任鳳華，劉 墨，呂 躋，王亮

（中國人民解放軍92957 部隊，浙江舟山 316000）

0 引言

柴油機(jī)作為船舶動力和電力供應(yīng)的重要裝備，被稱為船舶的“心臟”。而在柴油機(jī)長時間高負(fù)荷的工作運行中會產(chǎn)生各種各樣的故障隱患，其中燃油混入潤滑油系統(tǒng)的問題較為常見且影響惡劣。柴油機(jī)燃油泄漏進(jìn)潤滑油系統(tǒng)不僅會破壞潤滑油的潤滑性能，加劇機(jī)械磨損造成運動部件不可修復(fù)的損傷，甚至?xí)捎跈C(jī)體內(nèi)的高溫使得潤滑油中燃油油氣發(fā)生自燃而引發(fā)火災(zāi)，造成重大裝備事故[1]。因此應(yīng)定期檢測潤滑油各項指標(biāo)，有效掌握潤滑油狀態(tài)，防止其被燃油污染導(dǎo)致性能失效，影響設(shè)備壽命。

1 燃油混入潤滑油系統(tǒng)原因分析

燃油進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)主要有兩個途徑：一是從燃燒室經(jīng)活塞與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入；二是從高壓油泵進(jìn)入。

（1）燃油從燃燒室經(jīng)活塞與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)。柴油機(jī)在正常工作時，通過安裝在氣缸蓋上的噴油器將燃油定時、定量、定壓的噴入燃燒室，然后壓爆燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動做功，也可以說，噴入燃燒室中的燃油完全燃燒成了廢氣。但是如果由于某種原因，噴油器噴入了過量的燃油，或者噴入的燃油沒有燃燒完全，多余的燃油就會從活塞與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入油底殼與機(jī)油混合，導(dǎo)致機(jī)油黏度下降、潤滑性能降低，從而加劇發(fā)動機(jī)的磨損。而噴油器多噴油的最主要原因就是噴油器針閥卡死，導(dǎo)致燃油直接流入燃燒室，這種情況下燃油并不是在壓縮行程末期才開始噴油，而是一直在向燃燒室中供油，造成大量的燃油無法燃燒而流入油底殼。另外就是噴入燃燒室中的燃油沒有燃燒，在燃燒室中冷凝后流入油底殼，這種情況主要是由于噴油器噴油孔堵塞，噴出來的燃油沒有充分霧化燃燒。

（2）燃油從高壓油泵流入油底殼中與滑油混合。由于高壓油泵在工作中需要滑油潤滑，所以有一個專門的油道通向高壓油泵下方，它的上面是高壓油泵的供油柱塞。如果發(fā)生柱塞破裂、卡死、拉上等故障，燃油就會從柱塞與柱塞體之間的間隙流出，與下面的潤滑油混合，然后回流到油底殼中。

2 典型監(jiān)測案例分析

2.1 案例1

2.1.1 油樣基本信息

此次裝備監(jiān)測對象為某船1 號發(fā)電柴油機(jī)，使用通用柴油機(jī)潤滑油，取樣位置為油底殼液面高度1/2 略下的深度，取樣時機(jī)為機(jī)器運轉(zhuǎn)停機(jī)后30 min 內(nèi)。取樣時柴油機(jī)運行10 965 h，潤滑油使用482 h。

2.1.2 監(jiān)測技術(shù)信息

根據(jù)監(jiān)測診斷工作大綱規(guī)定及艦艇柴油機(jī)潤滑油監(jiān)測技術(shù)要求，潤滑油監(jiān)測的主要技術(shù)信息見表1。

表1 油液主要監(jiān)測技術(shù)信息

2.1.3 監(jiān)測診斷過程

2021 年2 月7 日，首先對送檢的油樣進(jìn)行水分檢測、黏度檢測、光譜分析與鐵譜分析等，檢測結(jié)果為：水分含量正常；光譜分析各元素濃度正常；鐵譜顯示磨粒大小形貌正常；黏度指標(biāo)異常。該油樣100 ℃運動黏度測量結(jié)果為9.14 mm2/s，相比歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)下降明顯，為排除滑油油品自身性能下降的原因，建議船方對滑油進(jìn)行更換處理。

