船用柴油机喷油器常见故障分析

齐秀全

（秦皇岛港股份有限公司船舶分公司，河北秦皇岛 066000）

0 引言

喷油器作为船用柴油机喷射和燃烧系统的关键部件之一，它将高压油泵泵出的高压燃油以雾化状态进入汽缸，实现与压缩空气、燃烧室的良好配合。喷油器不能良好地工作，会导致柴油机燃油消耗增加、输出功率降低以及汽缸内积炭等问题。喷油器头部与高温燃气直接接触，工作条件非常恶劣。因此，在日常维护中需要对喷油器予以特别重视。

1 船用柴油机喷油器结构和工作原理

图1为一般船用柴油机喷油器结构。核心部件是针阀偶件，包括针阀和针阀体。针阀由调压弹簧预紧，高压燃油通过进油道进入喷油器体内，在承压锥面上产生推力。当针阀推力超过调压弹簧的预紧力时，针阀开启，此时高压燃油从喷孔中以雾化的方式喷入汽缸，此时燃油压力即为喷油器阀的开启压力。当作用在承压锥面的推力低于阀开启压力时，针阀关闭，整个雾化过程结束。在喷油器中会有少量的燃油从针阀和针阀体配合面间的缝隙中流出，对针阀体起到润滑作用，然后通过回油道螺栓内孔进入回油管，重新流回燃油箱。

2 喷油器的常见故障分析及维护建议

喷油器的针阀是精密偶件，配合间隙要求精确，一般只有（0.002～0.004）mm。柴油机在长期工作中，很容易积累杂质污垢，并且喷油器的头部直接与高压、高温燃气接触，喷孔内壁受到高压燃油不断冲刷，容易导致喷孔孔径扩大。喷油器常见的故障主要包括：针阀卡死，喷孔直径过大，喷油嘴滴漏，喷油压力不足等，这些故障会导致柴油机出现运转不稳定、输出功率降低、排气管冒黑烟甚至缸内有不连续的噼啪声等状况。根据多年船用柴油机的使用经验，总结出喷油器常见故障的分析判断及相应维护方法。

2.1 喷油器针阀卡死

喷油器针阀在针阀体中卡死时，由于针阀不能及时开启或关闭，会造成某汽缸发火不正常，甚至单缸熄火，柴油机转速下降。若针阀在关闭状态下卡死，柴油机喷射系统内油压会急剧增加，高压油管的脉动强烈，同时高压油泵会发热并伴有异常声响。若针阀在开启状态下卡死，则高压油管无脉动，此时燃油不经过雾化直接喷入汽缸，柴油机会有大量冒黑烟现象。在日常管理中可通过上述迹象加以判断，一般造成针阀卡死的原因主要有4点。

图1 船用柴油机喷油器结构

（1）燃油中含有水分或酸性物质，造成喷油器针阀锈蚀而卡死。

（2）使用含有固体颗粒物杂质的柴油，杂质随着针阀的往复运动堆积在针阀体内壁，造成针阀卡死。

（3）喷油嘴针阀锥面密封不严漏油，引起表面燃烧，喷孔附近积炭严重使针阀卡死。

（4）喷油器与汽缸盖安装孔间的铜垫密封不严或喷油器安装歪斜。在工作中漏气窜油，使喷油嘴局部温度过高造成针阀烧坏、变形而卡死。

针对上述情况，应使用规定标号的清洁柴油，在加油过程中应防止雨雪或大量空气中灰尘混入。同时，注意按时清洗更换燃油滤清器。在喷油器安装过程中应将固定喷油器螺母拧紧，保证铜垫圈平整，不得使用石棉板等材料代替，避免散热不好或起不到密封效果。

在针阀卡死时，可将喷油嘴偶件浸入80℃热柴油中静置15 min左右，取出后用包着软布的手钳夹住针阀尾部慢慢抽出，对其进行清洗研磨，若装入喷油器试验不合格，则应更换喷油嘴偶件。在更换新偶件时，应先将新偶件浸入80℃柴油中10 s左右，使其表面的防锈油彻底溶解，再用清洁柴油清洗，避免在工作时因防锈油溶化使针阀粘住。

