【船机帮】一起空气分配器故障引起的柴油机起动故障实例

船机故障心莫慌，遇事不决船机帮

导读

南海东部某油田FPSO电站主柴油机，机型为DAIHATSU 8DK-28，8缸直列四冲程、缸径280mm、冲程390mm、额定转速 750RPM、额定功率 1800kW，压缩空气直接起动，发火顺序：1-3-2-5-8-6-7-4。

在 2016 年1月份大修后调试过程中，发现柴油机不能在起动空气驱动下转动，无法实现冲车，但示功阀处显示有压缩空气吹出，目测吹出的空气中无异常。

待空气瓶压力升到 2.5MPa 后，重新盘车换一个角度再次尝试，还是无法实现冲车。

一

原因分析

通常在大的检修后出现故障首先会考虑到维修过程中是否会有失误造成的装配偏差，这次大修按照计划完成了如下工作：

（1）拆除8个缸盖及附件，解体并清洁；

（2）拆除8个活塞连杆运动组件并进行解体、清洗、检查、测量；

（3）更换所有的主轴瓦、推力轴承；

（4）拆检凸轮推力轴承、解体、清洗、检查、测量进排气摆臂，测量凸轮轴间隙；

（5）检查主齿和中间齿、中间齿和凸轮齿、油泵传动齿轮、调速器齿轮间隙；

（6）检修透平增压器；

（7）清洁空冷器和扫气腔；

（8）解体、清洗、检查滑油冷却器及其附属管线，更换密封；

（9）清洁排烟管道，更换密封。

（10）更换调速器。

查看过程记录和测量表格以及向维修操作人员了解大修的过程，未发现任何异常；

盘车之前将连杆大端轴瓦也检查活络，在盘车过程中也未发现盘车机有卡阻或过电流现象，应该可以排除活动部件阻力过大造成曲轴无法转动的原因。

据值班人员反映，大修之前也曾偶尔出现过这种情况，他们的处理方法是把主起动阀的阀芯活络一下，然后就可以起动了。

柴油机无法冲车（曲轴无法转动）的主要原因有：

（1）活动部件阻力过大，例如：咬缸、轴瓦咬死、滑油粘度太大等，因为是刚刚大修过大机器，咬缸、轴瓦咬死 （抱死）的可能性极低，且盘车过程中未发现异常；滑油预润滑油泵已经运转10个小时以上，当时缸套水温度为52摄氏度，亦不存在滑油粘度过大的可能，故这个原因被排除。

（2）气缸内漏严重不能建立起足够压力来驱动活塞运动，定时齿轮啮合位置错误以及安全连锁动作导致气路不通等原因也被逐一排除。

图 1 气缸的起动阀

（3）经过分析，故障原因被锁定在起动空气系统，从系统简图可见，起动空气系统故障的可能原因有：

（1）起动空气瓶压力不足；

（2）起动压力管线漏气；

（3）空气阀或起动阀咬卡、阀座贴合不良；

（4）起动阀设置故障；

（5）起动空气阀座故障；

（6）空气分配器故障。

这次大修拆检过的相关的部件有8个气缸起动阀、空气分配器以及相关的管线接等，其他部件未曾动过。

二

故障处理

启动空气分配器（MAN B&W）

首先由简入难，逐一排查起动空气系统的可能故障原因，仔细检查了所有的元器件、管路和接头，未发现有泄漏；

解体检查了主起动阀，未发现有卡阻或不能完全打开现象；

同时任意抽检了两个气缸的起动阀，未发现异常，推断其他气缸启动阀存在咬卡、密封不严等状况的几率也很低，暂不考虑这种可能性。

拆解检查空气分配器，旋转阀和分配器壳体 阀座平整光滑，贴合紧密，未发现异常现象，为稳妥起见， 将旋转阀研磨后重新装复。

再次起动冲车测试，还是未能成功，盘车换一个角度再次尝试，现象依旧。

经过分析，再次解体检查空气分配器并换新了旋转阀；

再次检查活络了主起动阀，并拆除了从起动 操作阀过来的气管线，改为手动操作主起动阀，装复后再起测试，还是不能实现冲车，问题原因还是没有找到。

故障排查过程陷入了僵局，能想到的可能原因都已检查确认，但并没有找到故障的源头。

反复测试观察现象，每次冲车都是三个气缸的示功阀有气吹出，应该是不对的，不应 该有三个气缸起动阀同时打开，这样的话，将有一个气缸在进入起动空气的同时该缸活塞是上行的，相反的作用力将阻碍曲轴转动。

为排除是否有个别气缸起动阀卡在常开位不能关闭，特拆除了从空气分配器过来连接该缸起动阀的控制空气，测试时该气缸停止排出压缩空气，但是控制空气管线有压力过来，由此判断气缸起动阀能够正常启闭。

分析空气分配器的结构和工作原理，也不应该有三个孔同时连通的现象，故障原因应该还是在空气分配器上。

至此情形再次明朗，仔细分析空气分配器的部件分解图，旋转阀是通过一个联轴节与凸轮轴相连被驱动的，如果间隙过小或是旋转阀阀杆被顶住可能导致旋转阀与分配器壳体 密封面的贴合不够严密而导致串气为验证这种可能性，将旋转阀的阀杆用砂轮机磨短1毫米，装配恢复空气分配器后起动测试，冲车成功。

再多测试了几次冲车，每次都顺利成功，故障原因被彻底解决。

三

小结

经调查了解，这个旋转阀已经使用近十年，密封面的逐年磨损使得阀杆与凸轮轴之间的间隙越来越小，终于在近期临近了极限。

前一段时间的偶尔起动失败，因该也与这个有关，但因为是时好时坏而影响了值班人员的判断，没有进一步查找故障源头。

这次大修过后正好过了磨损极限，正值大 修过程中拆检过起动空气系统的许多部件，增加了许多复杂因素；

而值班人员反馈的历史故障情况也影响了排查过程的方向。

检修人员和值班人员对柴油机系统的理解还需要不断学习、观察、总结并积累经验，应该能做到根据故障现象能迅速锁定故障范围并快速解决。

建议为起动空气分配器的旋转阀设置一个磨损极限，在每次检修时测量并记录，临近磨损极限时要提早做计划更换。

本文原创作者系：

中海油能源发展装备技术有限公司深圳分公司

张 华

END

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