船用柴油機(jī)常見故障分析與排除

黃佐龍

摘 要：對于船只來講，柴油機(jī)的存在意義非常重大，它的運行狀況關(guān)乎到船只整體運作情況，因此只有積極開展柴油機(jī)故障測試和分析工作，才能夠保證它們一直處在良好的運作狀態(tài)中，進(jìn)而幫助我們更好的提升設(shè)備維修品質(zhì)。最近幾年，我們國家的經(jīng)濟(jì)取得了顯著的成就，此時綜合國力以及科技水平都有所提升，與之相關(guān)的船只柴油機(jī)的故障診斷技術(shù)也有了顯著的發(fā)展，這種進(jìn)步不但能夠帶動國家的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，同時還能夠為廣大群眾創(chuàng)造更多的福利。筆者在這個前提之下，具體闡述了常見的幾類柴油機(jī)問題以及問題的形成原因和應(yīng)對方法等。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；故障維修；船舶

中圖分類號：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）05-0134-02

Abstract： For ships， the existence of diesel engine is of great significance， its operating conditions related to the overall operation of the ship， so we must actively carry out diesel engine fault testing and analysis work， in order to ensure that they have been in a good state of operation， and then help us to better improve the quality of equipment maintenance. In recent years， our country's economy has made remarkable achievements， and at this time， the comprehensive national strength and the level of science and technology have been improved， and the related ship diesel engine fault diagnosis technology has also made remarkable development. This kind of progress not only can drive the country's economic progress， but also can create more welfare for the masses. Under this premise， the author elaborates several kinds of common diesel engine problems， the formation reason and the solutions.

Keywords： diesel engine； fault maintenance； ship

如今，在我們國家絕大多數(shù)的船只運行最離不開的部件當(dāng)屬柴油機(jī)了，對此，只有確保柴油機(jī)的運行穩(wěn)定，性能良好才可以確保船只運作正常，才能夠更好地為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。眾所周知，任何設(shè)備在運行一段時間以后都會或多或少的出現(xiàn)一些問題，對于柴油機(jī)來講同樣如此，如果問題出現(xiàn)以后得不到合理的維護(hù)的話，就會使得它的使用時間明顯縮減，嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致設(shè)備報廢。接下來具體闡述出現(xiàn)幾率較高的一些柴油機(jī)問題，比如排煙溫度過高、氣缸套穴蝕、滑動軸承的故障、主機(jī)安全閥故障、主機(jī)“拉缸”。

1 排煙氣溫過高

在實際使用的過程中我們發(fā)現(xiàn)，一些使用年限較久的船只在運行的過程中時常會出現(xiàn)主機(jī)排放的煙氣溫度太高的現(xiàn)象，此時就需要我們認(rèn)真排查是全部的氣缸排放的氣體溫度都非常高還是只有某一個氣缸的溫度過高。進(jìn)而才可以根據(jù)實際情況分析原因制定應(yīng)對策略。假如是全部的氣缸都存在這種問題的話，其原因很有可能在如下幾個方面。第一，透平前格柵和透平葉輪太臟，透平噴嘴堵塞造成進(jìn)氣不暢。第二，鍋爐堵塞導(dǎo)致無法順利排放氣體。第三，因為存在臟污物質(zhì)導(dǎo)致進(jìn)氣不通暢。假如是某個氣缸出現(xiàn)了問題的話，原因有如下幾點。第一，該氣缸的排氣裝置破損，導(dǎo)致氣體泄露。第二，活塞密封不牢固。第三，氣口堵塞導(dǎo)致無法順暢進(jìn)氣。當(dāng)明確問題的具體情況之后，就要開始排查問題原因，以便我們更好的制定應(yīng)對方法。假如是透平存在問題的話，就需要將其拆卸，認(rèn)真清理其前格柵以及葉輪部分，或者是將其中的氣封等零件更換。假如是廢氣鍋爐存在問題的話，就要認(rèn)真清理火管，將其中的雜質(zhì)清理干凈。假如是空冷器的壓差過高的話，就表示空冷器存在問題，此時就需要將設(shè)備運到廠家清理。

