柴油机配件-浅谈MANBBW16/24柴油机的维护管理柴油船用油封机怎么用

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做过MAN B&W16/24柴油机维护和管理的朋友可能对这款车型印象非常深刻，因为这款车型由于设计缺陷存在很多问题。 今天无意中读到了张勇老师的文章《浅谈MANB&W 16/24柴油机的维护与管理》。 写得很好，分享给有MAN B&W管理经验的朋友！ 文献中的图片是从我的方向盘上拍摄的。

【摘要】：MAN B&W 16/24柴油机是MAN公司近年来推出的新型号。 由于其体积小、功率大、模块化设计、维护管理简单等优点，已被各航运公司广泛采用。 该车型推出后，陆续出现一些类似故障。 针对这些故障的发生，MAN公司进行了一些设计改进。 本文讨论该模型目前存在的典型故障。 以及如何通过管理来防止失败。

关键词：柴油机升级改造、设计缺陷、典型故障、维修管理

文本：

自 21 世纪初以来，MAN B&W16/24 柴油机就已安装在船舶上。 单位重量功率高，结构紧凑，模块化设计，控制系统先进，气动马达启动，常用的有5缸、6缸、7缸、8缸发动机。 配备的增压器包括： NR15； TCR系列增压器。

2012 年之后发货的型号是第 2 版。 主要结构差异是增压器的改进； 空气冷却器的加大； 控制系统改为液晶触摸屏。

目前该型号共有三个不同版本，MK2预升级版本； MK2版本； 和 TIER 版本。

MAN公司发布的-560对之前的版本进行了升级，升级后成为MK2版本。

该车型曾多次出现气缸燃烧室部件严重损坏故障。 典型的故障是进、排气门落入气缸，造成气缸严重损坏。 如果不及时停止发动机，将会导致增压器严重损坏，造成较大损失。 如果增压器同时损坏，更换零件的费用将达到10万元以上。 下图是气缸盖和气门单次损坏后的照片。

气门为什么会掉进气缸里？ 作为用户，我针对这个问题专门询问了MAN的专业技术人员，得到的解释与笔者的分析基本一致。 即，由于燃料的不完全燃烧，气缸排气中含有大量的焦化燃料。 排气门打开时粘在阀杆上，导致阀杆在气门导管内的运动受阻而无法顺利关闭。 严重时阀门与活塞发生碰撞。 最终船舶物资，阀门破裂并落入气缸，造成严重损坏。 该故障多发生在柴油机启动初期。 由于该型号的爆炸压力较高，因此气缸的噪音比低速发动机大。 不严重的气缸敲击声是无法辨别的。 当阀门破裂并落入气缸时，再停车就来不及了。 与其他型号相比，此类故障发生的频率更高。 针对这一问题，MAN发布了多份技术说明，包括气门间隙调整的相关要求、固定气门桥的夹具（023）以及后来升级活塞和凸轮的文件。 这些升级都是针对原设计中存在的一些问题的改进。 MK的主要改进是活塞的改变，在活塞顶部增加了气门避让坑； 改变凸轮线形状，降低阀门的开启高度。 这两项改进的目的是为了防止阀门卡住时与活塞发生干涉。 碰撞的可能性。 也就是说，即使气阀被卡住，也不太可能发生严重故障。 活塞改进的另一个方面是增加活塞高度，减少气缸余隙容积，将压缩比从15.2提高到16.2。 提高压缩比的目的是提高压缩末期气缸的热状态，使气缸的点火性能提高，使燃油在冷启动时能够顺利点火。 （型号说明书规定可以使用燃油，停机时不需要更换轻油）

气阀开度从大于19mm减小到小于12mm。 由于进、排气凸轮直线形状的改变，延长了气门的全开时间，以维持气缸通风效果。 还有一些其他改进，例如气门导管、空气冷却器等。

为什么之前的MK车型需要升级？ 本次升级是一次比较大的升级，包括更换活塞、更换缸盖气门弹簧、更换转阀、更换进排气凸轮等。 进气和排气正时改变； 压缩比增加； 气门弹簧弹力加倍等。这一改进直接改变了柴油机气缸原有的设计，气缸的燃烧状态发生了比较大的变化。

