TBD620V12型柴油機冷卻系統改進性研究分析

王建明，王 錚

(91663部隊，山東 青島 266012)

TBD620V12型柴油機冷卻系統改進性研究分析

王建明，王 錚

(91663部隊，山東 青島 266012)

針對TBD620V12型柴油機潤滑不良的問題，通過分析其運行過程中原理、性能參數，得出潤滑不良的主要原因是冷卻效果不佳而造成潤滑油溫度升高、黏度下降，并提出相應的解決方法。

柴油機；冷卻系統；改進方法

TBD620V12型發動機是大功率、4沖程、水冷柴油機，具有廢氣渦輪增壓及進氣冷卻等特點，該柴油機目前裝配在某型艦用于柴油發電機組。該設備在使用過程中由于受環境條件等方面的影響，普遍存在冷卻系統冷卻效果不佳，造成滑油溫度升高，黏度下降，導致潤滑不良，在運行過程中存在故障隱患。針對TBD620V12型柴油機滑油溫度高這一現象，從原理、性能參數等方面進行了分析并提出了相應的解決方法。

1 TBD620V12型柴油機潤滑冷卻系統

TBD620V12型柴油機冷卻系統由淡水泵、海水泵、熱交換器、節溫器組成。采用R-K雙循環冷卻系統，即增壓空氣由海水冷卻，由淡水和海水2個不同的循環組成。淡水泵把從熱交換器中吸入的淡水壓送入滑油冷卻器、增壓器軸承座、機體和汽缸蓋，然后經節溫器回到熱交換器或直接回到淡水泵進口；海水泵把吸入的海水壓送入空氣冷卻器，而后進入熱交換器再經海水節溫器回到大海或直接回到海水泵進口。

淡水泵是保證柴油機內冷卻水的循環；海水泵是為柴油機、發電機和罩類風機提供足夠量的冷卻海水，以保證機組的正常工作；節溫器是柴油機冷卻系統的自動調溫裝置，開啟溫度范圍為75～82 ℃，可根據柴油機的淡水溫度，自動調節淡水是否經過熱交換器以及進入熱交換器的水量，使柴油機在髙、低負荷工作時，淡水的溫度保持在較好的狀態；熱交換器可以使柴油機的淡水溫度保持在規定的范圍內，防止機件溫度過高，保證柴油機的正常運轉。

潤滑系統通過齒輪式滑油泵從油底殼經吸油管吸入滑油，通過滑油冷卻器、滑油濾清器，進入主油道，滑油冷卻器由柴油機內循環的淡水對滑油進行冷卻，在滿負荷(1 000 kW)工作時，滑油冷卻器前溫度約100 ℃，經冷卻器后滑油溫度應≦90 ℃，然后向所有需要供油的潤滑點和活塞冷卻器噴嘴供油，完成各部位的潤滑。

2 TBD620V12型柴油機滑油溫度高原因分析

TBD620V12型柴油機的特點是可載負荷大，某型艦由于是全封閉式艦體，受環境溫度的影響,天氣炎熱時空調冷水機組等輔助設備啟動較頻繁，導致發電機承受的負載加大，長時間工作，就使得機器本體溫度升高，滑油溫度也相應升高。滑油的冷卻主要是通過節溫器控制淡水水量經滑油冷卻器進行冷卻。一方面受節溫器開啟溫度(75～82 ℃)的限制，當淡水溫度在75～82 ℃范圍時，由于節溫器未能完全開啟，經過滑油冷卻器的水量有限，冷卻效果不佳，會造成滑油溫度升高；另一方面由于滑油冷卻器容量較小，經過滑油冷卻器的淡水未能對滑油進行充分冷卻，使得滑油和淡水溫度相差較大，也會造成滑油溫度升高。例如：表1中為1#柴油發電機實際使用過程中部分工況下參數記錄。從記錄數據看，在發電機負荷為650 kW左右時，淡水溫度78 ℃，此時，節溫器未完全開啟，由于淡水經過滑油冷卻器的水量有限，使得冷卻效果不佳，滑油溫度達到91 ℃，超出設備規定參數性能指標(滿負荷1 000 kW時，經冷卻器后滑油出口溫度≦90 ℃)，滑油和淡水溫度相差13 ℃，主要是由于受滑油冷卻器容量限制，經過滑油冷卻器的淡水不能對滑油進行充分冷卻。

表1 柴油發電機實際使用過程中部分工況下參數記錄表

在高負荷下滑油溫度長時間處于高溫狀態，就使得滑油黏度逐漸降低，油膜不易形成，造成各摩擦面磨損加劇，將會給設備的安全運行帶來不可預知的故障隱患。

3 解決方法

針對這一現象，在海上航行過程中，為確保柴油發電機組的可靠運行，只有通過頻繁更換滑油以避免故障的發生。通過對滑油黏度監測分析化驗，通常在設備工作約200 h左右時滑油黏度明顯降低，就需對滑油進行更換(按照GB 11122所規定的要求TBD620V12型柴油機每工作500 h需更換滑油)。這樣，既造成大量的滑油浪費，經濟損失嚴重，又不能從根本上消除由于潤滑不良帶來的故障隱患。

為了解決這一問題，在實際工作中，通過對TBD620V12型柴油機性能、特點的分析研究，建議采取如下措施來改善由于滑油溫度高，影響設備潤滑的情況發生。

1)更換容量較大的滑油冷卻器，改善淡水對滑油的冷卻效果。

2)調整淡水節溫器開啟溫度范圍，如采用68～75 ℃(現使用的節溫器開啟溫度范圍為75～82 ℃)左右的節溫器，通過降低淡水溫度控制節溫器的開啟達到對滑油的冷卻效果，或采用可手動調節的節溫器。

3)在不具備上述條件的情況下，可通過在節溫器控制桿上加裝1個螺母用來控制節溫器開啟大小，從而控制淡水經過淡水冷卻器的水量，在滑油溫度高的情況下，可強制打開節溫器，改善滑油的冷卻效果，從表1中記錄數據可以看出，通過調節節溫器，滑油溫度在調節后比調節前有明顯的降低。強制打開節溫器調節時建議在機器運轉并帶一定負荷過程中同時進行。

4)如第3)種方法不明顯，可通過人工去掉節溫器，使淡水全部經過淡水冷卻器對機體和滑油進行冷卻。同時，為避免整機溫度過低，則需要通過調節海水旁通閥的辦法控制海水進機溫度來控制淡水溫度。

通過這樣一些方法，在高溫環境柴油機長時間高負荷運行情況下，可有效提高對柴油機機體、滑油的冷卻效果，使得設備各摩擦副之間達到良好的潤滑，既避免了大量滑油的浪費，又確保了設備安全可靠的運行。另外，針對TBD620V12型柴油機在特殊環境下冷卻系統冷卻效果不佳這一缺陷，結合實際使用過程中摸索出的經驗體會，可對該型柴油機冷卻系統進行改進性研究，從根本上解決這一問題。

Aiming at the ill lubrication of TBD620V12 diesel engine,the fault was found that the poor effect of cooling system usually caused high oil temperature and low viscosity by studying the principle and performance parameters.The corresponding solutions are proposed as well.

diesel engine;cooling system;solutions

王建明(1963-)，男，山西陽城人，高級工程師，碩士，主要從事船舶狀態監測與診斷。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.005

2015-01-12