大功率四冲程中速主机日常管理
本文主要以笔者的管理实践并结合说明书的管理要求及日本NKK服务工程师的技术指导，以PIELSTICK16PC2-5V机型为例，谈一点大功率四冲程中速主机的日常使用，维护，管理的特点，以期达到认识上的提高及同行间业务技术上的相互交流。
PIELSTICK16PC2-5V机型可谓PC机中的第三代产品，是法国热机研究协会（SEMT）的专利，在大功率四冲程船舶主机中被广为采用。日本钢管公司（NKK）引进专利批量建造装船，我国现也专利引进生产PC机。
一 机型的结构特征
16PC2-5V机型有16只缸呈45度角V型排列。其特点为体积小（8.46×3.7×2.89m,长宽高），自重轻（主机重88t，减速齿轮箱重19.5t,连轴节重2.87t），功率大（平均有效压力1.95Mpa,额定功率7650kw）,结构紧凑复杂，运转时振动噪音大，故障几率相对较高，维护保养工作量较大。由于中速机转速较高（额定转速为518r/min），配置胃一台速比为4.146的行星减速齿轮箱。该机型汽缸盖呈八角型，内有两个进气阀两个排气阀（阀壳式），为全封闭式。两组排气管设在两排缸头中间，分别配置两台VTR401增压器。操纵控制系统由一套简单可靠的气动遥控装置和电气保护装置组成，配有伍德澳特UG400型杆式调速器。换向采用双凸轮换向机构。
二．日常使用管理的特点
16PC2－5V主机因其为缸数多、转速高的四冲程V型机，所以在使用管理上与二冲程机相比，除了应更严格地按照说明书要求，将各运转参数调定在最佳范围，使其具有良好的运转工况外，还有其一定的特点需管理人员较好地了解和掌握。
1. 扫气温度的控制：扫气温度严格要求在任何情况下都不低于40℃，以保证气缸内有良好的热状态和避免凝水产生而引起的低温腐蚀，同时还有利于排气阀的洁净，延长排气阀的使用周期。良好的管理需要经常对进气空气进行温、湿度的测试，求出露点温度，避免凝水。
2. 劣质燃油的使用：国产燃油的70%的掺渣使用情况良好，也可燃用IFO120-380CST（1000~3000秒RED No.1）中间燃料油。但燃用劣质燃油时主机转速要在420r/min以上（螺旋桨转速100r/min）。使用180CST的IFO时虽然也能顺利起动，但在低速运转时燃烧较为粗暴，气缸内有较严重的敲击声。说明书也不推荐用中间燃料油作低负荷运转。
3. 滑油的消耗：PC机为筒式活塞，活塞的冷却和汽缸壁的润滑采用震荡飞溅方式，一部分滑油在气缸内消耗，所以主滑油的耗量较大。滑油的耗量随主机转速的增加呈非线性增长。一般耗油率在1.5~2g/kwh，即24小时消耗300~400L。在接近吊缸检修周期时，还会有明显的增加，甚至接近500L日耗。
4. 滑油的管理和监测（第四部分专题论述）。
5. 冷却水的处理及温度控制：针对机型结构紧凑、负荷较高、冷却腔室较狭小的特点，要保证有一个良好的冷却水循环，冷却水的处理决不可掉以轻心。否则一旦产生严重的水沟和泥渣，堵塞冷却水通道，后果十分难堪。对冷却水的温度控制要求也较严格，NKK的服务工程师曾要求我们将出口温度由77℃提高到79℃。
6. 排烟温度的差异：该机型左右两边气缸的排烟温度有较大的偏差。左边#1~#8缸排温均低于右边#9~#16缸约20~30℃。这是由于排烟的流向及排温热电偶设置的位置造成的，如图一所示。空冷器出口处的温度左右两边也有差异，这也是因为左右空冷器的增压空气流向不同。因此，在控制进气温度时，左边比右边高3~4℃为好。


