船舶柴油机润滑系统的常见故障及分析

游志武

摘要：滑油系统是为主辅机动力装置服务的关键系统之一，滑油，lubricating oil，顾名思义的本质作用就是润滑，实际上作用远不止这么简单。结合本人的工作实践， 简单论述了船用柴油机滑油系统作用及原理，分析滑油系统的常见故障及管理，希望对今后的工作实践具有一定指导意义。

关键词：滑油系统;故障;分析

1、滑油系统的作用及原理

1.1滑油系统的作用

润滑：给船舶柴油机，增压器的高速运动部件输送一定数量的清洁润滑油，可以减少零件的磨损;

散热：同时滑油可以清洗摩擦表面，将摩擦的细小金属颗粒带走，减少摩擦热量，起到冷却摩擦面的作用;

密封：滑油还可以在柴油机活塞和活塞环之间起到密封作用。小伙伴检查抽真空试验会发现，干燥的表面喷点肥皂水，更容易是真空罩贴紧钢板，一个道理;

防腐：油类固有的属性，起到防腐蚀作用，在气缸壁建立油膜;

降温：高温的活塞筒，通过油道内的润滑油起到一定降温作用;

传动：齿轮箱的正车，倒车操作，可调桨控制等。

再比如尾轴管的润滑和密封装置（如果选择油密封）等等，可以说滑油在船上使用的非常广泛。

1.2滑油系统原理和结构

湿式油底壳：没有专门的润滑油舱，油底壳起着循环油舱的作用。柴油机正常运转时，由滑油泵直接从油底壳中把滑油输送到各摩擦表面，所有经过润滑后的滑油全部流回油底壳，构成独立的润滑系统。这种滑油系统的特点是组成简单，柴油机自带滑油泵，管路依附在机体上，油底壳存油量少;缺点是油底壳中的滑油将经常受到燃烧室漏泄的高温燃气的污染，容易变质，故滑油使用寿命短。常用于小型柴油机动力装置。

干式油底壳：设有专门的滑油艙储存滑油，油底壳或机座收集的滑油泄放至滑油循环舱，再由主滑油泵把滑油循环舱中的滑油送到各摩擦表面。这样可减少滑油与燃气的接触机会，防止滑油变质;曲轴箱的容积和高度可以减小;滑油积集于单独的循环舱中，可保证船舶倾斜时不会中断供油，同时便于滑油的检查与更换，放出滑油中的气泡;对于大型柴油机来说，便于工作人员进入曲轴箱内拆装或检查零部件。在船舶大型柴油机中广泛采用干式油底壳润滑系统。

飞溅润滑：这种方法是利用曲轴、连杆大端等零件在高速旋转时的飞溅作用，把滑油溅到某些摩擦部位。一般用于油道输送难以达到或承受负荷不大的摩擦部位，如气缸套、凸轮、齿轮等。除少数中速筒形活塞式柴油机采用独立的气缸注油器润滑气缸外，中、高速筒形活塞式柴油机的气缸套润滑都采用飞溅式润滑。

压力润滑：滑油在滑油泵的作用下把具有一定压力的滑油经油管和油道送至摩擦表面。这种润滑适于负荷较大的摩擦部位，如各个轴承和轴套等处。其特点是：能保证充分的滑油量，润滑良好，工作可靠;有良好的清洗和冷却作用。

2、滑油系统的故障分析

润滑系统出现故障会使部件之间得不到良好的润滑而使摩擦热量增多、摩擦磨损加剧，甚至发生抱瓦、烧瓦等严重机械事故。以下是润滑系常见故障及其原因。

2.1机油压力不正常

润滑油压直接影响润滑部位的油量供给，也影响油膜的承载能力。柴油机主油道的机油压力一般应在0.20～0.40MPa之间，当低于0.05MPa时将难以保证各零部件的有效润滑。油压不正常主要表现为油压过高和过低。

2.1.1油压过高的原因

①、油道堵塞，可能造成有些部位无润滑油供给;

②、机油粘度过大，流通不畅，流量不足;

③、细滤器脏，旁通油量过小;

④、调压阀的压力调整不当或堵塞、卡死。

2.1.2油压过低的原因

①机油粘度低，润滑部位的泄漏量大;

②各润滑件的配合间隙过大，机油的泄漏量增加，如曲轴主轴承间隙每增加0.01mm机油压力大致降低约0.01MPa;

③调压阀调整不适当;

④细滤器滤芯的密封圈失效，机油旁通量增大;

⑤机油冷却器发生故障，机油渗入水中;

⑥油底壳中油量少，机油泵吸入空气;

⑦管路泄漏。

2.2机油温度不正常

柴油机正常的机油温度应该是90～110℃，油温过高使机油粘度降低、油压下降，无法形成良好油膜;油温过低则使机油粘度增大、流动性差、摩擦阻力增加，使发动机的功率损失加大。

2.2.1油温过高的原因

①机油量不够;

②冷却效果不良，冷却水量或风扇风量不足或冷却器中水管内壁水垢增多、水流受阻，且因水垢是热的不良导体，使机油热量不易传给冷却水;

③溢流阀压力低，机油从溢流阀溢出过多，通过冷却器的机油量减少;

④各润滑部位的配合间隙不当，不能形成合理的油膜，摩擦产生的热量增多;

⑤柴油机长期超负荷运行。

2.2.2油温过低的原因

①冷却系统温度过低;

②溢流阀压力高，从油泵出来的油全部经冷却器冷却;

