导读
燃油系统的技术状态如何，对柴油机的起动性能、动力性和经济性有直接影响，燃油系统如果有故障，将会造成柴油机工作出现相应的故障现象。
而喷油泵又是柴油机燃油系统的重要部件，其工作情况的好坏直接影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。
高压油泵柱塞卡死是柴油机的常见故障之一，尤其是在使用高粘度的劣质重燃油时，由于劣质燃油的组成较为复杂，各种杂质成分多，因此经常会遇到高压油泵柱塞卡死的故障，一旦这种故障出现，轻者一缸或多缸不发火，柴油机启动不起来或高压油泵的柱塞偶件作废，增加船舶的备件、修理费用；
重者柴油机超速飞车停不下来，造成主轴承、连杆轴承和曲柄销轴承等咬死，引起严重的机损事故，成为船舶航行安全的隐患［1］。
为了防止这类事故的发生，笔者针对某新造船舶主机高压油泵在试航时发生的故障事故进行原因分析，并在此基础上结合笔者在船工作多年的经验，从劣质燃油的处理到高压油泵的结构原理，安装装配及日常管理，使用等，提出几个方面的心得体会，以供船舶轮机管理人员参考。
一、事故经过
1) 2010 年 3 月 19 日某新造集装箱船舶在码头掉头。
主机( 型号: 9S50MC-C) 柴油备车，柴油通过供油单元向主辅机供油，油温 40 ℃，粘度 5.6。
掉头过程中主机多次启动运行，状态正常。
2) 2010 年 3 月 28 日船舶试航柴油备车。3月28 日早上 8: 30 机舱各设备开始逐一运行，下午2: 00主机达到备车状态，各参数正常( 主机缸套水温度80℃，主滑油温度 45℃，压力 2.3 bar，燃油进机温度 40 ℃，压力 8 bar)。
下午 4: 30 燃油日用系统开始转重油测试发电机重油状态( 某型船燃油系统第一次转重油，重油日用舱已连续两天用重油分油机加热分油，舱室油温 89℃ ) 。
转重油 10 min 左右，观察发现重油已进供油单元，因发电机单台耗油量少，供油单元混合桶内油粘度上升太慢，决定开启系统回重油舱阀 FSV60 加快重油进入系统。
阀 FSV60 开启 15 ～ 20 min 后关闭，系统燃油粘度上升到 12、温度 115℃，燃油系统伴行管运行正常，系统由供油单元粘度控制器控制粘度在 12。
转重油后燃油系统运行正常，粘度保持在 12左右，温度 115℃ 左右。
发电机重油运行状态正常。
本次试航备车各操作程序正常，轻重油转换程序与以往程序相同。
3) 2010 年 3 月 29 日，早上 7: 30 燃油系统转为柴油，系统由粘度控制器自动控制使燃油温度和粘度缓慢降低，过程中燃油系统状态正常。
10: 30 值班人员发现供油单元自清滤器出现压差高报警，经拆洗滤器，自清滤器压差有所好转，但不很理想( 此现象到试航期间转重油后正常) ，此时供油单元增压泵出口压力 9 bar，系统压力 8 bar( 压力正常) ，燃油温度 45 ℃ 。
主机各项参数正常，值班员工盘车检查正常。
17: 00 船舶离港，主机启动失败。
经现场 HHI 主机服务工程师和试航轮机长检查确认高压油泵供油杆抱死，高压油泵无法供油。
HHI 主机服务工程师立即对 1#缸高压油泵检查，确认需拆检，同时，检查其他缸高压油泵存在同样的故障，船舶拖回靠码头。
19: 00 HHI 主机服务工程师对 1#缸高压油泵进行拆检，内部有黑色炭质细小颗粒，发现油泵内部柱塞和套筒抱死，造成高压油泵无法正常工作。
召开临时紧急会议决定：
由系统中取重油油样、柴油油样、重油柴油混合油样送出化验；
经与 HHI 服务工程师和船东协商确认高压油泵需拆洗和内部零件状态鉴定；
燃油系统和主机内部管路进行串洗；
高压油泵使用后续船备用高压油泵替换，以免耽误试航日程。
4) 2010 年 3 月 30 日晚燃油系统和主机内部管路串洗经 HHI 主机服务工程师确认管路清洁，系统管路复位，新的 9 个高压油泵全部按工艺要求安装完毕。
5) 2010 年 3 月 31 日早上船舶离港开始试航。
试航期间燃油系统正常，主机完成各项试验，状态正常。
4 月 3 日试航船完成各项预定的试验项目，顺利返航。
三、原因分析
为什么对于一台新造的主机高压油泵会造成 9个缸高压油泵内部柱塞和套筒同时抱死呢？
从事故的经过中我们可以看出有二个引起此次故障的可疑点，一是供油单元混合桶内油粘度上升太慢，开启系统回重油舱阀 FSV60 加快重油进入系统造成供油单元油温升高太快，在大约 20 min 内温度从40 ℃升至 115 ℃ ;
二是值班人员发现供油单元自清滤器出现压差高报警，也只是简单地拆洗滤器，自清滤器压差有所好转但没达到理想的状态，也没引起足够的重视，最终酿成 9 个高压油缸同时抱死的重大机损事故。
9S50MC-C 型柴油机的高压油泵是单体回油孔式高压油泵，此类高压油泵柱塞卡阻或咬死的原因有如下几种［2］:
1) 不正确的使用。