图一
对于各缸排烟温度的偏差，据日本NKK的服务工程师介绍，有一定的偏差不必介意，过大可作适当调整。
7. 有头的选用：PC2-5V机型配置了两种规格的油头，喷孔直径0.55mm的“小油头”，和直径0.65mm的“大油头”。如主机常在65%额定负荷下运转（即110r/min以下），则应选用小油头。
8. 临界转速：此机型没注明临界转速。据有资料介绍，临界转速大约在主机转速70~80r/min左右的低转速中。因港内微速也远远超过这个转速，所以感觉不出临界转速，在操纵上比较自如。
9. 保护系统：设有主滑油、减速齿轮滑油低压及超速的自动停车保护;有运转方向，换向起动及车钟的联锁；还设置了主机最大油门负荷限制，应急停车和燃油切断装置。
三、日常的维护、保养
为了保证主机具有良好的运转工况，避免和减少故障发生，16PC2-5V机型的维护、保养工作应严格按照说明书的规定，实行周期性的巡回检修保养制度，这样才能使管理人员处于一个积极主动的地位。而不是等故障发生了，再去查原因、搞维修，弄得很被动。因为有些部件一过检修周期，工况就会恶化，甚至出现故障。所以说，“预防检修”在此有更深刻更积极的涵义。
1排气阀的定期维护
在日常的维护保养工作中，排气阀的定期换备、清洁、研磨、检查等维修工作可谓是首当其冲的。因排气阀数量多，工作条件恶劣、故障的几率高、检修周期短，对发动机的运转工况影响大。说明书中规定排气阀的检修周期为2500小时。但由于部件的“老化”程度，气缸燃烧状况的好坏，使用功率的大小，燃油品质的优劣，以及排气阀检修质量的高低等因素，都将影响排气阀的使用寿命。因此，现已将检修周期定位1500小时，（原外籍船员的原始检修记录表明，排气阀的检修都在1000~1500h之内）。实践也进一步证明，这个检修周期时必要的，在近一年多的运行中，有过个别排气阀1300和1700小时出现故障的记录。
排气阀的检修工作是一项较为认真、细致的工作。排气阀壳自缸头拔出后，缸头上的排气阀孔内必须进行较为彻底的清洁，尤其与法克结合的斜面，要进行较好的研磨，这项工作决不能忽视，否则会带来严重后果。笔者曾经历过因忽视结合面的研磨、清洁，而致使此接触面被燃气吹蚀，造成两个缸头报废的严重过失，这不能不说是一个昂贵的教训。在排气阀安装过程中，要注明两个接触面的清洁，以保证安装妥帖。
排气阀清洁、研磨的检修质量，将直接影响到排气阀的使用寿命，具体要求如图二所示。 排气阀上的旋阀机构对排气阀的工作寿命也有较大影响，运行中要经常检查，每次检修都必须拆检，换新磨损的元件。
2、喷油设备的维护、调整
喷油器的工作状况直接影响到气缸的燃烧工况和发动机的运转情况，因此，同样必须严格按照规定的检修周期进行崩牙，拆检。试泵雾化不良的喷油器油头必须换新。但油头针阀偶件不允许研磨后重新使用，可送专业厂家进行接卸切屑加工，以保证油头的加工质量。在喷油器的换备安装过程中，高压油泵的压盖螺丝必须按照说明书的顺序（如图三所示） 分别进行两到三次逐渐收紧，使压盖压平，否则会产生漏泄，而使该缸不喷油或少喷油，影响主机的正常运转。当然，如发生此类现象，在主机运行中一般可适当调整压盖螺丝，即能消除故障。
高压油泵为布许式的，所以喷油定时的测定与调整比普通二冲程的阀式油泵为简单。喷油定时的测定采用照光法，定时的调节为升降柱塞法，调节螺母转动1/6圈约调整3/4。