2 氣缸套穴蝕

柴油機(jī)工作時，濕式氣缸套外圓表面冷卻壁上產(chǎn)生的不同于一般腐蝕和機(jī)械磨損的局部聚集小孔群腐蝕。氣缸套穴蝕對柴油機(jī)的工作性能和使用壽命造成很大的影響。該問題的形成原因十分復(fù)雜。接下來具體闡述。首先，如果設(shè)備運用開式冷卻法的話，由于冷水的溫度低，加之設(shè)備高速運作的時候受熱不一致，導(dǎo)致活塞等的間隙不一致，進(jìn)而使得缸套的受力不均衡，導(dǎo)致穴蝕問題出現(xiàn)。其次，由于冷水中的雜質(zhì)非常多，導(dǎo)致它的腐蝕性特別強(qiáng)，而強(qiáng)腐蝕同樣會導(dǎo)致穴蝕問題。此外，曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動活塞高速往返運動，在一個往返過程中，活塞對氣缸套產(chǎn)生很大的沖擊，引起氣缸套共振。氣缸套共振時，缸壁的金屬材料在活塞推力的作用下向一側(cè)發(fā)生彈性變形。當(dāng)活塞返回的時候，氣缸壁面層的金屬物質(zhì)就會朝著另外一側(cè)凸起，進(jìn)而導(dǎo)致它的形狀改變。長此以往必然會使得缸壁金屬大面積掉落，進(jìn)而導(dǎo)致穴蝕。應(yīng)對方法。完善冷卻裝置。第一，運用閉式的冷卻方法，能夠確保冷水氣溫恒定，保證了設(shè)備的熱膨脹指數(shù)，能夠避免穴蝕問題出現(xiàn)。不過該方法的缺點是它所需的資金非常多，而且過程較為繁瑣。第二，在冷水流入冷卻腔以前將其軟化，避免腐蝕問題發(fā)生。第三，在缸體外層做好保護(hù)工作。為了避免冷水對缸套造成腐蝕，可以通過鍍鉻、涂尼龍等方法避免腐蝕問題出現(xiàn)。第四，在冷卻水中適當(dāng)?shù)脑黾右恍┛垢g物質(zhì)，最常見的比如乳化油。它會在缸套外層生成保護(hù)層。雖說它的厚度不是很厚，不過卻可以完全阻擋氣泡破裂對缸體造成的負(fù)面沖擊。第五，將設(shè)備供油提前角調(diào)整到到最佳程度，確保每個缸的噴油量相同，保證設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，避免振動，以此來起到防止穴蝕發(fā)生的目的。第六，假如條件許可的話盡量使用長活塞，原因在于短活塞的擺動角非常大，造成活塞傾倒力矩大，活塞與缸壁之間的接觸面積小。較小的接觸面積會加劇氣缸套的震動，加劇穴蝕。如果使用長活塞的話就能夠完全避免上述問題，降低震動現(xiàn)象的發(fā)生幾率。第七，要盡量采用會相組織嚴(yán)密、均勻且石墨形態(tài)好，含Gr，Mo等元素的多元合會鑄鐵或鍛鋼作氣缸套的材料。上述物質(zhì)的機(jī)械能力較高，熱穩(wěn)性能良好，可以顯著提升氣缸套應(yīng)對腐蝕的性能。第八，降低缸套外層的粗糙度，減緩穴蝕產(chǎn)生的進(jìn)程。最后，積極開展冷卻水腔的設(shè)計工作。如果冷卻水流經(jīng)區(qū)域是設(shè)計合理的腔體的話，其速度以及壓力較慢，通常不會出現(xiàn)突然性的改變，只有這樣才可以防止渦流區(qū)出現(xiàn)。endprint

