某型柴油机系泊试验时的故障分析与排除.docx
某船主机为12PA6V一280型柴油机，属于中／高速机，配备的是VTC254型号的增压器。
此船在某次中修主机系泊试验时，出现转速下降、主机拉缸、增压器轴承损坏等现象，造成该船左主机反复试验，其故障隐蔽，分析复杂，可在实际使用中作为借鉴。
一、基本情况
备件更换情况:
此主机修理过程中，曾更换减振器一套(进厂前已存在隐患)、缸套9个(凸肩处有裂纹)、全部连杆组。
试验条件:
该船是左舷系于码头，水面平稳，高潮、风力不大于二级，船舶横倾不大于2°，纵倾不大于0.1m,试验水深约为7m，舰尾与靠于同一码头的艉宽20多米，吃水约6m的某大型船舶相向，距离约5m。
二、试验经过及故障现象
本次中修后主机系泊试验总共经过了5次才告结束，具体情况如下所述。
第一次:左主机先进行了3h的空车磨合试验，最高转速为800r/min。
然后按计划正车450，r/min接排，运行约10min,转速突然下降，同时齿轮箱附近有异常响声。
紧急停机，打开主机曲轴箱观察盖，没有浓烟，经进一步检查，未见拉缸等现象。
初步判断响声应是增压器发出的，拆开增压器端盖检查，转子转动顺畅，没有发现异常;查检减振器传动系统等也正常。
故障原因不明，进一步检查调整后，准备继续试验。
第二次:空车充分运转后，正车450r/min接排，运行10min左右，转速又突然下降。
紧急停车后，打开曲柄箱观察孔盖，曲轴箱冒浓烟，说明可能出现拉缸。
进一步检查，发现A1缸裙部拉缸，A5、B6缸璧有轻微拉毛。
按工艺要求更换A1缸缸套、活塞、活塞环，对A5、B6缸内壁进行研磨等技术处理后恢复;用内窥镜检查曲柄箱有关部位未见异常。
分析推断为尾后大型船舶对螺旋桨水流影响，使主机瞬间超负荷。
决定采取以下3点措施后继续试验:
一是把该舰尽最大可能向前移动约30m,尽量离开某大型船舶;
二是接排前，进行3h的串油试验和3h的空车磨合试验，最高空车转速为800r/min;
三是适当降低接排转速接排。
第三次:按420r/min正车接排，40min后加速至440r/min，稳定15min后，再加速至450r/min,从运行参数看，情况有所改善，但运行约15min,再次出现转速迅速下降。
紧急停车后，使用内窥镜等检查，没有发现拉缸及其他异常情况;再次拆开增压器端盖检查,转子转动顺畅，没有卡滞现象。
分析原因仍然不甚清楚，推断主要还是尾后大型船舶影响。
决定重新检查调整气阀冷态间隙、喷油提前角和配气定时，将该舰调到另一码头，排除尾后障碍物影响后继续试验。
第四次:空车磨合中，左主机A列增压器转速出现异常，转速从8200r/min迅速降为3500r/min,并发生异常响声，主机转速同时下降。
紧急停车后，拆检增压器发现A列两浮动滑动轴承有裂纹，表面出现烧蚀及轴颈起毛现象。
B列增压器，轴承位有轻微起毛现象。
按工艺要求更换增压器轴承，对轴颈进行抛光等技术处理。
决定进一步检查、调整恢复完整后再次进行试验。
第五次:再次进行系泊试验，上述故障得到排除。
试验到510r/min时，各缸排烟温度已近500℃。
在左主机试验前，右主机已经进行了系泊试验，试验转速为520r/min时，各缸排烟温度也基本达到500℃。
说明左主机在此转速下，负荷已达上限，主机系泊试验的目的已达到，可以转入下一步的航行试验。
三、故障分析
针对该左主机系泊试验中，先后出现转速骤降、拉缸、增压器轴承损坏等故障现象。
我们经过原因分析，形成了一些看法以供讨论。
1、系泊试验中柴油机的负荷特点
在系泊试验中，柴油机处在低转速、高负荷特殊工况下运行。
在此工况下，柴油机的热负荷、机械负荷较正常工况大，增压器与柴油机的配合等状况也较正常工况时差，其工况点向着柴油机的允许工作范围上限偏移，容易出现超负荷。
对柴油机而言，机械负荷增大，机件每一断面上产生的应力和应变增大，配合机件之间压强也增大，导致安全系数降低，零部件被破坏的可能性增大;同时原来正常配合状态变坏，其相对运动部件表面的油膜难以保持而可能产生非常有害的半干摩擦，当出现超负荷等严重情况时会产生拉毛、烧坏等故障。
热负荷增大则产生过大的热应力，导致机件膨胀变形增大、材料的强度下降甚至出现热蠕变，在过高温度下油膜也可能被破坏。
热负荷在燃烧室组件和增压器废气涡轮端处的影响更明显。
对增压器而言，低转速高负荷工况产生的结果:
一方面排气压力是足够的，增压器转子的转速较高，增压压力较大，因此增压器工作背压较高;另一方面由于曲轴转速较低，进气管中的流量较小(与转速成正比);两者作用结果是增压器处于高背压小流量工况。
这种工况靠近增压器的喘振区域，当柴油机超负荷时极易引起喘振。
增压器的喘振不仅会使柴油机的换气过程混乱和工作过程恶化，同时还会导致转速不稳，严重时还会造成压气机叶片及