③柴油机长时间低负荷运行。

2.3机油消耗量大

发动机功率下降，油底壳机油平面下降较快，排气冒蓝烟，一般是由于油封或衬垫的渗漏或汽缸壁磨损过度烧机油而引起的。具体原因：

①活塞与缸壁间隙过大;

②活塞环特别是油环弹性差;

③缸套、活塞环过度磨损，活塞环被粘住、对口，或扭曲环装反;

④活塞环与环槽边隙和侧隙过大，或活塞上油环回油孔被积炭阻塞;

⑤增压柴油机涡轮增压器弹力密封装置失效;

⑥气门杆与导管配合间隙过大或油封失效。

2.4油水混合

冷却水进入机油内，则机油变质、呈乳白色、粘度降低甚至失效，造成润滑效果不良;同时机油也会进入冷却水中与水垢及其它杂质混合，在水箱上部形成粘稠状混合物。

油水混合的原因：①机油冷却器内部管子破裂或冷却器芯子两端的密封圈失效，使机油、水在冷却器内混合;②缸套外壁水道胶圈老化变质失去密封作用，缸套周围的冷却水进入油底壳;③缸床垫上的水封圈或油封圈失效;④缸体或缸盖有裂纹，水漏入油底壳。

2.5油变质过快

一般柴油机运转500h应更换机油一次，但有时没用多长时间就出现机油变稀、杂质增多现象，无法继续使用。

机油变质主要原因：

①机油牌号不对、质量达不到要求，一般增压和标定转速大于2000r/min的柴油机应选用CC级以上的机油;

②柴油机技术状况不好，窜气、窜油、配合间隙过大或油温过高;

③柴油机经常在低温、低负荷、低速下运转，活塞变形量不够，燃烧不完全，有柴油沿缸壁进入油底壳使机油稀释变质;

④废气进入油底壳凝结成水分和酸性物质，使机油变质;

⑤机油滤芯脏，未经滤清的脏机油进入润滑部位，加速零件的磨损;

⑥滤芯密封圈破裂而发生内漏，一部分机油未经滤芯而直接通过滤清器而造成机油变质。

3、船用滑油系统的管理

3.1曲轴箱油的选择

3.1.1基本要求

（1）适当的粘度和良好的粘温特性。起動和低速运行时，十字头销轴承的摆动运动。但粘度太高，会使起动困难，机械效率下降。

（2）良好的抗乳化性能。淡水或海水漏入，乳化液。氧化作用，加剧乳化。

（3）高的闪点、抗氧化安定性、抗腐蚀性。与空气接触多，接触面大，易氧化变质。

温度和油气浓度较高，要求闪点大于210℃。

（4）箱式柴油机须采用比十字头式机更好的滑油

（5）很好的清净性和中等分散能力。大功率中速机没有隔离装置，气缸内的碳渣、污垢、残余物会漏入曲柄箱。

3..1.2十字头式柴油机曲轴箱油

（1）粘度和粘温性能

（2）抗腐蚀性能

（3）清净分散性

（4）抗氧化安定性

（5）其他如抗乳化性能、抗泡沫性能、闪点，等等。

3.1.3筒形活塞式柴油机曲轴箱油

（1）高温工作时的清净性。

（2）热氧化安定性

（3）足够的碱性。

（4）粘度要求高。十字头式柴油机曲轴箱油正常消耗率小于筒形活塞式柴油机曲轴箱油正常消耗率。

3.2曲轴箱油的变质与检验

3.2.1曲轴箱油变质的原因

1）外来物混入

海、淡水混入会使滑油乳化，破坏其润滑性能，腐蚀金属表面，加速部件磨损，同时还能加速滑油的氧化，使滑油过早变质。

燃油漏入会降低滑油的粘度和闪点。一方面使得油难以形成油膜，另一方面使曲轴箱内存积大量油气，易引起曲轴箱爆炸。

燃烧产物漏入滑油将使滑油的酸值和炭渣增加，燃烧产物中的硫酸与滑油反应生成含硫和氧的固体沉淀物，加速滑油的变质。这一现象在筒形活塞式柴油机中尤为明显。

2）本身氧化

滑油的氧化速度随温度的提高而增大。铁锈和涂漆渗入滑油会起到催化作用而加速滑油氧化。

滑油在使用条件下与空气接触将逐渐氧化而生成漆膜、树脂和有机酸等不溶于油的沉淀物。此时滑油的颜色变深暗，总酸值增加，粘度和密度增加。

3.2.2使用中滑油的检验

曲轴箱油应在使用中每隔3～4个月取油样化验一次。所取油样应有代表性，一般应在滑油分油机前取样，而且最好在进港前运转中取样。

取样时应使用专用取样瓶并放掉二倍于取样旋塞管路中的存油，以消除旋塞管路中的杂质。取样瓶应加以密封并注明使用累计小时等项参数。

（1）经验法：摸、嗅、看、检查。

（2）油渍试验法：油渍中心黑点较小，颜色较浅，四周黄色油渍较大。

（3）化验法

粘度，变化<25～20%初始值

总碱值（TAN）<2.5mg KOH/g

强酸值（SAN）不允许出现

水分<0.5%

参考文献：

[1]郑国杰 蔡振雄，刘建华，船舶柴油机汽缸润滑技术探析[J] ，轮机管理与故障排除，2008，12（31）

[2]陈大荣，船舶柴油机设计[M]，国防工业出版社，1980，19-22

[3]姚寿广，肖民，陈宁，马哲树，船舶大功率柴油机的技术发展现状与展望[J]，华东船舶工业学院学报.

中国船级社实业公司武汉分公司