某船采用燃气轮机/柴油机交替运行的双轴双桨柴燃联合动力装置。燃气轮机输入端在两调距桨轴内侧，齿轮箱的前端。巡航柴油机输入端在两调距内侧，齿轮箱后端。齿轮箱输出的功率通过轴系传到调距桨上，其输出端设有主推力轴承，用来承受螺旋桨推力。

液压动力头是齿轮箱液压海水系统的重要设备，该动力头是斜轴式定量动力头，在压力油的推动下使其轴转动,带动海水泵工作。其共有7个柱塞，3或4个缸体孔位于压力侧的配流腰形孔处，而另外4或3个则在回油侧腰形孔处。压力油从配流盘腰形孔口进入动力头，推动柱塞在缸体内前后运动。这种运动由输出轴的柱塞球铰转化为旋转运动。缸体因柱塞而一起转动，并在输出轴产生转矩。当该柱塞随缸体转到回油侧腰形孔的位置，回油流出回到系统中，完成一个循环。液压动力头示意图如图1所示。

图1 液压动力头示意图

在液压动力头运转时，其7个油腔随着吸油和排油的过程，油腔的容积是变化的。当吸油时油腔敞开，容积变大，让液压油可以流进来；过了吸油区后油腔则关闭，以阻止液压油回流；到了压油区后油腔又敞开，容积变小，把液压油挤压出去。在液压动力头吸油和压油循环中，配流盘和缸体之间及中心连杆内孔中有一小部分油会泄漏出来，泄漏的油流入动力头前端圆锥滚子轴承，对轴承进行润滑。动力头的泄漏量与出厂时的容积效率有关，容积效率越高，泄漏量越小，泄漏油量能满足轴承的润滑要求。

1 故障现象及勘验

2021年5月，某船在航行过程中，发现左舷齿轮箱海水液压系统在运转工作时，海水泵因水压低报警。海水压力从0.15 MPa瞬间降低至0，海水泵泵轴无转速，且有较明显的烧焦味道。

在第一次故障之后，为防止因海水泵轴系问题导致液压动力头损坏，现场人员更换了海水泵泵轴总成，此时液压动力头海水泵组件为第二台动力头更换了新泵轴总成的状态。

对总成进行更换后，该船又一次航行，在航行过程中再次出现变量泵出口压力由11.0 MPa升高至18.1 MPa、同时海水泵出口压力由0.159 MPa降为0的现象。现场人员查看后发现，海水泵轴无转速，海水泵无法正常输出海水。由于系统现象与第一次相同，可认为此时系统发生了同类型故障。

在该故障发生后，现场人员对整套液压动力头海水泵组件进行了整体更换，同时加强了对液压动力头壳体温度的检测，系统运行一段时间后，动力头壳体温度瞬间由108 ℃升高到130 ℃，为避免再次发生类似故障，现场决定紧急停机并使用应急海水对系统进行冷却，确保航次的正常运行。

通过分析得出可能造成该现象的原因，并对各原因进行勘验及核实，结论如下。

1)液压动力头内部部件结构尺寸超差。通过检查发现，该船在近期运转时，液压动力头未有明显异响，全部分解液压动力头，经检查测量，液压动力头内部部件结构尺寸未有超差现象，并未发现动力头内部零部件有加工制造等缺陷，且动力头装配也并无异常。因此排除了由于液压动力头结构尺寸超差，导致运转异常，破坏轴承的可能性。

2)液压动力头出口管路脏堵。通过检查发现液压动力头出口管路正常，无卡滞及脏堵现象。因此排除由于液压动力头出口脏堵，导致系统循环油不畅通，轴承工作环境滑油温度过高，引起轴承烧损的可能性。

3)液压动力头工作油清洁度严重超标。对左舷变量泵内部及右舷油舱油液进行取样，左舷变量泵内部油品等级为ISO4406 22/20/15，右舷滑油系统油品等级为ISO4406 22/20/17，稍高出样本油品清洁度等级要求ISO4406 19/17/14， 液压动力头工作油清洁度符合要求，排除系统进口液压油清洁度严重超标、油内杂质过多引起轴承研磨以至烧损的可能性。

4)液压动力头进口油品含气量与动力头不匹配。为验证液压动力头进口油品含气量，在设备上重新换装新的液压动力头。 因液压动力头进口液压油取样困难，故现场对其泄油口进行了油品的取样。使新动力头安装后进行低速运转并充分排气，1 h之后打开动力头泄油管路发现大量乳白色油液。对螺杆泵出口油液进行取样，油液静置30 min以上，液面上依旧可看见大量气泡，证明油液中不溶解的空气含量较大。因此确定了由于油样中含有大量气泡，进入液压动力头内的滑油量不充分，使轴承高速运转时，局部温度上升过快，造成轴承损坏，海水压力瞬间下降至报警。

2 故障原因分析

该类型船海水冷却系统滑油机构为闭式结构，造成大量气泡的原因为：在机器运转前，未对海水液压系统进行注油及排气。如系统运行前对变量泵及液压动力头均进行了注油、排气等过程，此时闭式系统运行时内部为充满油或充满大量油的状态，整个系统可正常运转，随着泵及动力头的泄漏，补油泵将滑油系统内滑油补充到系统内，使泵的输出流量保持恒定。在这个补油的过程中，如果滑油系统内部滑油含气量过大，补油泵将会把气体带入到闭式系统中运行，造成循环系统气体含量过大。动力头在含气量超标的情况下运行，气泡会破坏配油盘及缸体之间摩擦副的油膜，一是造成配油盘与缸体之间缺油，进而摩擦副增大，导致高温现象；二是直接造成动力头油腔泄漏量减小，对轴承润滑不足，致使轴承局部高温烧毁。轴承烧损后，导致动力头失去工作功效，造成海水液压泵无动力输入，海水系统水压瞬间降低至报警点直到压力为零。

3 故障排除

1)液压动力头更换。由于对液压动力头精度要求较高，重新匹配零件需较长时间，现场不具备精确安装的条件。为保障该船机动性，对液压动力头进行更换。

2)胶管更换。液压动力头输入输出胶管老化，对连接胶管进行更换。

3)其它零部件修理。①更换液压动力头接口密封圈；②更换海水泵接口密封圈；③对液压动力头卸油管进行修磨保养。

通过以上处理，不仅保证了液压动力头使用可靠性，而且对该侧的海水液压系统进行了保养。

该船在修理后，分别进行了陆地系泊试验、海上系泊试验、海上航行试验，海水液压系统工作正常，运行过程中无异响、无漏油等故障发生。

对该船右舷液压海水系统进行相同的检查，对滑油系统气体进行排放并充油，对整个滑油系统完成保养，确保该船主减速齿轮箱运转的机动性。