由于该型号的气缸直径较小（160mm）船用柴油机油封，气缸散热面积较大，因此压缩末期的温度和压力会下降得比较快。 气缸热状态不好，很容易导致低负荷和冷启动时燃烧不良。 。 这是小缸径柴油机容易出现的问题，特别是使用燃油时。 目前，燃料油尚无统一的国家标准，导致燃料油质量日益恶化。 喷油器说明书要求的检查周期为2000小时。 经常发现拆解后的喷油器雾化质量达不到要求。 因此，无法确定喷油器何时开始雾化不良。 对于缸径比较大的柴油机来说，这并不是什么大问题。 一般会影响工作条件，但对柴油机的安全影响不大。 但对于如此小缸径的柴油机来说，很容易导致启动困难。 在某些情况下，当气缸点火成功后，很容易造成个别气缸燃烧状态异常，导致气门杆被异常燃烧产物污染。 阀杆卡在气门导管内，很容易导致严重故障。 改进后的模型在两个方面有了明显的改进：一是气门升程减小，活塞增加了避让坑，使卡住的气门不存在与活塞碰撞的可能； 其次，压缩比增大，改善了压缩末期气缸的热状态，从而提高了冷启动和低负荷燃烧能力。 压缩比从15.2增加到16.2，这已经是一个巨大的进步了。

升级有什么作用？ 升级不会改变柴油机的输出功率。 虽然升级文件给出了从12000小时延长到16000小时，但这主要取决于对柴油机实际工作状态的评估。 升级的作用只是为了防止气缸与活塞碰撞而对气缸燃烧室部件造成严重损坏。 升级需要更换活塞、缸盖部分零件、凸轮轴等零件。 单缸升级费用大致在3万多元。 那么，如果不升级，一次气阀掉入气阀、未能及时停车，就会造成气缸组和增压器的损坏，直接损失将在10万元以上。

是否需要升级？ 这个问题很难回答。 一艘船要花几十万买一台发电机，它的作用只是防止柴油机出现故障。 对此，笔者曾向MAN投诉，由于这一设计缺陷带来的风险，要求其提供免费升级。 不过，我收到的答复是，柴油机的设计正在不断改进，我不认为原来的设计存在重大问题。 但在后期的升级方面，MAN清楚地认识到了这款柴油发动机的设计缺陷。 一艘新建的船舶配备了 MAN 6L16/24 发电机原动机。 仅运行5000小时后，气门落入气缸，气缸单元严重损坏，增压器损坏。 经调查，该船的所有维护和检查均严格按照指令进行。 未发现任何缺陷或维护缺陷。 各批次燃油、润滑油化验指标均正常。 。 此次故障的发生并非由于船舶维修管理存在缺陷。 这种损坏在该型号的多艘船舶上都发生过，发生故障时的过程也基本类似。 升级建议：当柴油机达到保养周期，需要更换活塞等部件时船舶柴油机配件，对柴油机进行升级更加经济合理。 升级缸盖可以使用原厂缸盖进行改装升级。

如何防止气阀掉入气缸造成严重损坏？

升级是防止类似故障发生的有效方法。 那么如何防止辅机未升级呢？

升级前的维护管理：如果您的柴油机使用轻质柴油，则基本上不太容易出现上述严重的气缸组故障。 从故障机理来看，仍然是气缸内不正常燃烧产生的结焦燃烧产物造成的，而轻柴油不太可能产生这种物质。 也就是说，使用轻柴油时，基本上不会出现此类故障。 但在目前燃油成本居高不下的情况下，使用燃油已成为船东的标准选择。

未升级的使用燃油的柴油机如何预防此类故障？ 经过一段时间的观察和分析，笔者给出以下建议：

A、使用柴油机时要注意保养要求。 加强喷油器的检查和维护，通过日常检查评估维护周期是否能够满足设备使用要求，并不断进行优化调整。 另外，说明书明确规定，低负荷工作时不得长时间使用燃油。 该型号在正常运行时必须保持相应的负载运行。 低负荷会导致气缸热状态不良，极易导致气缸燃烧室部件和气门杆结焦，导致严重后果。 笔者管理的该船6缸16/24发动机额定负载为500kw，正常使用在300-430kw之间。 工作状态良好，缸吊检查比较良好，缸套磨损很小，活塞及环状况良好。 该型号负载能力强。