2.2 喷孔直径扩大

喷油器工作中喷孔受到高压柴油的不断冲刷，柴油中夹带的杂质使得喷孔磨损、孔径扩大，进而导致喷油器喷油压力降低、喷射距离减小、雾化不良、柴油机冒黑烟以及缸内积炭等后果。针对单孔轴针式喷油器，孔径一般在1 mm以上，可以在孔端放置一颗直径（4～5）mm大小的钢球，拿小锤轻微地敲打，使喷油孔因局部变形而使孔径缩小。实例船采用的是多孔直喷式喷油器，由于其孔数多、孔径小，因此只能在孔端用高速刚磨制的冲样进行轻微地敲击，若重新组装后试验仍不合格，则应对针阀体进行更换。

2.3 喷油器滴漏

喷油器针阀与阀座的密封锥面磨损会引起燃油泄漏，燃油漏入汽缸会引起燃烧不良。另外漏出的油滴还会附着在喷油嘴上，在高温作用下产生结炭，这种漏油现象即为喷油器滴漏。喷油器针阀的密封作用，主要靠位于针阀锥面上的密封环面来保证。在喷油器工作过程中，针阀体的密封锥面受到针阀频繁猛烈的冲击，同时柴油中的杂质随着高压油流不断冲刷锥面出现刻痕或斑点，容易导致密封性下降，进而造成喷油器滴漏。

喷油器滴漏会导致喷孔处形成积炭甚至造成喷孔堵塞，柴油机油耗增加，缸内出现不规则的噼啪声。为此，可拆开喷油器，在针阀锥面上涂少量的氧化铬等研磨膏进行研磨，然后浸在80℃的柴油中洗净，重新组装后进行试验检测，如仍不合格，说明针阀锥面磨损严重，则需要更换针阀偶件。在维修过程中，须注意研磨膏不要粘在针阀孔内，同时避免喷油器零件与其他硬物相撞，避免擦伤。

2.4 喷油器喷油压力降低

喷油器喷油压力降低会导致燃油雾化不良，射程减小甚至使其不能完全穿过燃烧室，影响燃油与压缩空气的混合，导致柴油不能完全燃烧，喷油器针阀容易积炭，柴油机油耗增加，不易启动，运转时冒黑烟。喷油器压力降低主要是调压弹簧压力降低或调压螺钉松动造成的。喷油器针阀开启所必须克服的调压弹簧压力即为喷油压力，在柴油机工作过程中，调压弹簧长时间高频跳动容易发生塑性变形，同时柴油中的杂质还会加剧弹簧的磨损，导致调压弹簧抵抗弹性形变能力的下降，也会造成喷油器喷油压力降低。

喷油器调压弹簧预紧力降低，容易使喷油器针阀在针阀体内停在开启位置，造成混合燃气倒流进入喷油腔内燃烧，使针阀和针阀体烧蚀、退火，缩短了喷油器的使用寿命。对此，可通过更换调压弹簧或调整调压螺钉方式来调整喷油器喷油压力。

喷油器喷油压力的检查和调整要在试验台上进行。通过按动手柄使喷油器喷油，以60次/min的速度按动手柄，观察喷油压力情况。对于采用调压螺钉调整喷油压力的喷油器，可拧动调压螺钉进行试验，直到喷油压力符合说明书要求为止。

3 结束语

喷油器作为船用柴油机关键部件，在工作中容易产生针阀卡死、喷孔直径扩大、喷嘴滴漏、喷油压力不足等故障，使柴油机不能正常高效运行。作为船舶轮机管理人员，要注意保持油品的清洁，按规定清洗更换燃油滤器，在使用维护过程中严格遵守操作规程，做到检修维护的科学性和有效性，切实提高喷油器工作质量，延长其使用寿命。