高压油泵的柱塞和套筒这对精密偶件是经过严格的加工而成的，配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，它们的配合间隙只有微米级的，如果使用中对分油机尤其是柴油机燃油滤器的清洁保养或者使用劣质燃油，使细小杂质进入柱塞和套筒之间，极易造成柱塞拉毛、卡阻或咬死，从而使喷油泵不能满足柴油机在各种工况下供油量的需求。
2) 不正确的安装。
良好的装配质量是确保高压油泵正常工作的基础，在高压油泵的修理和装配工作中要确保柱塞偶件的清洁，不要损伤柱塞和套筒表面，清洗工作要在清洁干净的柴油中进行，不能用尖锐的工具刮削柱塞和套筒的表面，以免柱塞和套筒表面被刮伤引起卡阻。
在上紧出油阀螺帽时要注意不能用力过猛，如果出油阀紧固螺帽的上紧力矩过大，可能会使柱塞套上部承受过大压力而变形，极易造成柱塞卡死在套筒内。
3) 柱塞偶件产品的质量。
柱塞和套筒是一对精密偶件，在包装出厂时，其表面涂有一层防锈油，在装配时要将其清洗干净，要仔细检查其上下移动和转动的灵活性。
我们在实际工作中发现由于某些厂家的加工误差造成柱塞和套筒之间有时间隙过小，在高压油泵的调试过程中就会产生卡阻现象。
4) 润滑不良。
柱塞偶件在工作过程中，依靠柱塞和套筒间的微小间隙所泄露的燃油进行润滑，它是靠摩擦表面的几何形状和相对运动，并借助燃油的粘性流体动力特性产生油压来平衡外部负荷，建立润滑油膜，以保证柱塞偶件不会因干摩擦而咬死。
但是柱塞偶件在长期的工作过程中，也有可能使柱塞和套筒之间的油膜被破坏，使得柱塞和套筒之间干摩擦而导致柱塞卡死。
5) 燃油系统的其他故障。
柴油机在工作中，由于供油提前角的调整不当等原因，造成针阀偶件温度过高，咬死在停止喷油的位置上，高压油泵中的燃油不能喷向气缸，高压油管内的温度和压力过高，高速运动的柱塞头部承受的压力增加，温度升高，导致柱塞变形而卡阻。
6) 工作温度过高，燃油温度变化过快。
柱塞偶件的工作温度过高，燃油温度变化过快，金属在热胀冷缩应力的作用下，同样会破坏柱塞和套筒间的润滑油膜，导致柱塞和套筒之间产生干摩擦而卡阻或咬死。
四、预防措施
一般高压油泵柱塞套筒咬死的故障，大多数是由于日常保养管理疏忽或操作不当造成的，只要我们在思想上引起高度重视，并且在实际工作中加以细心观察，就一定能够避免和减少高压油泵柱塞咬死的故障发生。
要预防高压油泵柱塞咬死的故障发生，我们可以从如下几个方面入手［3］:
1) 在拆装保养高压油泵时，主要不要损伤柱塞表面；
上紧出油阀紧固螺帽时不能用力过大，以减少套筒下部进油孔的变形，这是防止柱塞在套筒内咬死的有效方法之一。
2) 对存放过久的柱塞偶件在装配使用时，要仔细地清洗干净，并且坚持其上下移动和转动的灵活性，防止因备件存放时间过长和不正确的放置使偶件变形，从而装配到高压油泵上使用时卡阻咬死而造成事故。
对于不合格的产品要严禁使用。
3) 每次启动柴油机之前，必须先检查试验，要确保高压油泵齿条的正常活络，各连接部件的状况良好［包括总油门杆的导向滚轮］。
4) 如果在检查中发现齿条有卡阻现象时，可打开出油阀，用一根短小撬棒，左右来回撬动调节齿条二端，用压力油壶喷些轻柴油，同时慢慢盘车，使其逐步活络至用手能推动齿条为止。
这样做，一般的卡阻现象基本都能消除，要特别注意的是在撬动齿条和盘车时切忌用力过大，以免损伤齿条上和齿圈上的牙齿和其他部件，绝对不能敲击齿条。
5) 柴油机启动后，空载运转一段时间，待检查各系统压力、温度全部正常后才能逐步增加负载使用。
6) 在轻重油的转换操作过程中要特别注意劣质燃油的加热进度，逐步升温或降温，有粘度自动控制单元应该转入自动控制，按既定的程序逐渐升降温，切勿操之过急，否则可能会造成重大机损事故。
7) 加强对燃油系统的管理，经常清洗燃油滤
器，发现破损要及时更换，以防止燃油中的杂质进入高压油泵；
对于燃油日用油柜应循环分离，每班要放残水，发现问题要及时报告，及时解决。
五、结束语
高压油泵是柴油机燃油喷射设备的主要部件，其工作好坏直接影响柴油机的工作性能，同时，管理和维护好燃油系统的日常操作也是防止高压油泵引起异常故障的重要环节，因此正确维护保养和管理好高压油泵和燃油系统是保证其正常工作和延长其使用寿命的重要前提。
众所周知，防止各种机械及系统故障的产生要比排除故障更为重要。
只要正确维护与保养、及时检查与调整、提前消除故障隐患，故障发生率就会明显降低［4］。
参考文献：
［1］黄雄伟. 重视对高压油泵的管理［J］.航海技术，2004 ( 5) :60－61．
［2］周华斌.柴油机高压油泵柱塞副咬死故障分析［J］.造船技术，2009( 6) : 30－31．
［3］于成安.关于“FH”轮高压油泵咬死的理性思考［J］.航海技术，2001(2) : 39－42．
［4］袁杰，仲兵.18PC－6V400 柴油机故障分析［J］.中国修船，1995( 6) : 24－26．
原创作者系：
厦门海洋职业技术学院 航海系
翁石光
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