3、增压器的清洗
为使增压器具有良好的工作效率，透平要按规定定期用热的清水清洗。清洗时将增压器转速控制在3200r/min左右，并保持泄水管的畅通。一般冲洗5~10分钟，泄放的残水变清即可。然后保持原转速运行20~30分钟。从冲洗过程中泄放水的脏污程度及冲洗下来的炭粒表明，这项工作十分必要的。
4、平时的检查维护
16PC2-5V机型因其结构复杂，机械振动大，所以平时的检查维护工作较一般二冲程机多。如各系统的捉漏、燃油系统零部件的松脱紧固、震动磨损的修复、固定等等。类似于管理两台大型的辅机。由此可见，平时的检查维护工作较为琐碎繁杂，需勤于动手。
四、滑油的管理
众说周知，四冲程机为筒式活塞，滑油参与了活塞的冷却和气缸的润滑，气缸内的燃烧气体和燃烧产物难免要进入曲轴箱而污染滑油，再加上大功率主机如燃用高硫分劣质中间燃料油，产生的酸性物质又需碱性滑油去中和，因此，大功率中速机对滑油及滑油的管理提出了较高的要求。目前国际上品质优良的适合大功率中速机使用的高碱性滑油已发展了多种。我们已先后使用过GENERAL GEMICOMARINE SD404; ESSO EXXMAR40TP40; MOBIL GARD442。这三种牌号的滑油在经过混合试验后，我们依次混合使用，没发现不良迹象，这三种油的TBN（Total Base Nummrer）均在40mgKOH/g左右，粘度为SAE40,它们的分散性和抗乳化性能也均较好。
在滑油的管理上，针对机型的特征，主要要做好两项工作，滑油的化验监测和滑油的净化处理。
1、 滑油的化验监测
滑油的定期化验对大功率中速机来说尤为显得重要。因为滑油的工作条件较低速机恶劣，工作要求却较低速机为高。尤其在滑油的分散性、清净性和抗乳化性能方面有较高的要求。燃用高硫分IFO时，对TBN又有特殊的要求。虽然优质的专用滑油在性能上给予了一定的保证，但在使用中如管理部当或某些故障因素的作用，都会使滑油性能恶化，而带来不良后果。通过定期化验，我们可以及时掌握滑油的各项性能指标，必要时进行调整和处理。同时还能从中分析发动机的工作状况，发现问题及时纠正。16PC2-5V机型对滑油的TBN值有明确规定，则TBN必须大于在汽缸润滑中有足够的碱性去中和燃烧产物中的酸性物质，并且对滑油的分散性也是一个良好的保证。原始资料表明：发动机正常运行中，TBN一般在23~24之间。由于我局化验室不能提供TBN值，加之远洋船又很难及时在港取样化验，笔者曾用SHELL ADC OILPRINT ANALYSIS试纸和船上遗留药品进行过多次TBN现场定性化验。结果TBN值均大于20.笔者还曾分别取样于燃用国产混合油，燃用高硫分IFO时主循环油柜补油前和补油后，在美国送样化验，进行三个油样的比较，TBN也均在23~24左右，没有什么新的发现。
对于TBN的控制，除了使主机具有良好的运行参数以外，特别要注意控制好扫气温度和冷却水温度，及时适量地补充新油不失为一项良好的管理措施。
滑油的化验监测还能对我们的管理工作带来一些意外的帮助，为分析某些设备上的故障隐患提供依据。从前几年的原始化验报告和我们在美国的化验报告中可以看出，国外的滑油化验项目很多，不仅仅局限于年度，闪点，TBN值，正庚烷不溶值、水分、灰分等相当大一部分项目为各种金属和非金属元素的微量含量，PPM值。如铁、铜、锡、铅、铝、铬、镊、硅•••及钙、磷、锌、镁、钡等。因前一部分的元素含量主要反映发动机的磨损程度，后一部分的元素含量主要反映滑油添加剂的变化程度。所以，这些元素含量的变化有助于我们分析发动机的整个运转情况，发现存在的问题。入港套磨损，铬、铁、硅的含量必然偏高；轴瓦磨损，铜、铅、锡的含量会上升。
