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准二管将副机滑油系统的原理、日常维护和常见故障讲的真清楚！

学术 2024-10-17 10:30 广东

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一、概述

本轮副机为瓦锡兰4L20四冲程中速柴油机，其机油系统采用湿式油底壳，以尽可能的减少外部机油管路。在飞轮侧有一套齿轮传动系统（齿轮箱），由曲轴通过传动齿轮直接驱动机油泵（齿轮泵），并且还配有一台由电动机驱动的齿轮泵与之并联（滑油预润泵，也是齿轮泵），其作用是在副机备用时（或是在大修后系统内缺油或无油情况下）为系统提供预润滑。

机油泵将机油从油底壳中吸出，经过配有两套恒温阀的机油冷却器，到主机油滤器，再送到油底壳内的机油分配总管。机油从总管通过机体内的机油通道流向主轴承，一部分机油通过曲轴钻孔油道进入连杆大端轴承，随后流向连杆中心孔和活塞销轴承，润滑活塞裙部和冷却活塞。机油还通过其他的机油管路，被送往需要润滑的各零部件处，像凸轮轴轴承，喷油泵顶柱，摇臂轴承，气阀控制机构，透平轴承，齿轮箱内各齿轮轴承，。一小部分机油通过φ12mm钢管去往离心滤器进行离心分离后回到油底壳。

下图为本机型的滑油系统图：

二、具体润滑部位

1.平衡轴机构：本轮副机配有一套平衡系统，以全部平衡四缸直列四冲程发动机所固有的二次惯性力。其固定在油底壳中的轴承座上，并由曲轴齿轮通过中间传动齿轮驱动，整个平衡轴机构都泡在油底壳的机油中，其轴承衬套属于浸没润滑。

2.曲轴、连杆和活塞：机油通过机体内的横向空心螺钉进入主轴承（主轴承上瓦有一道油槽而下瓦没有），再经过曲轴的油孔进入连杆大端轴承（上连杆瓦没有油槽，下瓦有油槽），再通过连杆中心孔向上至连杆小端轴承，即活塞销衬套（曲轴油孔的特殊设计保证连杆进油不断，并只能单向流动），由活塞销中间孔进入，两侧孔流出至活塞（活塞销为全浮动式，由两个卡簧轴向定位，来自连杆的机油经过活塞销后再进入活塞）。本机型活塞是组合式活塞，裙部为球墨铸铁，头部为锻钢，用螺钉紧固成一体。在活塞裙部有一圈很浅的凹槽，并钻有两个小孔，来自活塞销的一部分机油从这两个小孔中流出来，通过刮油环（上行布油下行刮油）润滑活塞与缸套，来自活塞裙的另一部分机油则进入活塞头内部冷却腔，采用振荡冷却，最后再流回油底壳。

3.凸轮轴传动齿系：凸轮轴由曲轴（驱动端）通过两个中间齿轮驱动，中间齿轮和齿轮轴支承在机体的轴承孔中，来自机油分配管的机油齿轮轴和齿轮中的钻孔油路进入轴承润滑。在凸轮轴的端部还装有一个各斜齿轮用来驱动调速器，传动箱体中的钻孔通道将机油系统中的压力油通过喷嘴喷油润滑和冷却齿轮。

4.水泵传动齿系：高低温水泵装在发动机的自由端，曲轴自由端的传动齿轮驱动高低温水泵泵轴齿轮，从而带动水泵工作，在泵轴上装有两个滚珠轴承，由通过轴承座开口处进入的机油飞溅润滑，在轴上装有径向轴封以防止机油泄漏及脏污和水进入轴承。

5.高压油泵：发动机的每个缸都配有一个组合式油泵座，单体高压油泵固定在上面，在油泵座的左侧底部有一小孔，从机体内的滑油通道过来的滑油首先进入这个小孔，分三路，一路进入高压油泵内部的柱塞套筒偶件润滑，柱塞套筒偶件外有三孔四令加内部两道槽，从上至下第一道令密封燃油，防止燃油从套筒漏到高压油泵外面；第二道令也是密封燃油，防止燃油进入到泄漏收集孔道；第三道令密封燃油和滑油，防止燃润油互串；第四道令密封滑油，让滑油从其内小孔进入到套筒底部（内部钻孔通道）进行冷却，随后到底部一端盖油腔，经其上的切向槽流到柱塞上进行润滑和冷却，最后沿着柱塞向下流到高压油泵的滚轮顶柱润滑，然后回到油底壳。另一路进入进排气阀的滚轮顶柱润滑，然后回到油底壳。还有一路进入气阀控制机构（详见第6项）。

