某轮副机启动空气分配器异常磨损分析和措施

woohan027

某集装箱船柴油副机3台，6缸。出厂不到3年，3台副机先后因启动空气分配器异常磨损导致启动故障，其中No.1副机启动空气分配器换新不到一年又出现了同样故障，给船舶营运带来安全隐患。
1 故障现象
笔者上该轮工作不久，就遇到No.1副机启动空气分配器换新后再次故障一一集控室启动该机，三次启动失败报警；机旁冲车发现，各缸示功考克均有不同程度的压缩空气冲出而曲轴不能转动。
. t, L. v7 h1 X! T9 D1 b% q; J1 r2 故障原因分析和查找
0 f1 o0 {4 E2 C6 Y7 w(1)空气分配器工作原理
空气分配器的结构图见图1。

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. I( {+ e* ~7 o" R: }7 z" ~6 A" X9 }分配器座上有6个孔道(图中未示出)，按发火顺序排列，分别通向各缸缸头气动阀控制其启闭。
, C. Q- _9 `- J7 T" g2 t1 V' r分配盘，有一个配气孔(图中未示出)，并通过十字轴连接随凸轮轴转动。
9 s( ?% @) j1 X副机启动时：
* y, f% V6 U  d! g. f主启动空气管路来的启动控制空气通入分配盘图示左侧空间，将分配盘压紧在分配器座上；
: X" J# Y; \' k8 J; c8 o随副机凸轮轴转动，启动空气经分配盘上的配气孔和分配器座上的孔道，按发火顺序轮流到达并开启各缸缸头启动阀，启动空气进入气缸驱动副机转动，启动副机。
副机启动完成，分配盘图示左侧空间的启动控制空气泄放大气失去压力，分配盘不再压紧分配器座因而不会与分配器座摩擦。
(2)故障原因
分配盘随凸轮轴转动，分配器座不转动。副机启动时，启动控制空气将分配盘压紧分配器座，分配盘和分配器座必然磨损。
' s3 I' r& ^/ m% T& Y, Z7 d分配盘的材料是硬度较高的优质合金钢，而分配器座的材料是铸铁，分配器座磨损较大。分配器座密封表面磨损，分配盘轴就会移向凸轮轴方向。而凸轮轴末端与十字轴连接的凹槽底部，间隙只有2 mm。
' g4 }0 ~8 l) D% s. s9 H+ E2 K5 m# j- B当分配器座磨损达到2 mm，(分配盘轴推动)十字轴右端就会接触凸轮轴左端凹槽底部，启动时分配盘就不能压紧分配器座，两者之间的间隙导致启动控制空气漏泄而不能打开缸头启动阀，就不能启动副机。
拆解空气分配器，见分配器座密封面外缘有约2mm高的唇边，说明其磨损已达到2 mm。证实分配器座磨损达到极限导致副机启动失败。
2 a5 p( z' a, s2 V分配器座异常磨损可能有两方面原因，逐一检查。
: f& x" A" }+ J. V2 C& F" f1 l(1)润滑不良
6 z0 _* v" m, d9 s4 R- |( R检查分配器润滑油供应系统，未见异常。
(2)分配盘一直紧压在分配器座上
' w2 h2 W/ d4 E分配盘靠启动控制空气紧压在分配器座上。
( Q* o. f" P8 @即使不启动，分配盘也一直紧压在分配器座上，说明分配盘背后一直作用着启动控制空气压力，即主启动阀漏气。
* u8 k4 p3 y' k保持主起动阀关闭，打开该副机的启动空气截止阀，松开主起动阀至空气分配器的管路接头，发现有压缩空气漏出，证明主启动阀漏气。
拆检主启动阀，发现橡皮阀头有裂纹并有一缺口，而且几乎所有的密封圈都已老化变硬。
+ l- a0 E/ |6 E6 }拆检其他副机主起动阀，发现也都存在类似现象。
. Y/ l' i6 H* w这些都证明，故障原因是主起动阀漏气；没能及时发现主启动阀漏气的原因，是检修副机前通常都关闭该机启动空气截止阀。
! @+ @1 ^5 p  r$ n6 u: s9 y3 修复故障件
* ^+ l. c8 _& ?3 {# K8 Z从空气分配器工作原理分析，只要分配盘与分配器座间有良好的密封，就能正常使用。
6 h* Q+ {6 W  V& A3 k" g; g故障的空气分配器的修理方法如下：
分配器座，用细锉刀修去密封平面上的毛刺和唇边，在研磨平板上先后用粗、细研磨砂“8”字形研磨；
9 b" t! t6 S! j分配盘，先后用细研磨砂和滑油与分配器座研磨；
# B" R, L, I- Q+ f( {) H/ F( s十字轴，右侧，平面车去2 mm，凹槽底部用锉刀修去2mm左右。
2 U5 g3 L. j. w0 x+ D$ B如此，分配盘与分配器座密封良好，修复的空气分配器装机试用，副机启动正常。
" c. j5 |8 _$ `+ D, S9 ]# m9 M以前换下的3只空气分配器，也按上述方法修复做备用。
主启动阀修理，由于当时船上没有备件，橡皮阀头船员按样加工，密封圈以相近的O形圈替代，并在副机启动成功后立即关闭启动空气截止阀(船舶电站暂不具备备用发电机自动启动、并网、供电功能)，以确保副机运转时启动空气不会漏入空气分配器。
4 经验教训
(1)船舶的故障处理
发生故障，只用新备件更换损坏件，不查明和消除故障原因，同样的故障可能不断出现，不仅备件超耗、备件费超支，而且威胁船舶和船员安全。
; K! A1 @' H& d5 Z为避免重复发生相同故障，轮机员应以主人翁态度和高度责任心，及时、查明和消除故障的根本原因。
(2)船舶的空气起动系统的维修保养
启动空气和操纵系统的有关阀件，需按保养周期定期拆检，及时更换老化失效的密封件。
保证空气干燥器正常工作，减少油水进入压缩空气的机会，避免阀件密封圈提前老化。
空气瓶定时放残水，温湿度较高的季节或海域应缩短放残水的时间间隔，保持主副机起动系统启动空气清洁干燥。
(3)公司机务的监督和指导
" v0 R. p* d0 a- r; I. e$ @该轮一年内已3次申请副机启动空气分配器备件，但没有引起公司机务主管的足够重视，没有督促或协助船舶查找故障原因，说明公司机务主管人员需改进监督，加强指导。