3 滑動軸承問題

對于柴油機(jī)來講，滑動軸承有著極其重要的存在價值，不過目前船只使用的柴油機(jī)的軸承經(jīng)常會出現(xiàn)破損。具體原因有如下幾點。第一，軸承承受的力太大，導(dǎo)致油膜無法均勻存在。第二，設(shè)備工作的時候，軸承承擔(dān)的力過大，而且內(nèi)圈和外圈間的轉(zhuǎn)速非常高。第三，設(shè)備使用過程中頻繁加速，導(dǎo)致它的變頻過大。第四，較差的氣候條件導(dǎo)致潤滑油的質(zhì)量變差。上述原因的存在均會導(dǎo)致軸承質(zhì)量變差，導(dǎo)致其使用時間大大縮短。接下來具體闡述常見的損傷問題。（1）拉毛與擦傷。假如潤滑油中混進(jìn)了質(zhì)地較為堅硬的顆粒物質(zhì)的話，當(dāng)軸承高速旋轉(zhuǎn)的時候，上述物質(zhì)就會導(dǎo)致軸瓦的表層出現(xiàn)溝槽。（2）過度磨損。設(shè)備頻繁啟用或是長久運行、軸承表層不光滑或是平時的維護(hù)工作開展不當(dāng)均會導(dǎo)致磨損變嚴(yán)重。通常來講，過度磨損存在于主軸承的下瓦和十字頭軸承的下瓦。曲柄銷子軸承的上瓦也產(chǎn)生過度磨損。（3）偏磨。假如軸承間的同軸度不符合規(guī)定的話，就會導(dǎo)致部分區(qū)域的壓力聚集到一起，進(jìn)而導(dǎo)致偏磨問題出現(xiàn)。而該問題一般存在于軸瓦的兩側(cè)或是中心區(qū)域。（4）龜裂或疲勞剝落。軸瓦表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋和片狀剝落，假如軸承的疲勞性能不符合規(guī)定或是其承受的壓力太大的話，就會導(dǎo)致軸承表層的受力不一致，部門區(qū)域的應(yīng)力過于聚集，太大的壓力必然會使得合金層出現(xiàn)裂縫；疲勞裂紋向深度發(fā)展，至結(jié)合面附近沿橫向延伸，彼此交接，導(dǎo)致合金層剝落。（5）軸瓦燒熔。對于軸承來講，燒熔造成的影響非常嚴(yán)重。而導(dǎo)致此類問題的原因非常多，比如油膜受損或是軸頸表層的潔凈度太差等。而一旦出現(xiàn)此類問題的話，就會導(dǎo)致軸和瓦接觸到一起，形成干磨現(xiàn)象，最終使得合金被熔化。應(yīng)對方法。假如軸承的破損不是很嚴(yán)重，尚可修復(fù)的話，此時為了防止資源浪費，可以利用多種方法對其修補(bǔ)，比如部門區(qū)域的修刮或是噴涂。假如軸瓦存在不是很嚴(yán)重的脫殼或是腐蝕問題的話，此時可以通過局部修刮法處理。同時，還要做好平時的維護(hù)工作，避免軸承受損。具體的預(yù)防方法有如下幾點。首先，要選擇質(zhì)量優(yōu)良的潤滑油。其次，保證潤滑油供給良好。第三，做好過濾器的養(yǎng)護(hù)工作。第四，降低設(shè)備頻繁啟運率。最后，不定時進(jìn)行軸承的間隙檢查。

4 主機(jī)安全閥故障

當(dāng)柴油機(jī)的氣缸自身的壓力大于安全閥的壓力的時候就容易發(fā)生安全閥跳起的問題。具體原因有三點。第一，設(shè)備的工作壓力大于它的設(shè)定壓力，當(dāng)工況改變的時候，就會導(dǎo)致其內(nèi)的壓力突然上升，導(dǎo)致閥門起跳。第二，閥門的質(zhì)量較差。第三，噴油裝置的品質(zhì)不高。

5 主機(jī)“拉缸”現(xiàn)象

如果主機(jī)的聲音不洪亮，出現(xiàn)噠噠的不正常聲響的話，我們就可以斷定設(shè)備出現(xiàn)了“拉缸”問題。此類問題的形成原因有如下幾點。第一，沒有做好活塞熱處理工作。第二，平時的維護(hù)工作不合理。應(yīng)對方法如下：假如缸套出現(xiàn)了不正常的磨損，并且有嚴(yán)重的劃痕的話，就表示潤滑油系統(tǒng)存在雜質(zhì)，必須第一時間清理。假如活塞的裙部存在擦傷現(xiàn)象的話，必須合理設(shè)計活塞構(gòu)造或是換新。

6 柴油機(jī)故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢研究與分析

經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，必然會帶動科技進(jìn)步，我們堅信在將來針對船只用柴油機(jī)的故障診斷技術(shù)一定會得到更加顯著的發(fā)展。故障機(jī)理的研究將集中在對漸發(fā)故障定量表征的研究上，研究判斷整個系統(tǒng)故障狀態(tài)的指標(biāo)體系及其判斷閾值將是另外一個重要的研究方向。診斷技術(shù)將會更加網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化，今后診斷技術(shù)將會在計算機(jī)以及數(shù)字方面聯(lián)系更加緊密，微波、無線通信、導(dǎo)航、光纖光纜將會與其密不可分。這樣不僅可以減少檢測設(shè)備的投資與投入，還能大大提高系統(tǒng)的利用效率，所以網(wǎng)絡(luò)化將是船用柴油機(jī)故障診斷技術(shù)提高的又一支撐。需要特別指出的是以后的診斷技術(shù)將會更加突出智能化，智能化的診斷系統(tǒng)是依據(jù)數(shù)字處理、分析與故障識別并自動完成，此種技術(shù)減輕了工作量，提高了工作效率，也可以大大提高船舶的在航率。故障診斷專家系統(tǒng)的建立，需要豐富的數(shù)據(jù)知識庫以及詳細(xì)的故障機(jī)理，工程科研人員要在這個技術(shù)瓶頸方面有所突破，將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用于故障診斷的專家系統(tǒng)中，使此系統(tǒng)具備智能化、可以自己組織、自己學(xué)習(xí)、具有一定的聯(lián)想功能，提高系統(tǒng)發(fā)展程度。

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