MKVI-T155-SIPⅢ型漢森氣缸油注油器常見故障及處理

◎關朝陽 中遠海運散貨運輸有限公司

1.引言

“NSRY”輪主機漢森氣缸油注油器（Hans Jensen Swirl Injection Principle）型號：MKVI-T155-SIPⅢ；生產廠家：HANS JENSEN LUBRICATORS，其工作原理是，在活塞向上運動通過氣缸油注油孔之前，幾乎在排氣閥關閉的同時，開始向氣缸噴射氣缸油，利用掃氣渦流向缸套內壁布油，直至缸套頂部，這里是工況最惡劣、最需要添加劑和潤滑油膜的地方；而傳統的氣缸油注油器是在活塞向上運動時，把氣缸油注入到活塞環帶，依靠活塞環進行分配，容易造成氣缸油在缸套表面分布不佳，甚至在缸套上部幾乎沒有氣缸油分布。漢森氣缸油注油器在節省氣缸油消耗及潤滑效果等方面具有顯著特點，但其結構復雜，發生故障的幾率較高，尤其是注油槍及注油器安全閥傳感器“relief sensor”。

2021年2月，“NSRY”輪首航由中國開往巴西期間，主機NO.3、NO.5&7缸共有7個注油槍堵塞，發出“SAFETY VALVE OPEN CONSTANT”故障報警，途中4次停車拆檢、換新注油槍。抵達巴西拋錨后，大管輪對主機7個缸共56個注油槍進行檢查，發現NO.5、6&7缸各有2個注油槍不噴油。進一步拆檢發現，注油槍（SIP III valve）針閥偶件偏磨、卡死，奇怪的是，主機運行期間，氣缸油注油器系統并沒有發出相應的報警。無獨有偶，公司“YHH”輪2020年3月24日從巴西回國途中，主機NO.2缸壓縮壓力、爆壓、指示功率明顯偏低，排溫比平均值高了近30℃，掃氣溫度達58℃（比平時高了10℃左右）。停車檢查發現，第一道活塞環接口處斷裂，第二道活塞環彈性很小，第三道活塞環卡死，三道活塞環有明顯的磨損痕跡，缸套內壁有不規則上下方向的豎條狀刮擦痕跡。氣缸油注油器有3個（每缸共8個）注油槍沒有橫向噴油霧化，只是往下少許滴油。經綜合分析判斷，主機在注油槍不噴油或工況不良的情況下長時間運轉，是缸套和活塞異常磨損的直接原因。

由上述案例可以看出，注油槍及注油器安全閥報警裝置的工況對缸套、活塞的潤滑具有重要影響，筆者嘗試從注油槍、安全閥和安全閥傳感器等3個方面來分析故障原因并提出管理建議。

2.氣缸油注油槍

2.1 注油槍產品質量欠佳

作為首航船舶，“NSRY”輪氣缸油注油槍針閥偶件出現偏磨、卡死故障時，運轉時間不足800小時，說明該設備在材質、設計或制作工藝等方面存在缺陷，需要采取相應的改進措施。

2.2 注油槍的拆檢和組裝

拆檢注油槍時注意保持清潔，可以使用煤油清洗各部件，用直徑0.3MM的專用鉆頭疏通油嘴上的噴孔。在拆卸注油槍針閥偶件的內六角定位螺絲時，可以使用電吹風加熱，防止因阻力過大而導致內六角受損；組裝前，將內六角螺絲擰到底后再回退一個螺牙左右，以方便下次拆卸。各部件用壓縮空氣吹除殘油或雜質后，使用無酸潤滑油進行潤滑，例如SAE15-20液壓油。

2.3 注油槍功能試驗

注油槍功能試驗包括啟閥壓力、閉閥壓力及霧化試驗等，其中啟閥壓力75-80bar，閉閥壓力35-40bar，試驗時使用的介質SAE15-20液壓油，不可使用柴油，否則會因為其潤滑性能差而導致針閥偶件卡死。