2021 年3 月10 日，在滑油換新使用64 h 后，對1 號發(fā)電柴油機(jī)再次取樣，同時采集部分新油樣品，一并送檢復(fù)測。

2021 年3 月11 日，對復(fù)檢的1 號發(fā)電柴油機(jī)和新油油樣進(jìn)行化驗檢測。結(jié)果顯示：1 號發(fā)電柴油機(jī)滑油樣品100 ℃運動黏度為10.26 mm2/s，相比新油黏度（13.12 mm2/s）下降了21.8%，依據(jù)艦艇柴油機(jī)正常換油指標(biāo)規(guī)定，100 ℃柴油機(jī)油運動黏度變化率不應(yīng)超過±20%，送檢的油樣黏度下降率已超標(biāo)；閉口閃點測量結(jié)果為158.1 ℃，測量值雖在換油指標(biāo)規(guī)定范圍內(nèi)，但相比新油閉口閃點值（206 ℃）下降幅度明顯，達(dá)到了23.3%。潤滑油在更換使用僅64 h 的情況下，黏度和閃點均出現(xiàn)大幅下滑，基本確定潤滑油中混進(jìn)了燃油。建議船方進(jìn)行故障排查。

2.1.4 問題排查與故障修復(fù)

在監(jiān)測意見指導(dǎo)下，船方及時進(jìn)行了問題排查：①對1 號發(fā)電柴油機(jī)各缸噴油器進(jìn)行了檢查，結(jié)果顯示噴油器性能狀態(tài)均良好，故障原因排除；②對高壓油泵進(jìn)行了檢查，結(jié)果在油泵滑油回油管內(nèi)發(fā)現(xiàn)存有燃油（圖1），基本可以確定油泵柱塞偶件發(fā)生了異常磨損，燃油從間隙向下滲漏與潤滑油發(fā)生了混合。

圖1 高壓油泵滑油回油管示意

2021 年3 月18 日，船方組織修理單位對1 號發(fā)電柴油機(jī)高壓油泵進(jìn)行了更換，排故完成后潤滑油也進(jìn)行了換新。在新?lián)Q滑油使用50 h 和80 h 后船方分別組織了取樣送檢，監(jiān)測結(jié)果如下：100 ℃運動黏度測量結(jié)果分別為12.92 mm2/s、13.05 mm2/s，閉口閃點測量值分別為204.7 ℃、201 ℃。黏度、閃點均恢復(fù)正常水平且變化趨勢穩(wěn)定，證明該柴油機(jī)燃油混進(jìn)潤滑油系統(tǒng)的問題已徹底解決。

2.2 案例2

2.2.1 油樣基本信息

裝備監(jiān)測對象為某船4 號主機(jī)，潤滑油使用牌號、取樣位置、取樣時機(jī)與案例1 一致。取樣時柴油機(jī)運行5111 h，潤滑油使用時間104 h。

2.2.2 監(jiān)測技術(shù)信息

監(jiān)測技術(shù)信息同案例1。

2.2.3 監(jiān)測診斷過程

2021 年9 月17 日，對送檢油樣進(jìn)行水分檢測、黏度檢測、閃點分析、光譜分析與鐵譜分析等，檢測結(jié)果：水分、光譜、鐵譜指標(biāo)均正常；黏度、閃點指標(biāo)異常。該油樣100 ℃運動黏度為9.66 mm2/s，相比歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)下降明顯，且已低于參考范圍的下限值（主機(jī)滑油艙新油黏度為13.41 mm2/s，換油指標(biāo)規(guī)定在用油黏度不超過新油黏度的±20%）；閉口閃點測量結(jié)果為154.1 ℃，相比新油閉口閃點值（216℃）下降幅度明顯，達(dá)到了28.7%?；褪褂脮r間僅為104 h，基本排除油品自身性能下降的可能，因此可以確定潤滑油中混進(jìn)了燃油。建議船方進(jìn)行故障排查。

