,整機出現無規律的、嘈雜的敲擊聲。同時伴隨著燃燒敲擊聲,轉速出現10r/min左右的波動,頻率較快;排氣溫度溫差較平時大,但未超出規定范圍,增壓器運轉有輕微變音。噪聲主要來自配氣機構,頻率因轉速高低而變化。冷車或倒車運行時,一切正常。

        原因分析和排除

        故障一中異常噪聲發自氣門機構,其主要原因有:
        a.氣門間隙不當;
        b.氣門彈簧折斷,氣門挺桿彎曲、推桿套筒磨損;
        c.凸輪松動或異常磨損。

        著重對氣門機構進行了仔細地檢查。首先檢查凸輪軸,軸承間隙是否超差、偏磨,進、排氣凸輪,供油凸輪是否異常磨損,除個別缸機油管有堵塞以外,未發現任何異常。對其進行拆檢疏通,保證正常潤滑。氣門的配氣定時,各缸的進、排氣門啟閉時間都在規定的允許誤差范圍內。粗略撬動傳動齒輪未發現齒圈與齒彀的配合松動,或者齒輪與軸之間的配合松動。

        隨后檢查配氣系統的外部構件,挺桿與導程筒之間的間隙未見異常;氣門與氣門導桿的間隙在范圍內,積炭也不多,氣門頂升機構未見異常。各部件裝復后,進行試車,雖然敲擊噪聲有所減弱,但是故障依然存在。

        繼而檢查燃油系統,故障可能的原因是:
        a.噴油定時不準,發火次序存在差異;
        b.高壓油泵柱塞偶件間隙過大,導致各缸供油不均勻;
        c.噴油器工作狀況不良,導致各缸間燃燒狀況差異。

        上述部件并未出現明顯缺陷。燃油系統引起柴油機異常噪聲故障主要表現為敲缸。但故障現象,顯然不屬于敲缸,而燃燒敲缸跡象也是由于其他原因引起的附屬故障現象。

        接著檢查柴油機調速器,調速器工作異常主要表現為引起柴油機供油量的變化,導致各缸燃燒差異以及柴油機產生異常噪聲。拆檢測量調速器各部件,調校精度、靈敏度,仍未發現故障的主要原因。

        經過上述拆檢,都未能找出故障根源,檢點前面的工作有什么疏漏、偏失之處。經過反復的實船測聽,分析出以下幾點:
        a.噪聲發自配氣機構;
        b.噪聲為不規則聲,雜亂無章,氣門的敲擊失去了規律性;
        c.只有機油溫度上升后,轉速超過了規300r/min才出現故障;
        d.倒車時柴油機運行正常,正車時出現故障,且隨著轉速升高而加劇。

        由此可以得出以下結論:
        a.故障必然是由配氣機構引起的;
        b.配氣機構的運動在一定的條件下失去了規律性。

        分析認為只有傳動機構可以使六個缸都失去規律性。徹底拆檢凸輪軸傳動機構,當拆去倒順車裝置后,故障源暴露出來了:凸輪軸傳動齒輪與軸的過盈配合有輕微松動。

        拆檢發現凸輪軸與傳動齒輪間過盈配合正車位置輕微松動,平鍵側面磨損,倒車位置軸與傳動齒輪鍵配合尚未失效。正車時,在冷態條件下,轉速在300r/min以下傳動齒輪與凸輪軸間的配合尚能滿足要求,而當熱態,轉速超過300r/min,由于配合間隙熱脹冷縮的關系,以及傳動扭矩的增加,使配合失效,導致了氣門間隙變化,噴油定時改變,失去了規律,使得柴油機運行失常,產生異常噪聲故障。由于航行中,柴油機負荷變化,工況變化,故障的表現也有差異。最后根據現場實際條件,平鍵新配,軸與傳動齒輪配合面進行清理,采用環氧樹脂粘結固化。修理后裝復試車,一切正常。

         
        故障實例二
        一臺6135柴油機在非特定的情況下隨機出現油門齒條高速竄動,柴油機振動加劇,柴油機運行聲響增大,變雜,轉速出現10~20r/min的波動。

