某型柴油主機輸出功率不足的故障分析與排除

勞子原

摘要：本文介紹了一次主機柴油機故障現(xiàn)象及排除該故障的經(jīng)過，能夠作為船用柴油機管理的典型案例，對于在一般柴油機管理具有一定的指導意義。

關鍵詞：四沖程柴油機;推進器;增壓器;供油量;噴油器;供油提前角;中冷器。

引言

本文介紹了一次主機柴油機故障現(xiàn)象及排除該故障的經(jīng)過，能夠作為船用柴油機管理的典型案例，對于在一般柴油機管理具有一定的指導意義。

1故障現(xiàn)象及經(jīng)過

1.1故障現(xiàn)象

在航行狀態(tài)下，主機轉(zhuǎn)速接近600 rpm時，排氣溫度達到最高允許溫度580℃（該主機為8L20/27型四沖程柴油機，額定轉(zhuǎn)速為1000rpm），且排氣煙色濃黑。

1.2故障經(jīng)過

某船在航行途中，推進器被漁網(wǎng)纏繞，輪機值更員發(fā)現(xiàn)柴油主機負荷突增，排氣總管溫度過高，增壓器前排氣溫度超過580℃允許極限值，主機出現(xiàn)敲缸聲。考慮到在當時風浪較大的海況下停機清除纏繞物沒有安全保障，該船采取降速措施，繼續(xù)航行約20小時到達目的港后，清除推進器纏繞物，之后進行碼頭系泊試車時，發(fā)現(xiàn)主機空車時（試驗轉(zhuǎn)速從420至980rpm），運轉(zhuǎn)基本正常，排氣煙色正常，但帶漿運行時，當轉(zhuǎn)速逐漸增加至480rpm時，總管排氣溫度達到580℃，排氣煙色持續(xù)濃黑且排氣壓力明顯不足。進行海上試航時，當主機轉(zhuǎn)速接近600rpm時，總管排氣溫度達到580℃，排氣煙色濃黑且排氣壓力不足。再增加柴油機供油量，轉(zhuǎn)速增加不明顯，柴油機不能達到應有的轉(zhuǎn)速，輸出功率也明顯不足。

2故障分析與排除

該柴油帶漿工作達不到應有的轉(zhuǎn)速，且排氣冒黑煙，可見，柴油在氣缸內(nèi)燃燒條件變差，燃燒不完善。造成這種情況的因素，除了超負荷外，通常主要有兩大方面：進排氣系統(tǒng)方面的原因和燃油系統(tǒng)方面的原因。由于推進器的纏繞物已清除且主機盤車檢查并無異常，潛水員在清除推進器的纏繞物的同時，也檢查了舷外水線下船體情況，海生附著物在船殼上滋生并不嚴重，由此可推斷，柴油機的故障現(xiàn)象不是由超負荷引起的。為此，應重點從燃油系統(tǒng)及進排氣系統(tǒng)方面進行檢查。

2.1燃油系統(tǒng)

2.1.1在帶負荷情況下檢查各缸供油量：在系泊轉(zhuǎn)速為480rpm及航行狀態(tài)下轉(zhuǎn)速為600rpm時，各缸排氣溫度相差不大，爆炸壓力相差也不明顯，從檢爆閥查看燃燒情況，都有一定程度的燃燒不完善情況。各缸供油量直觀上相差不明顯。

2.1.2檢查供油提前角，發(fā)現(xiàn)八個缸全部在正常范圍之內(nèi)。

2.1.3拆檢全部八個缸噴油器，在噴油器試驗臺上檢查，噴油器狀態(tài)正常，沒有發(fā)現(xiàn)噴咀有滴油或霧化不良現(xiàn)象。

從上面幾個檢查內(nèi)容來分析，初步判斷，燃油系統(tǒng)方面的因素不是柴油機故障的決定性因素。

2.2進排氣系統(tǒng)

2.2.1檢查增壓器吸氣濾網(wǎng)，比較清潔。

2.2.2拆檢中冷器，沒有臟堵現(xiàn)象。冷卻水系統(tǒng)工作也正常。

2.2.3檢查增壓器。試車時，無異常振動及聲響；停車拆檢，發(fā)現(xiàn)廢氣渦輪噴咀處積碳不多，盤動增壓器轉(zhuǎn)子，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，慣性正常，無異?？小?/p>

2.2.4考慮到柴油機曾在推進器被漁網(wǎng)纏繞且大風浪航行的情況下工作了近20小時，在這種極易超負荷的工況下運行，容易對燃燒室組件產(chǎn)生不利的影響，組織輪機人員對主機再進行一次試車，經(jīng)反復檢查，發(fā)現(xiàn)第三缸存在疑似氣閥漏氣的聲音。經(jīng)拆缸蓋檢查，發(fā)現(xiàn)該缸排氣閥座有燒痕。

更換該缸排氣閥座并研磨達到密封要求后，回裝氣缸蓋，試車，主機恢復正常。

3一點體會

通常，多缸柴油機如果僅有一個缸燃燒不良，會造成柴油機排氣冒黑煙，但冒黑煙一般是周期性的（四沖程柴油機通常每轉(zhuǎn)兩圈會出現(xiàn)一次冒黑煙），整臺柴油機的輸出功率會有一定程度的下降，但不應出現(xiàn)像本案例中的輸出功率大幅下降。在本故障案例中，由于柴油機第三缸排氣閥關不嚴，除了引起該缸進氣不足、排氣不盡、壓縮壓力不足，燃燒不良從而導致單缸輸出功率不足之外，更關鍵的是，由于該缸不按配氣定時的排氣漏泄，干擾了其它氣缸的正常排氣，對增壓器的運行也造成了干擾，致使增壓器吸入新鮮空氣量減少，從而影響到其它各缸的進氣量，造成整機燃燒不良，導致整機的性能大幅下降。在外觀上也就出現(xiàn)了帶負荷工作時大量持續(xù)的排氣冒黑煙、各缸都出現(xiàn)燃燒不良的情況。

對于柴油機空車運行時外觀基本正常的原因，筆者認為，在空車運行時，由于負荷輕，供油量小，氣缸內(nèi)壓力小，因而第三缸漏泄也相對較輕，對其它缸的影響出相對較小，所以主機能加速到較高轉(zhuǎn)速，排氣煙色也基本正常。

本次故障排除過程船上輪機操作管理人員能正確分析故障原因，采用排除的方法，逐步排除產(chǎn)生故障的原因，最后找到正確的方法，本文的案例對船用柴油機操作使用及管理具有普遍性意義，有一定的知道和啟迪作用。