2.2.4 問題排查與故障修復(fù)

根據(jù)監(jiān)測指導(dǎo)意見，船方對噴油器及高壓油泵進(jìn)行狀態(tài)性能檢查。排查過程中發(fā)現(xiàn)，柴油機(jī)A 排第8 缸噴油器存在燃油滴漏（圖2），進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)噴油嘴與噴油器本體密封變差造成了燃油滲漏。后續(xù)船方拆卸了所有的噴油器（圖3），并在試驗臺進(jìn)行了噴射壓力及霧化試驗，對不合格的噴油器進(jìn)行全部替換。排故完成后潤滑油也進(jìn)行了換新，后續(xù)跟蹤監(jiān)測中油液各項指標(biāo)恢復(fù)正常，燃油滲漏問題徹底解決

圖2 噴油器燃油滴漏

圖3 拆卸所有噴油器

3 預(yù)防措施

3.1 潤滑油系統(tǒng)的日常管理

柴油機(jī)使用管理人員應(yīng)提高設(shè)備的風(fēng)險管控意識，注意潤滑油系統(tǒng)的日常維護(hù)管理，關(guān)注使用過程中各項表征和指標(biāo)，及早發(fā)現(xiàn)燃油滲漏故障的早期異?，F(xiàn)象，防止問題擴(kuò)散引發(fā)裝備事故。

（1）觀察潤滑油壓力是否變化，燃油混入潤滑油，潤滑油黏度會受到影響，繼而產(chǎn)生壓力低的現(xiàn)象。

（2）注意潤滑油氣味是否異常，燃油相較于潤滑油易揮發(fā)，特別是在機(jī)器高溫運行下會有部分燃油揮發(fā)，潤滑油系統(tǒng)如果能夠明顯聞到燃油的氣味，說明極有可能混入了燃油。

（3）觀察滑油是否被稀釋，燃油混入潤滑油，稱為“燃油稀釋”現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)潤滑油明顯變稀，則要警惕其是否被燃油所污染。

（4）注意潤滑油液面是否上升，潤滑油在使用中會逐漸消耗，如果發(fā)現(xiàn)液面高于加油時的刻度，則可能是混入了燃油。

3.2 潤滑油指標(biāo)的定期監(jiān)測

柴油機(jī)潤滑油系統(tǒng)應(yīng)定期取樣送檢，掌握其黏度、閃點等性能指標(biāo)的變化，以及早判斷滑油是否被燃油污染，做到問題早發(fā)現(xiàn)、早排查、早解決。

柴油機(jī)不同的運轉(zhuǎn)周期、磨損狀態(tài)，應(yīng)有不同的取樣間隔時間：①柴油機(jī)運轉(zhuǎn)初期磨合階段，由于機(jī)器磨損狀態(tài)變化大，故障率較高，潤滑油取樣次數(shù)應(yīng)多一點，間隔時間短一點；②柴油機(jī)正常運轉(zhuǎn)（正常穩(wěn)定磨損）階段，因磨損狀態(tài)變化較小，潤滑油取樣時間間隔應(yīng)長一些；③柴油機(jī)經(jīng)過長時間運轉(zhuǎn)，進(jìn)入部件磨損過程的后期階段，因磨損狀態(tài)變化較大，取樣間隔時間應(yīng)縮短一些；④柴油機(jī)在重大修理前后運行發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時進(jìn)行潤滑油取樣送檢。

4 結(jié)語

當(dāng)前任務(wù)形勢日趨復(fù)雜多樣，裝備使用強(qiáng)度不斷加大，對柴油機(jī)工作的可靠性與安全性提出更高要求。定期開展油液監(jiān)測可及時掌握船用柴油機(jī)潤潤滑和磨損狀態(tài)的信息，指導(dǎo)船方科學(xué)組織柴油機(jī)的狀態(tài)維護(hù)和潤滑管理，在潤滑油出現(xiàn)污染或性能失效時，準(zhǔn)確查明故障原因，縮短檢修周期，有效降低事故風(fēng)險，提高裝備使用的軍事、經(jīng)濟(jì)效益。