2.4 規范安裝注油槍

安裝注油槍時，徹底清潔缸套上注油槍座孔，同時注意噴嘴頂部與缸套運行表面之間的距離。隨著缸套磨損，這個距離會發生變化，因此，注油槍在缸套里面的深度需要調整，確保噴嘴頂部距離缸套運行表面保持一定深度，這樣不僅可以保證潤滑效果，還可以避免被運動的活塞環剮蹭，造成油嘴、活塞環和缸套損壞。用來調整油嘴頂部與缸套運行表面之間的距離的錐形墊片共有5種尺寸，即0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、5.0mm，注意每個注油槍使用的墊片數量不能超過5個。對于MC/ MC-C/ ME機型來說，X=1.5mm，即油嘴至氣缸運行表面的距離:1.5mm-2.0mm，如圖1所示。

圖1 油嘴頂部與缸套運行表面之間的距離

2.5 發生故障注油槍的查找

注油槍噴孔堵塞或針閥偶件卡死時，氣缸油注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈熄滅，系統發出安全閥開啟警報。如果船上配備有專用壓力試驗工具，可以在不拆卸注油槍的情況下，現場對每個注油槍進行檢查、試驗。

如果船上沒有配備專用壓力工具，可以在注油器運行時，松開某個注油槍供油管接頭，如果安全閥傳感器“relief sensor”指示燈點亮，即可判斷該注油槍堵塞，此方法適用于每缸8個注油槍中，只有1個注油槍堵塞的快速排查。如果某缸有2個或2個以上的注油槍堵塞，就需要把該缸的8個注油槍供油管接頭全部松開，此時注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈應該點亮。然后依次上緊各接頭，同時注意觀察“relief sensor”指示燈,如果熄滅，則表明該注油槍堵塞，需要拆檢或換新，以此類推，直至把該缸8個注油槍全部測試完畢。

如果檢查發現該缸的8個注油槍均工況正常，說明發生了誤報警，需要對安全閥或安全閥傳感器"relief sensor"進行拆檢和調試。

2.6 磨合期濾器的管理

處于磨合期的柴油機，每個注油槍上裝有1個40μm的濾器，其目的是防止氣缸油里面的雜質進入注油槍，降低針閥偶件卡死的風險。說明書要求該濾器必須在運轉500小時內連同密封令和墊片一起拆除，否則，氣缸油里面的蠟或者添加劑有可能堵塞該濾網，引起供油中斷?，F實工作中，如果拆檢該濾器時發現有雜質，建議清洗或換新濾器后繼續使用，待確認氣缸油系統內沒有雜質后再拆除濾器，因為相對于氣缸油里面的蠟或者添加劑帶來的風險，氣缸油系統內的雜質對注油槍的影響更直接、更明顯一些。

3.注油器安全閥及安全閥傳感器

3.1 安全閥及安全閥傳感器結構、工作原理

如圖2 所示，位于注油器上部的每個注油孔處均有一個安全閥，由彈簧座（2）和滾珠（3）組成。安裝在缸套上的一個或多個注油槍堵塞時，供油管路的壓力上升，當超過安全閥的開啟壓力后（注：該型號注油器安全閥開啟壓力設定值175+15bar，而有些型號注油器安全閥的設定值是145+25bar），滾珠（3）向上移動，氣缸油沿通道（4）進入腔室（1），然后沿通道（10）向上進入安全閥腔室（9）內磁鐵（8）的下部。當磁鐵下部的壓力克服上部的阻力后，彈簧（6）被壓縮，磁鐵向上移動，氣缸油經回油孔（7）進入回油管路。磁鐵的位置由近距離傳感器“relief sensor”（5）監控，磁鐵的位移使傳感器上的二極管斷開，觸發報警。