        原因分析
        這臺柴油機串接著一臺發電機與一臺供水泵。故障是在更換高壓油泵底座后過了一段時間發生的。主要原因是底座更換后固定螺栓與油泵座盤孔小了2mm,在很長一段時間里,作為發電機原動機,沒有出現故障,而當用作供水泵原動機時,由于負荷增大,負荷波動很大,導致高壓油泵凸輪軸與傳動軸不同心,使得柴油機轉速高低不定,調速器作用越強,轉速波動幅度變小,而油門齒條就來回高速串動,產生異常噪聲。

         
        其他異常噪聲故障的原因和排除方法
        筆者根據多年的工作經驗,在此簡述其他異常噪聲的故障分析及排除方法。

        1 活塞碰撞氣門
        其原因有:
        a.氣門間隙不正確,如檢修時把凸輪軸傳動裝置裝錯;
        b.氣門間隙過小;
        c.氣門沖頭松動,使沖頭自動向旋進方向轉動;閥桿彎曲變形、閥桿導程孔太臟,使閥運動受阻;
        d.氣門彈簧折斷,使氣門不能及時落座。

        2 齒輪箱異常噪聲故障
        其原因是齒輪磨損過多,齒輪間隙過大,在突然降低轉速時有敲擊聲。排除方法是修正齒輪間隙,磨損嚴重時應換新齒輪。

        3 氣缸拉缸聲
        在拉缸早期,會出現活塞過熱,可以聽到活塞與缸壁的干摩擦異常聲音;當拉缸發生時,該缸曲柄越過止點位置時都將發生敲擊聲,此時柴油機的轉速會迅速下降或自行停車。

        拉缸的應急處理方法是先加大氣缸機油的注油量,如過熱現象沒有改變,可采用單缸停油,降低轉速,加強活塞冷卻等措施,直到過熱消除為止。發現拉缸時,必須迅速慢車,然后停車,繼續增加活塞冷卻液,在加強活塞冷卻的同時進行盤車。此時切忌加強氣缸冷卻,否則會使拉缸加劇,使事故更加惡化。

        如因活塞咬死,車盤不動時可待活塞冷卻一段時間后,再盤車使之活動。活塞咬死不能盤車時,可向氣缸內注入煤油,待活塞冷下后撬動飛輪或盤車。如活塞仍不動,可拆下曲柄銷軸承蓋,將活塞吊出來,邊吊邊敲擊活塞頂,邊注煤油,切忌死拉硬吊。吊缸檢查時,將活塞和氣缸套上的拉缸痕跡用油石仔細磨平,損壞的活塞環必須換新。若活塞和氣缸套損壞情況嚴重,最好加以換新。

        吊缸裝復時,必須仔細檢查氣缸套上注油孔供油是否正常。若更換新的活塞和氣缸套則需要有一段時間磨合,負荷必須逐漸增加,否則會對新換部件造成損壞。如拉缸事故不能修復或不容許修復時可采用封缸辦法繼續航行。

        4 飛輪及聯軸節螺釘松動
        會在起動和停車時產生異常噪聲,停車收緊松動螺釘即可。

        5 增壓器異常噪聲
        故障之一是增壓器振動過大。必須停車檢查,看葉片是否折斷,軸承是否損壞,或軸承減震片裝配是否正確,氣封片有否摩擦,增壓器葉輪與固定件有否摩擦。根據實際拆檢情況分別進行處理。

        故障之二是壓氣機喘振。主要原因是增壓系統流道堵塞。增壓系統氣體流經的路線是:壓氣機進口濾器和消音器,壓氣機葉輪,壓氣機擴壓器,空氣冷卻器、掃氣箱,柴油機的進排氣門(口),排氣管,渦輪噴嘴環,渦輪葉輪,廢氣鍋爐,煙囪。上述流動線路中的任一環節發生阻塞,如臟污、結炭、變形等,都會因流阻增大而使壓氣機流量減小,背壓升高,引起喘振。管理中應定期檢查上述部件是否污損,并加以清潔,由此而引起的喘振就會得到防止或排除。壓氣機喘振還有其他一些原因,需根據不同的增壓系統特點采取措施。

        總之,異常噪聲故障應該引起輪機管理人員的高度重視,尤其是當噪聲來自于柴油機內部時,往往是重大故障的征兆,須立即停車檢查。而當較復雜故障發生時,須冷靜仔細分析故障根源,不要被外圍的現象所迷惑,以免浪費精力和物力。

        作者:不詳 來源:網絡

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