6.气阀控制机构：它根据发动机的运行要求来控制进排气阀的启闭。其组成包括滚轮顶柱、球形端部的管式顶杆、摇臂和摇臂座、阀桥以及旋阀器。气阀控制机构的滑油来自于组合式油泵座，从喷油泵座的气阀顶柱导块处的接口通过一外接φ8mm钢管到缸头侧面，经过缸头内部钻孔油道进入摇臂底座油孔，随后沿着摇臂座内的钻孔油道到达摇臂轴，通过摇臂内部钻孔油道去润滑顶杆上部球形端面和阀桥。至阀桥的机油通过摇臂轴和摇臂内的钻孔油道控制，只有当摇臂处于“气阀开启”的位置时才对阀桥供油，润滑阀桥的机油同时还飞溅润滑旋阀器，然后机油通过气阀顶杆保护管自由流回油底壳。（气阀的间歇供油减少了不必要的机油流动，如果某缸的进排气阀都处于关闭状态，至阀桥的机油流动也处于中断状态，因此，如果要检查气阀控制机构的机油流动，必须运行预润泵的同时进行盘车）

7.透平：本机透平轴承润滑油是使用和系统油同一型号的机油，直接从机油分配总管引一路油区润滑透平轴承，随后回到油底壳。

8.调速器：本机调速器内部润滑油也与系统油同一型号，但是不与系统油相连，属于独立润滑。按照说明书要求，调速器机油每2000工作小时更换一次。

三、机油系统的组成

1.油底壳：采用轻型钢板焊接结构，用螺栓固定在机体下面，并由橡胶密封带密封，油底壳内装有机带泵的吸入管路和滤网，平衡轴，以及机油分配总管。在二缸曲轴箱道门上装有一个加油孔和油标尺，油标尺上刻有允许的最高和最低油位，应尽可能的保证机器运行时的机油油位在最高刻度处，而决不能低于最低油位。在另一面刻有厘米刻度，用来检查机油的消耗量。

2.机油泵：有机带泵和预润泵。主机油泵为一齿轮泵，，由曲轴通过一个中间齿轮驱动，在泵体上有一调压阀。机带泵内装有四个相同的轴承衬套，不需要外部润滑，泵的端盖和预润泵的支架一体铸造，与泵体之间用O-ring密封。预润泵是由外部电动机驱动的一台齿轮泵，也带有调压阀，与机带泵并联布置。

3.机油冷却器：机油冷却器壳体内装有冷却管，冷却器壳体和机油滤器壳体一体铸造。冷却管一端固定，另一端可轴向移动以在温度变化时自由膨胀，两边各装有两道O-ring密封。低温冷却水在冷却管内流动，机油在冷却管外面流动。

4.机油调温阀：维持机油温度在一定的范围。当机油温度升高超过设定值时，恒温阀的感温元件开始膨胀，推动滑阀向阀座方向移动，使得部分机油进入机油冷却器，经过冷却后再进入发动机与热机油混合直至机油温度和感温元件的膨胀量达到一个动态平衡，滑阀停止移动。机油冷却器在使用过程中会结垢使冷却效果降低，引起机油温度升高几度属于正常现象，因为此时恒温阀需要更高的温度来加大滑阀的开度，以增加进入冷却器的机油量。

5.主机油滤器：主机油滤器为全流式滤器，即通过机油泵循环的机油均流过这个滤器。在正常运行中两个滤器都投入使用，以保证最佳的过滤效果，若要在运行时更换滤芯，可关闭某一个滤腔。机油首先通过外面的纸质滤芯，然后再通过里面的安全保护滤芯（在直至滤芯破损情况下起到安全保护作用）。在两个滤器的端盖上都配有一个旁通阀，当滤器压降达到2-3Bar时，旁通阀自动打开，此时机油还是要经过安全保护滤芯。在主机油滤器上装有一个带压力开关的压差指示器，当滤器压差过高时会显示红色（正常绿色）并发出报警信号。

