预防船舶机电设备故障专项行动进行时丨案例分析72——起动马达及飞轮齿圈损坏

亲爱的船员朋友们，大家好！今天我们要聊一个可能平时不太起眼，但却关系到船舶“心脏”健康的部件——起动马达和飞轮齿圈。

事件回顾

2024年7月X日上午，武汉海事局工业港执法大队执法人员对任务船舶“B”轮进行安检时，结合预防船舶机电设备故障专项行动，对船舶主机进行测试。经检查，该船右侧主机起动失败。当询问该船轮机长时，轮机长回应称：“这台主机最近经常这样，时好时坏的！需要多试几次！”

基本信息

故障概况

1、在起动右主机的过程中，观察到起动气瓶内的压力为1.5Mpa，经过减压阀的调节后，压力稳定至0.6Mpa，此数值符合预设的起动压力要求。

2、检查空气滤器时，确认其内部无明显污垢，同时发现气体管路存在轻微脏堵现象，但此情况并不影响主机的正常起动。

3、气瓶在放残过程中产生了大量的油水，然而，在检查电磁阀动作情况时，确认其可以正常动作，初步判断，电磁阀功能未受影响。

4、起动主机时，驱动齿轮与主机飞轮端有异响，经检查，确认该主机气动起动马达与飞轮端齿轮的啮合部位存在小范围崩裂现象，这是导致主机起动不稳定的主要原因。

什么是起动马达？

目前应用在船舶领域的中速柴油机来说，起动方式主要有两种，一种是起动马达方式，另外一种是缸头分配器方式，两种起动方式都是需要外界的空气瓶提供3MPa的高压空气。对于欧洲品牌的柴油机，例如德国的MAN、芬兰的瓦锡兰、日本品牌的洋马以及国内柴油机厂家生产的中速机来说，起动方式都采用的是起动马达方式，而日本的新泻、大发柴油机采用的是缸头分配器方式。

工作原理

起动马达具有应用广泛，结构简单、操作方便、维修容易、成本低等特点，目前被广泛应用于船用中速柴油机上，该船所用气起动马达为烟台卡伦特AST825，这种起动装置是一种透平形式的马达，通过里面的活塞驱动小齿圈，从而带动柴油机转动。当然这种起动装置还包含减压阀、起动电磁阀等设备。当起动电磁阀打开时，外界供给的3MPa高压空气经过自身配置的减压阀，将空气压力减小到1MPa左右，空气通过旁通管路流入起动马达的传动箱内，带动小齿轮缓慢伸出，与飞轮齿圈啮合，当完全啮合后，主回路的高压空气开始进入起动马达内部，驱动内部的活塞，通过活塞驱动内部的透平叶轮带动小齿轮转动，小齿轮再带动啮合的飞轮齿圈，从而帮助柴油机起动成功。在柴油机转速大于150rpm/sec时，电磁阀门关闭，小齿轮自动缩回。

问题来了它们为何会损坏？

故障发生的常见原因

reason

1、柴油机正确的起动程序应该是单次起动，如果起动失败，应在柴油机尚未停止转动前，禁止第二次或者连续起动，必须等到柴油机完全停止转动后，方可进行下一次的起动，否则起动马达的小齿轮或者飞轮齿圈有可能被损坏。

由于操作人员疏忽，比较常见的问题就是连续起动。当第一次起动失败后，由于紧张因素，不由自主地进行了再次起动操作，此时柴油机尚未完全停止转动，起动马达的小齿轮再次转动伸出，与还未停止旋转的飞轮齿圈啮合比较困难，在这种不利因素的情况下，极易导致飞轮齿圈及起动马达损坏。由于飞轮齿圈相对起动马达齿轮硬度较软，在出现很难啮合的情况下，大多时候都是飞轮齿圈先损坏。

2、在起动马达不带负荷，转速较高的情况下，如连续转动大于6秒以上，此时马达内部因超时高速运转，润滑条件降低，油膜层损坏，形成干摩擦产生高温，从而可能导致起动马达的小活塞缸因润滑不良而出现磨损等故障。在飞轮齿圈或者起动马达已经受损的情况下，还在继续运行，从而导致飞轮齿圈或者起动马达出现更严重的故障。

3、压缩空气质量的好坏，也是一个重要因素，如空气中含有水分，长期侵蚀起动系统，或者空气不干净，某些细小的颗粒灰尘进入起动马达中的电磁阀，引起电磁阀无法关闭等故障，从而导致起动马达发生故障。

4、柴油机的整体质量是靠每个零部件的规范加工、装配来保证的。可能因为一个小小失误，也会影响到整体的运行。所以应该严格按照技术要求保证零部件的加工过程，以及装配过程，从而减少事故的发生。

啮合间隙过小：若因操作失误，或因起动马达原因，致使马达工作时间过长、转速升高。此时可能会因啮合间隙小、高速磨擦产生的热膨胀作用，使齿间无间隙或过盈，而将起动马达小齿轮在飞轮齿圈中向外挤压时受损，导致发生故障。

啮合间隙过大：如果啮合间隙过大，随着频率的加大，润滑效果变差，甚至出现了干磨擦，此时对齿圈的损伤就很大。如果齿圈硬度低于标准时，会因间隙过大，在啮合过程中主动齿顶对齿圈表面刮擦损伤将会加大，加上之间的间隙过大时，会产生齿轮挤顶现象，此时的操作，将会导致马达和齿圈双双损坏的严重后果。

日常管理

因气动起动马达的可靠性高、故障率低，好多船员对其使用很熟悉，但对它的内部结构和工作原理很陌生，一但出现问题往往手忙脚乱。所以建议船上对气动马达的易损件配备一套备用，万一出现故障，可以放心的拆检更换。（建议备件：起动电磁阀、轴向主起动阀、预啮合活塞的相关密封圈、传动机构的轴承）日常使用时，要注意压缩空气的质量，尽量放残，保持空气干燥。保持合适的起动空气压力，如果发现压力过高，及时调节减压阀。每次起动时，注意倾听起动马达的声音，发现异常及时检查，以免出现更严重的机损事故。

  相关要求：

《内河船舶法定检验技术规则》（2011）

第四章4.3.1.1（6）：确认主推进装置，包括主推进机械、齿轮传动装置和轴系等，以及为主推进装置服务的泵和管路系统得到维护保养，处于良好工作状态。

来源：长江海事发布

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