副机容易烧瓦？.....不可忽视的柴油机连杆大端孔的椭圆变形 / 开普饭

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1前言

连杆是柴油机重要运动部件之一。然而,由于平时疏于保养，当连杆大端发生过度变形时，如不采取有效措施，就有可能造成连杆大端轴承发热，甚至烧熔等事故，严重危及柴油机运转安全。笔者曾在两艘老龄货船经历过多起连杆大端变形这种异常现象，从中也得到一些启示。

2事件举例

事件之一 :某年12月笔者在“X X X” 轮工作。该轮有2台副机，型号为5SH24AC* 440KW *720RPM,1971年日本三菱制造。在一次检修1 #副机时，曾发现几乎所有连杆螺母没有紧到位。只要收紧连杆螺母，连杆瓦即过热;如稍不注意，就会烧瓦。

原因分析:连杆大端孔严重变形。本次测量与上次测量间隙对比如（表1）:

从表1中某一缸的一组的变化的数据来看:在副机运转中，对于斜开口的连杆大端瓦的间隙，逐渐发生由A * -C递减的变化。这是由于在实船使用中不可避免的发生连杆螺母松动等因素影响，连杆大端斜开口齿形接合面齿间出现微小摩擦。长时间作用下，齿接合面产生磨损，并造成与齿接合面垂直方向的间隙缩小，连杆大端椭圆度增大。长期的使用,逐渐暴露出个别瓦过热现象;便采取放松连杆螺母预紧力藉以维持使用。后询问轮机人员，证实1# 副机在实船使用中，的确采取了这种错误的办法。后来在复查2#副机连杆螺母也有类似现象，即各连杆螺母都未足够紧。在2#副机未拆情况下，二管轮告诉我们,从道门一侧用木板上撬连杆大端,并用塞尺检查大端瓦间隙是0. 09mm（还应加上0. 03mm左右的误差，即实际间隙为0. 12mm左右），用300mm扳手就能拍击松连杆螺母。需要说明一点，以上（表1）中一组间隙变化，也即代表连杆大端孔的椭圆度的变化。一旦到了 B间隙,应引起足够的重视。否则，到了 C间隙，就会发生烧瓦现象。 1#副机在实船使用中，就曾经因上紧连杆螺母发生过烧瓦的事故。

处理方法:因该机连杆瓦为铜合金薄壁瓦。为了尽快恢复连杆瓦正常间隙,采取了假轴修刮连杆瓦工艺。益处之一是可以恢复正常间隙，益处之二是消除过大的椭圆度。工艺简介：①准备假轴一根（直径为曲柄肖径189. 93mm +间隙0. 16mm等于190.09mm），假轴的两端分别焊接在一个三角支架上。②连杆大端放上薄壁瓦，再装到抹有色油的假轴上，微微收紧连杆螺母。③罢动连杆大端,松开连杆螺母。拂刮连杆薄壁瓦内表面。需要说明一点:拂刮前，先要选择一个基准面，见（图1）

即上瓦的60度范围内的基准表面是不能拂刮的;而其它300度范围瓦内表面可以拂刮。以后根据瓦着色情况，反复按②③步骤进行。直到连杆螺母按1080N. m扭矩收紧，并能微微摆动连杆大端，并且瓦色点均匀为止。这才说明瓦间隙达到正常。拂刮瓦工作结束。经试车一切正常。

事件之二:笔者某年11月在“HT”轮工作。该轮有 3 台副机,HITACHI B&W 5T23HH * 440KW * 720RPM,1970年造。3台副机冷态启车连续发生烧瓦事故。

原因分析

（1）连杆大端孔严重变形。经测量连杆大端孔（见表2）。数据如下：

从（表2）可以看出，连杆大端孔在水平方向尺寸缩小严重,造成连杆大端椭圆变形较大。连杆大端变形之后，一是容易造成对瓦的冲击, 二是导致瓦的间隙变小。不利于油膜形成和冷却，使瓦摩擦迅速过热，最终导致烧瓦。

（2）滑油很脏。经检查油底壳粘附一层很厚的胶质油垢。究其原因，是以前一次定做新缸套时，缸套内部所开的垃圾槽位置低。活塞运行上死点时，第一道环正好卡在槽中。影响活塞正常使用。所以后来就取消了第一道环。正是由于活塞缺少一道活塞环，密封性差，造成燃气下窜,长期污染曲柄箱滑油。油脏,更加剧了瓦的磨损，更加使瓦迅速过热而烧瓦。

表2:5T23HH连杆大端孔圆度测量单位mm

处理方法:a.采取连杆大端磨圆工艺修复。所有连杆大端搪圆，直径为172. 45mm ±0. 01mm，因新瓦不能及时供货,利用旧瓦（厚度 4.41mm）,保证间隙在0. 16〜019mm范围。b.换新滑油,并清洁油底壳及管路。c.注意暖车。经试车一切正常。

（3）未进行暖车。此前，副机一直处于热态下还能运转，为什么一旦停下来，再启车就烧瓦呢？这是因为:本来连杆瓦受连杆大端椭圆变形的影响,其间隙就不正常（小）;加上滑油很脏。当副机从冷开始运转时，曲柄销运转因受热很快膨胀，使冷态瓦间隙变小，与此同时，瓦也很快受热，但由于它膨胀受到冷态的连杆大端的阻止，就只能向内膨胀，结果使间隙进一步的减小，最后导致了烧瓦。

3启示与对策

（1）本文所举的两个例子其共同特点是:由于老龄柴油机使用年限较长，连杆大端长期受到较复杂的冲击力的作用，容易产生各种变形。同样对新柴油机也有参考意义。

（2）告诫我们要加强对老龄柴油机连杆大端的检查与保养。发现异常情况，不要随意采取错误的方法。要及时反馈到有关机务管理部门，以便制定对策和采取相应措施。

（3）要采取正确、有效的测量方法。不能单凭压铅测量，片面地推断瓦的间隙正常与否;必须藉以专用工具测量，全面准确地判断瓦的间隙正常与否。如：本次5T23HH 2 #副机1缸冷态启车发生第一次烧瓦后，轮机人员换上新瓦，仍然烧瓦。现究其原因：当时轮机员在压铅实测该缸新瓦间隙记录是:前左/中/右:0. 17/ 0.22/0. 155mm;后左/中/右：0. 15/0.24/0. 16mm;新瓦厚度为4. 45mm。据压铅测量间隙为0. 22〜0. 24mm应该正常。但是，实测2 #副机1缸连杆大端孔径（见表2）:垂直方向［Y］ :172. 56mm; 水平方［X］ :172. 35mm。另实测该缸连杆轴径163.44mm。现理论计算［Y］方向:［孔172. 56 -瓦厚 4. 45 * 2］-轴 163. 44 =间隙 0.22mm。几乎与压铅间隙值相同。但是，计算水平方向即［X］方向：［孔 172.35 -瓦厚 4.45 *2］-轴163.44 =间隙 0.01mm。水平方向［X］这么小的间隙（仅通过压铅方法是测量不到的），必然要烧瓦。

（4）要重视在船舶上配备相应的一定数量的专用测量工具。同时要求轮机管理人员在每次副机检修保养时，必须熟练地使用测量工具, 并且能准确地测量。

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