6.机油旁通滤器（离心滤器）：安装在三缸曲轴箱道门上（非操作侧），离心滤器能去除大量机油中的杂质颗粒，从而减轻主机油滤器中的纸质滤器的负荷。在壳体内装有一根经硬化处理的钢制空心芯轴，芯轴上装有一个可自由转动的转子总成，机油通过机带泵出口经一截止阀到壳体下部进入，通过芯轴内控向上流入转子。转子由分离腔和驱动腔组成，机油经芯轴流入转子上部的分离腔，在离心力作用下，赃物以油泥形式积聚在转子内壁上。分离后的机油从分离腔进入驱动腔，驱动腔装有两个驱动喷嘴，机油在通过喷嘴时产生一个驱动力矩（动力源），最后从滤器座回到油底壳。

7.监控仪表：机油温度表有：机油冷却器前机油温度（TI202）、机油冷却器后机油温度（TI203）。用于机油监测的传感器：机油进机压力（P202）、机油滤器压差高（P204）、机油进机温度（T202）、油底壳机油液位低（L202）、机油压力低启动预润泵（P207）。用于安全系统的传感器：机油进机压力低（P201）、机油进轴承温度高（T201）、预供油压力低（P203）。

四、日常维护保养

1.油底壳中保持足够的机油量，运行时的油位保持在上下限刻度之间，并尽量保持高位，而绝不允许低于下限。中途补油量不得超过总量的10%，加油量过多会扰乱正在使用的机油的酸碱平衡，造成不溶物沉淀等现象，每次加油记录加油量。持续上升的机油消耗可能意味着活塞、活塞环和缸套之间的磨损，而突然的机油消耗增加则可能意味着需要吊缸检修。

2.检查机油压力，确保在说明书规定的范围内（停车值2Bar，报警值3Bar，正常值4Bar），机油压力应高于高低温水压力，防止机油冷却器泄漏时水进入机油内。机油压力过低，会导致轴承供油不足磨损，压力过高不仅加重机油泵负荷，还容易溅出，使贴合面漏油，加剧滑油消耗。

3.检查机油温度，进机温度（报警值80℃，正常值63-70℃）出机温度（正常值73-80℃）。滑油温度通过机油冷却器的恒温阀自动调节。温度过高会使粘度减低，润滑性能变差且易氧化，温度过低会使粘度增大，摩擦阻力损失及滑油泵负荷变大。

4.日常检查机油滤器进出口压差（报警值1.8Bar，正常值1.2-1.8Bar），可通过压差指示器判断，若滤芯使用时间达不到预计时间（1000H），需尽快查明原因及时处理，像高压油泵燃油泄漏进润滑油孔（密封令失效、漏油管堵塞），燃烧产物进入油底壳（活塞环或缸套磨损），其他运动部件的不正常磨损，离心滤器长时间未清洁（日常保养中可根据离心滤器内部油泥的厚薄适当增减清洗周期）等等。

5.清洁离心滤器，本轮基本每三天清洁一次离心滤器，在解体后观察油泥厚度以及其内杂质，看有无金属磨屑以及其他杂质（更换主机油滤器时也需要看看其内杂质成分），如果油泥厚度超过8mm，则相应缩短清洗周期。

6.本船副机透平用的是系统油，在副机停车过程至完全停止期间，要注意机油压力降低后，预润泵有没有立即起来，此时副机停车，机带滑油泵也停止，但是透平转子由于惯性会继续转动，且速度较高，直至完全停止，若此过程中机油断供，将会使透平轴承很快磨损。

7.换机油，本轮机油每1000小时更换一次，最好在刚停机后更换（此时是热机状态），排空油底壳内机油，同时也排空机油主滤器和机油冷却器内的机油，用床单布清洁油底壳，凸轮轴箱。向油底壳内注入少量干净机油，启动预润泵循环冲洗系统再排空，最后向系统注入新机油。同时更换主机油纸质滤器，清洁安全保护滤芯。

五、可能存在的故障分析及处理

1.机油无压力或者压力过低：压力表损坏或压力表管路堵塞；油底壳中油位过低；机油泵调压阀失效或卡住；主机油滤器的转换手柄位置不正确；机油泵吸入管或滤网堵塞；机油中混入大量柴油使粘度过低；相应管路松动或断裂等。

2.机油压力过高：压力表损坏或压力表管路堵塞；机油泵调压阀失效或卡住；机油中混入大量重油使粘度过高；机油泵出口管堵塞等。

3.机油温度过高：温度表损坏；机油冷却器冷却水量不足（水泵故障，系统进气等）或低温冷却水温度过高；机油冷却器堵塞，水面结垢严重；调温阀感温元件故障或损坏等。

4.机油中有水：机油冷却器漏水；缸套冷却水密封面腐蚀或o-ring损坏；高低温水泵驱动轴轴封损坏等。

作者：刘升念

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