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某中速柴油发电机组滑油温度高故障分析


导读

某型中速柴油发电机组为直列、六缸、四冲 程、增压中冷式柴油机,其润滑系统的作用是利用润滑油在接触零件表面产生一层油膜,从而减小摩擦力,提高机械效率,减少磨损,延长柴油机使用寿命;同时还起到了冷却、清洁、减振降噪等作用。

如果润滑油温度过高,润滑油黏度将严重下 降,氧化变质而失去作用,导致柴油机不能正常工作甚至严重损坏。

本文就某型中速柴油发电机组在试验过程中出现滑油温度过高现象进行分析,并提出相关的解决方案。 


故障现象 

某型两台中速柴油发电机组在进行试验时,滑油温度升高至82℃(超出正常温度10℃),报警,随着机器的运转,油温仍在不断地上升;

而从低温水泵出口处检测到的冷却水温度反而低于正常值;

柴油机的其他监控参数均显示正常。


故障分析

1.发电机组润滑冷却系统工作原理

(1)润滑系统

柴油机所有运动件由具有一定压力的循环滑油进行润滑。

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滑油泵 (或电动预供油泵)从底座油箱中抽出滑油,通过滑油冷却器和滤清器,达到机体滑油主油道,以供应柴油机各润滑点。

各润滑点的滑油又在重力作用下回到油底壳。

整个系统油压通过一个可调节的弹簧安全阀来控制 。(见图1)

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图1  润滑系统

(2)冷却水系统

冷却水系统由一低温水系统和一高温水系统构成,见图2。

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图2  冷却水系统

低温系统的水由低温水泵输送到中冷器的第二级,然后通过滑油冷却器和高温水一起排出柴油机。

高温系统的水由高温循环水泵输送到中冷器的第一级,然后进入水套和缸套。

最后和低温水一起排出柴油机。

(3)故障原因分析

分析故障现象,初步判断可能是因为滑油恒温阀损坏或滑油未经过滑油冷却器所引起的。

因此,对冷却系统相关零件进行检查。

①滑油恒温阀

该中速柴油发电机组采用63℃开启的滑油恒温阀。

它是一个全自动三通阀,带有设定温度的感温元件,可根据主油道内的滑油温度自动调节滑油走向,如图3所示。

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图3  前端箱 

若滑油恒温阀在设定温度下不能开启或开启得不彻底,就会出现滑油温度高的现象。

更换滑油恒温阀后,发现油温高现象仍存在,排除恒温阀原因。

②前端箱

该中速柴油发电机组柴油机中的冷却系统和润滑系统均集成在其前端箱(图3)内。

对两台机组的前端箱铸造和机械加工质量进行了检查,发现存在以下问题:

(a)前端箱安装滑油恒温阀位置尺寸A未加工到位。

在滑油恒温阀完全打开后,沿图3实心箭头走向的油路未被衬套封死,造成一部分高温滑油未经滑油冷却器冷却直接流入主油道 ,故使主油道滑油温度升高。

(b)前端箱加工的B、C尺寸不同心,使滑油恒温阀在完全打开后,衬套底面与挡板间存在有一定的间隙,也造成一部分高温滑油未经滑油冷却器冷却直接从此间隙处流入主油道,使主油道油温升高。

(c)前端箱堵碗与其安装孔配合间隙过大,在柴油机运行时,因振动造成堵碗松动 ,使高温油从间隙处流入图3空心箭头所指的油路中,造成主油道滑油温度升高。 


解决措施

1.针对前端箱A尺寸加工过大,见图4,根 据前端箱设计图纸和实际测量的结果进行尺寸链计算,在原来的油封圈上再增加一个垫圈。当滑油恒温阀完全打开时,衬套底面与垫圈紧密配合,将油路封死。

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图4  

2.针对前端箱B、C尺寸不同心,见图5,根据B、C两尺寸的偏心量,对油封垫圈进行补充加工。

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图5

3.针对前端箱堵碗与其安装孔配合间隙过大,根据设计图纸上堵碗与其安装孔的配合尺寸,以及实际测量的安装孔尺寸,重新加工堵碗。 

采用上述措施后,重新装机试验,机组再未出现滑油温度过高现象。 


结论和建议

综上所述,该中速柴油发电机组滑油温度超出正常范围的原因系:

其前端箱部分尺寸未按图纸加工,随着柴油机功率的提高,滑油温度不断升高,当升至设定温度时,滑油恒温阀不能正常关闭,使滑油无法通过滑油冷却器冷却,从而导致柴油机滑油温度过高。

为防止类似问题再次出现,提出以下三点建议: 

(1)提高零部件加工质量和完善装配工艺。

具体为:在前端箱加工工艺规程中,将滑油恒温阀和前端箱相关尺寸的加工工序定为关键工序。

(2)检验人员严把质量关。

在装配前,要求再次检验滑油恒温阀和前端箱间的相关尺寸。 

(3)装配前严格检查滑油恒温阀质量,确保滑油恒温阀工作正常。

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本文原创作者系:

中国船级社洛阳检验处  马备战

河南柴油机重工有限责任公司

张晓春   黄晓萍

本作品于2013年发表于《柴油机》,第35卷第1期,如侵权请后台联系删除。

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来源:网络

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