2、 滑油的净化处理
筒式柴油机的滑油中必然要混入气缸内的燃烧产物和缸套的磨损物质，冷却水也较容易漏入曲轴箱。因此，滑油的净化、分离工作成为滑油的主要日常管理工作，几乎每时每刻都在进行。否则容易造成滤器堵塞，部件磨损，影响发动机的正常运转。
滑油的净化处理主要是靠分油机的分离净化。但在管理初期，虽然我们用两台分油机交替着连续不断地工作，但化验结果总是不尽人意。正庚烷不溶值高达5%，回收滤器脏堵周期仅两三天，几乎影响自清滤器的正常工作。为了提高净化效果，我们使用两台分油机同时投入工作，终于使正庚烷不溶值控制在2%，原始记录也表明：原外籍船员管理时，也是使用两台分油机同时工作的，摒除星期日以外，每天清洗分油机。
滑油的净化处理其次是靠滤器的作用。该机配置了BOLL型全自动反冲式自清滤器，并附有一个回收装置。在发动机运行中，要对该滤器进行严密监视，记录每班的冲洗次数。一般日冲洗数在十次以内。同时还要注意回收装置的工作情况，及时更换脏堵饱和的纸质滤芯，（纸质滤芯的工作周期一般在8~10天左右，更换滤芯在发动机运行中能顺利进行）。否则会影响自清滤器的正常工作。当自清滤器冲洗数明显上升时，则应及时换备、清洗滤器的烛型滤芯。
对滑油的净化情况，也可以使用SHELL ADC OILPRINT ANALYSI试纸在现场进行污浊度和分散性的试验。多次试验结果表明：污浊度和分散性均为良好转台，令人满意。
另外，在滑油的日常管理中，对滑油的耗量也必须严格监视，过多过少都不正常，滑油的耗量太多，除油可能漏泄和分油机跑油外，往往是个别气缸磨损过度，活塞环气密不好，刮油环效果变差，气缸内消耗太多。这种现象一般多见于吊缸周期。滑油消耗过少，也必须查明原因，很有可能滑油中有水分混入，造成虚假现象。水分多数来自分油机。笔者曾两次经历过因分油机故障而使水封水漏入滑油系统。正常的滑油消耗和定时定量地补充新油也是使TBN值保持相对稳定的良好方法。
五、常见故障
排气阀烧蚀16PC2-5V型机的一个常见故障。故障现象主要表现为该港排温持续上升，上升速度一般为每班3~5℃不等。根据此现象再结合该缸排气阀检修周期记录及旋阀器的工作状况，可作出分析判断。排气阀一旦故障应立即停车，换备排气阀。如条件不允许停车，则应立即将该缸高压油泵齿条减少五格左右控制好排温，作减负荷运行。但要求在48小时以内进行停车换备。换下的被烧蚀的排气阀只能作报废处理。因该阀的阀线处已被10Mpa左右的燃气吹蚀形成了一个空洞。（如图四所示）
主机在作长期远洋运行后减速停车时，个别高压油泵齿条有时会因脏污而卡阻，现该缸排温不仅不下降，反而上升，主机停不了车的情况。因此在长期运行减速时，应操纵缓慢，并密切注意各缸排温变化，一旦出现异常，立即进行处理，一面出现被动局面。
在近两年多的运行中，缸套水进出口法兰处的床垫破损过数次，造成冷却水四处喷射，主机不得不停车抢修的局面。究其原因，主要是床垫用材不当。橡胶床垫日久老化，法兰压不紧，被高压高温冷却水吹损。将床垫换用高压石棉橡胶板，安装时最好单面涂点密封胶，情况大为改观。

说明：同样遗憾的是粘帖的结构图不能复制到本文中，对论述的理解大打折扣。