B.防止气缸严重损坏的特殊措施。 当柴油机停止燃油时，柴油机高压油泵有燃油循环，但喷油器和高压油管都不能实现循环。 这里残留的燃油温度只有几十度，完全达不到燃油喷射雾化的粘度。 启动时，必须将全部机油喷入气缸，热油通过高压油管和喷油器的初期存在传热和冷却问题。 这些都会导致启动时的状态非常糟糕。 这种状态对大缸径柴油机影响不大，但对于160mm缸径的机器来说，压缩结束时的温度和压力会比较低，导致气缸的热状态很差在启动初期，导致喷射的不能正常雾化的燃油会在缸内受热结焦，在排气时会粘在打开的排气门阀杆上，导致阀门关闭不严。 正常点火后，阀门会烧毁、泄漏。 极端情况会导致气门与活塞碰撞，或者气门与推杆不同步，导致气门桥滑出原来的位置，气门桥会顶住弹簧座，造成哈弗飞出，气门最终落入气缸内； 这也会造成阀桥定位杆受力严重偏差，导致定位杆弯曲、折断； 导致严重损坏。 从前面的分析可以看出，出现气缸严重损坏的极端情况是由于气缸热工状况不佳，燃烧不良造成的。 这种情况在重负荷工作时基本上没有发生过。 也就是说，在正常工况下，如果气缸热状态良好，燃烧良好，就不会出现此类问题。 那么，当柴油机气缸状况不佳时，我们可以使用轻柴油。 一方面，轻柴油点火性能好，燃烧良好； 另一方面，即使燃烧不良，也不会出现因燃油燃烧不良而产生的严重焦化烟。 空气不会导致阀杆被污染和卡住，造成严重损坏。 那么什么情况下需要使用轻油呢？ 开始之前，停止之前。 目前要求在柴油机正常工作条件下，需要退役的柴油机必须更换为轻柴油，然后退役停车。 采用轻柴油启动，通电、负载正常后改用燃油。 这样就避免了气缸热状态不好时的燃油供给，避免了此类严重故障的发生。 该措施实施三年多来，未发生严重故障，对柴油机的工作起到了良好的作用。 笔者认为，即使是升级后的柴油机也需要这样的操作。 对于升级后的柴油机，无论是否进行此操作，都不会发生严重的气缸损坏，但这样的换油操作有利于进排气门的工作。 在燃烧不良的情况下，燃油废气中所含的物质可能会对气门杆产生影响。 这种冲击会导致阀门关闭不严，容易导致阀门和阀座高温烧毁。 从早期对吊缸的检查来看，阀门烧毁现象比较严重，但采取上述措施后，阀门状况明显好转。 此外，这一操作还减少了对增压器喷嘴环和涡轮叶片的污染。

冷却水系统管理要点：由于该机型体积较小，各冷却水通道内部一体化，导致部分流道非常狭窄，有的地方直径小于6mm。 那么对于冷却水的水质要求就非常高。 该模型需要建立一个小型的中央冷却系统。 它配有两个高温和低温淡水泵。 高低温系统通过恒温阀进行温度控制，高低温系统连通。 因此，水质不良对柴油机的运行影响很大。 影响最明显的是排气阀座密封圈。 如果流道被堵塞，排气门座密封首先失效会导致漏水，进而导致水漏入曲轴箱。 冷却水系统需要经过化学处理，以保持良好的水质并防止系统腐蚀。 另外，冷却水系统标准配置会有冷却水预热系统。 该预热系统的循环与普通柴油机的工作循环相反。 这样有利于小杂质从部分堵塞的通道中流出，对柴油机的长期损坏不利。 分解工作是有益的。 另外，需要严格注意防止海水泄漏到淡水系统中，否则会发生严重的冷却水道堵塞。 如果发现海水渗入，请立即换水。 加强冷却水化学检测，控制水质。 另外，如果阀门和阀座状况良好，密封良好，阀座本身的温度也会下降，从而减少水垢的形成。