圖2 安全閥及安全閥傳感器結構圖

腔室（1）和通道（10）當中的空氣需要放掉，否則，磁鐵（8）將伴隨回油管中壓力波動而移動，嚴重時會引發故障。例如，2020年1月XXXX輪主機NO.3缸汽缸油注油器“SAFETY VALVE OPEN”頻繁報警，主機因氣缸油流量偏差大“LARGE DEVIATION”自動降速。船舶懷疑監測流量的流量計故障，換新流量計后故障依舊。松開注油器本體上的8根油管接頭，逐個確認注油槍與報警之間的關系，發現主機左側第三只注油槍接頭連接后注油器報警，換新注油槍后，故障仍未能排除。為了進一步查找原因，拆下注油槍供油管接頭，發現主機左側第三只注油槍供油管的流量明顯偏小，將注油槍直接與注油器本體連接，發現注油槍不噴油，如果把油槍接在注油器上的其它出油口，則噴油正常，說明注油槍沒有問題。分析判斷，該出油口的安全閥可能有問題，于是拆下注油器頂蓋整體換新，然后裝復試車，故障消除。在拆檢換下的舊件過程中，未發現異常。兩個月后，漢森氣缸油注油器服務工程師登輪，輪機長針對此故障與服務工程師進行溝通交流，服務工程師認為，該支路內部存在空氣，安全閥閥后管路由于壓力高導致空氣無法排出，船員更換備件時，無意中將空氣排出，從而使注油器工況恢復正常。

3.2 安全閥功能試驗

正常情況下，氣缸油注油器安全閥每6個月進行一次功能試驗：注油器運行狀態下，逐個拆開注油槍供油管接頭并封堵，此時安全閥應該動作，“relief sensor”指示燈熄滅。如果“relief sensor”指示燈沒有熄滅，就需對安全閥或對安全閥傳感器"relief sensor"進行拆檢或調整。

3.3 安全閥傳感器“Relief sensor”功能試驗

正常情況下，安全閥傳感器“relief sensor”上的黃色LED燈保持常亮，紅色LED燈可能在運行過程中閃爍（例如在柱塞行程大時）。安全閥傳感器“relief sensor”要求每月進行功能試驗：拆下任意一個注油槍的供油管并用悶頭封堵，機旁手動注油，此時安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈應該熄滅；松開悶頭后，安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈點亮，否則,就需要調整“relief sensor”的安裝位置或拆檢傳感器。

3.4 安全閥傳感器“relief sensor”的定位

安全閥傳感器“relief sensor”的安裝位置對靈敏度有很大影響，比如距離底部太遠，油嘴堵塞時可能不會引起報警，導致極大的安全隱患。在拆檢或更換“relief sensor”前，很多船舶事先測量“Relief sensor”的埋入深度，實際上這種方法并不可靠，除非已經確認之前的安裝位置是正確的。如果按照以下的步驟安裝，既簡單又可靠：

（1）松開安全閥傳感器后向下移動，直至兩個LED燈（黃燈和紅燈）均熄滅，如圖3所示。

圖3 兩個LED燈熄滅

（2）向上移動安全閥傳感器，直至兩個LED燈全亮，如圖4所示。

圖4 兩個LED燈點亮

（3）把安全閥傳感器再往上移動一點，直至黃燈亮，紅燈滅，同時在該位置做好標記，如圖5所示。

圖5 黃燈點亮紅燈熄滅

（4）從標記位置向上移動0.5 mm后上緊，力矩0.6Mm。

3.5 “Safety valve open constant”時的應對措施

注油器運轉過程中，如果安全閥傳感器"relief sensor"觸發3次以上，CLC控制板將向PC發出“Safety valve open”預警信號。值得注意的是，注油槍運行初期或工況不佳時，有時也會發出預警信號。如果“Safety valve open”預警持續時間超過10分鐘，CLC控制板將向PC發出“Safety valve open constant”報警信號，此時氣缸油注油器可能有一個或多個注油槍堵塞，氣缸油注油量減少，分布不均，應避免主機運行在最大負荷，同時要盡快組織檢修。

4.結束語

目前新型發動機設計中，活塞行程更長、燃燒壓力更高，同時疊加劣質燃油的使用以及其它不利因素，酸性腐蝕、氣缸油降解、磨料磨損等風險顯著增加，加強氣缸油注油器的維修保養，確保潤滑效果，無疑是化解這些風險的重要手段。