德鲲轮主机燃油回油管剧烈振动和高压油管穴蚀现象的分析与处理

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1、德鲲轮主机燃油管剧烈振动及高压油管穴蚀现象的分析与处理——佘朝富“德鲲”轮是上海东海造船厂为我局建造的一条8000HP的三用船，于2001年3月下水正式投入营运。本人于2001年6月份接任该轮轮机长工作。一上船，就发现两台主机的燃油回油管在主机运行时会产生剧烈的振动。据说船在试航期间船方已向船厂反映过，要求厂方予以解决。但船厂找不到具体的解决方案，船是带着毛病出厂的。由于剧烈的振动，曾多次造成回油管的焊缝振裂、法兰连接螺栓振松而造成漏油的故障。一遇上这种情况，主机不得不停机修理，要是船舶正处在靠泊作业

2、期间，情况往往就显得十分危急，弄不好就会造成碰撞事故；如果燃油管振裂漏油未能及时发现，喷出的燃油一旦遇上热源酿成火灾，势必直接威胁到船舶的安全。为了从根本上解决问题，本人曾多次委托局设备处咨询造船厂及主机生产厂家，但都未能得到一种合理的解释和具体解决问题的方案。也就是在这种情况下，本人开始了对这一问题的分析与研究。希望能通过自身的努力解决这一难题。认识事物总是首先从表面现象开始，燃油回油管的剧烈振动这一现象，促使本人对整个燃油系统相关设备进行分析与研究，最后把注意力集中到了高压油泵上。该轮主机由德国道

3、尔茨公司生产，六缸、四冲程，高压油泵为“波希”泵,喷油压力32MPa。主机工作时，当喷油器喷油结束的一瞬间，也就是喷油泵柱塞的螺旋槽锐边将回油孔刚刚打开的一瞬间，柱塞顶部的高压油腔与回油孔处的低压腔3接通，高压燃油以极高的速度冲入低压腔，并在回油管中产生一个高压冲击波。每个缸每一个工作循环均产生一个这样的高压冲击波，在各个缸生成的高压冲击波的交替作用下，致使燃油回油管中的燃油产生脉冲振荡，形成高频脉冲振荡流动。高频脉冲振荡流动的燃油具有一定的动能，这种动能不间断地传递给回油管壁面的四周，转变为机械能，

4、最终导致回油管的振动。很显然，燃油系统高频脉冲振荡流体是造成回油管振动的直接原因。认识了高频脉冲振荡流体形成的基本原理，为进一步分析解决问题迈出了可喜的一步。接下来，本人对形成振动的相关因素作了进一步的分析，认为喷油压力过高是造成回油管剧烈振动的主要原因。因为喷油压力越高，喷油结束时喷油泵泄压产生的高压冲击波能量就越大，最终导致回油管的振动也就越厉害。无独有偶，在此期间，在一些高压油管与油头的连接处，高压油管的球面和油头的锥面均出现了穴蚀现象，这就从另一个方面说明了原设定的喷油压力偏高。经综合考虑，决

5、定将其喷油压力调低运行。降低了喷油压力，也就削弱了燃油系统中高频脉冲振荡流体的动能，从而，转换为油管振动的机械能也就少了，这就从振动的源头上进行了控制。拔出两台主机的12支油头，解体、清洁、检查，重新组装后将喷油压力从原来的32MPa调低到28Mpa，装复运行，振动现象明显好转。经过后来几个月的观察，再没发生过回油管振裂的现象；而且高压油管与油头连接处的穴蚀现象也少了。降低了喷油压力，使回油管的振动和高压油管及油头的穴蚀现象得到了有效的控制。那么，对燃油的雾化会造成什么样的影响呢？从理论上讲，喷油压力

6、越高，燃油雾化质量就越好，越有利于燃烧。但在实际应用中，由于喷油泵偶件和针阀都存在磨损，磨损会使密封性能下降，造成喷油泵偶件和针阀漏油，其结果是喷油提前角减少，喷油压力降低，使雾化质量变差，燃烧恶化。对于像“德鲲”3轮这样喷油压力很高的柴油机，当喷油泵偶件和针阀运行一段时间产生磨损后，这种矛盾就显得更为突出。本人在拆检该轮主机喷油器的过程中发现：才运行2000小时的喷油器，平台喷油试验，雾化非常差，滴油现象也很严重；当喷油压力调小到28MPa时，由于针阀的开启压力小了，漏泄少了，雾化也就变得好多了。这

7、种现象一方面说明磨损后的针阀雾化恶化，已不能在原设定的喷油压力下工作；同时也说明针阀在高喷油压力下磨损加剧，寿命变短。由此可见：对于像“德鲲”轮这样喷油压力过高的柴油机，适当地降低喷油压力，不但不会影响燃油雾化，反而会延长喷油泵偶件和针阀的使用寿命。实践证明，喷油压力并不是越高越好。在管理过程中，必须兼顾各方面的因素，在满足于良好的雾化前提下，应避免过高的喷油压力带来的危害，以确保整个燃油系统的正常工作。“德鲲”轮主机回油管的剧烈振动和高压油管的穴蚀问题，经过认真地分析与研究，最终得到了有效的控制，为

8、船舶的操纵和安全生产提供了可靠的保障。2002/06/063