润滑油消耗高的问题：

未升级的车型存在严重的机油消耗过高问题。 使用说明书规定的正常耗电量为0.4-0.8g/kwh。 以500kw气缸机组计算，24小时正常消耗量不应大于9.6kg（注：使用说明书规定，无论实际负载大小，均按额定负载计算）。 据实际计算，每24小时达到20-30升，严重超标。 造成这种超标的主要原因是气门导管密封不良，润滑油沿着气门杆与导管之间的间隙渗入进排气道，最终被烧毁。 这种现象在升级前的车型中较为常见。 更换气门导管密封圈将显着减少润滑油的消耗。 而且，这种更换不需要抬起气缸。 只需将活塞转动到适当的位置，阀门就落在活塞上。 当阀杆低于密封圈时即可更换密封圈。 升级后的气门导管主要从结构上解决了漏油问题，并对密封圈及其安装槽的尺寸进行了改变。 另外，当负载增加时，进排气压力的增加也会减少润滑油的泄漏和消耗。

关于负载控制：对于此类机器，气缸的热状态对其工况影响很大。 那么，当负载高时，气缸的热状态自然就好。 当气缸的热状态良好时，气缸的磨损率会很低，曲轴箱也比较干净。 由于增压器在高负荷段效率的提高，增压压力提高后，润滑油从气门导管的泄漏也会大大减少。 这将是一个良性循环。 正常且相对较好的状况是在60%-85%负载期间运行，这样会更好地保持机器的整体状况。 低负载是该车型的最大忌讳。 关于这个问题，我已经与柴油机厂家进行了沟通。 从他们的售后服务来看，很多问题都是由于在使用燃油的情况下长期低负荷运转而出现的，这对机器的危害很大。 气缸装置的损坏大多发生在低负载期间。 该型号的排气温度手册规定正常工作范围为425-475度。 排气温度最初设计得较高。 该排气温度是柴油机设计者多次计算和运行测试的。 柴油机是在设计过程中设计的。 运行时不会有任何问题。 因此，作为汽轮机管理人员，只要各项参数在设计范围内，就不必太担心排气温度。 只要排气温度在合理范围内，都是可以接受的。 比如柴油机的负荷为80%，单缸平均排气温度不大于460度，我个人认为是可以接受的。 对于四冲程高速机器，曲柄连杆机构的工作惯性力已经大于气体力。 那么，柴油机在重负荷时，连杆大端和曲柄销受力会更好，轴承上的负荷会更均匀。 这有利于曲柄上的应力。 据我最近了解，低负荷运行的机器曲柄销和连杆的磨损和变形比长期高负荷运行的机器要大。 因此，我们必须全面地看待这个问题。 对于管理来说，柴油机的负荷越大，其工作条件就越好，我们的维护保养也会更加方便，故障率也会越低。

燃油系统维护：机器的燃油系统是一个需要特别关注的系统。 首先，燃油的质量对机器影响很大。 目前MAN已要求燃油在进入发动机前的过滤精度要达到5μ，这是普通过滤器无法达到的。 目前，MAN原装机侧燃油滤芯的过滤精度为25μ。 另一个问题是燃料的状态。 运行时燃油的温度、压力必须符合要求。 供油装置与机器之间一般有一定的距离，有时管道长达数十米。 由于该型号的设计船用柴油机油封，进油口仅为一个直径约4mm的小孔。 这么小的孔会导致由于燃油循环量很小，如果管道系统伴热不好，机器旁边的实际燃油温度会远低于供油装置的温度。 这会导致燃油的雾化达不到要求，导致燃烧恶化。 那么，供油装置的加热只能通过机器附近的温度来控制。 很可能在燃油供给装置中，燃油粘度必须加热到仅8cst才能满足机器旁的粘度要求。 对于燃油系统来说，如果喷油器雾化不好，燃油粘度不满足喷射要求，这将直接导致气缸燃烧恶化，导致严重后果。

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