1 故障現象
該柴油發電機組在使用過程中,當負荷達到190KW時,機油表的壓力指示3.2Kg/cm2,機油溫度指示92℃,冷卻水溫度指示85℃,若負荷增大,溫度仍上升,且油底殼的加油口處冒出“熱汽”,沒有引起重視。在某次使用過程中,發生自動停車事故,只見油底殼測油管口處冒出油水混合物,經初步檢查發現圖3缸的缸套漏水;進一步檢查發現:缸的活塞燒熔變形,連桿變形,缸套塌陷;缸不完全燃燒活塞頂積碳的現象;利用飛輪無法把盤動曲軸(抱軸咬死)。鑒于該發動機的活塞、連桿變形嚴重,曲軸變形等原因,該發動機失去維修的價值,只好報廢。
2 故障分析
上述現象是一起因拉缸導致柴油機報廢的重大事故。從發動機的工作原理可知,引起柴油機產生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—連桿組變形,發動機不完全燃燒或后燃,超負荷運轉,冷卻水溫度過高,潤滑油溫度過高或壓力過低等等。這些都可引起柴油機在工作過程中,使活塞與缸套之間因為缺乏一層潤滑油膜的潤滑作用而導致活塞(環)與缸套內壁的直接接觸,在相對的運動過程中,接觸的金屬表面氧化層被磨掉后,金屬原子間的吸引力大,且熔點又相對減低;加上在相對運動過程因摩檫產生大量的熱量沒有及時地被帶走,引起極部高溫,溫度的積累達到一定的值,使兩金屬熔焊在一起。隨著活塞上、下往復運動的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比較薄弱部分出現細小裂紋,極少量潤滑油的進入裂紋處后,由于活塞的推壓,裂紋部分形成一個密閉的空間,油壓劇增,裂紋進一步擴張深入,最終可使裂紋透過缸套或是撕下金屬碎屑。造成缸套冷卻水漏入油底殼或引起潤滑油濾器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破壞了原有的活塞與缸套的配合間隙,使吸入的空氣渦動效果變差,噴入燃油的霧化質量變差,引起后燃嚴重,且“拉缸”產生的熱量沒有及時散出去,缸內的溫度上升過高,進而引起活塞頭部的熔化、燒塌等現象。海鋒柴油發電機組提供技術支持。
從上面分析可見,造成上述嚴重事故的根本原因是潤滑不良引起的。該機潤滑系統采用飛濺潤滑的形式,其潤滑油路是這樣:潤滑油從油底殼→粗濾器→潤滑油泵→細濾器→冷卻器,分三路:
(1)主軸承→連桿大端軸承→連桿→連桿小端軸承→活塞→油底殼;
(2)搖臂軸→凸輪軸→油底殼;
(3)蝸輪增壓器,回油底殼。而引起潤滑不良的原因有:潤滑油的氧化粘度大),潤滑油溫度高,潤滑油壓力低或流量小等。因該柴油機發電機組不久前曾對發電機進行大修,同時更換潤滑油,排除潤滑油氧化導致粘度大,但在更換潤滑油之前,沒有對潤滑系統進行清洗,使冷卻效果變差是可能的。在試車過程中,從儀表板的指示值可知,潤滑油的壓力為3.2kg/cm2,而潤滑油溫度達到90~95℃、冷卻水溫度達到85℃左右,溫度偏高,從量油孔可見明顯的油氣冒出(當時已發出警告并提出溫度過高處理的處理意見),導致潤滑油的潤滑性能變差的原因是溫度問題。