船舶柴油机的常见故障及排除策略

2022-11-21崔立忠杨胜滨

柴油机设计与制造 2022年2期

关键词：喷油泵喷油滤清器

崔立忠，杨胜滨

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

0 前言

随着柴油机应用范围的不断扩大，有必要根据柴油机应用特性建立合理化的故障处理机制，及时发现问题并采取相应的控制措施，最大程度地维持其应用效能，减少故障带来的安全隐患。

1 常见故障和原因

在船舶柴油机运行过程中，主要包括自行熄火、转速不稳定、启动不畅、冒烟故障和喷油泵安装不当等常见故障。本文对各故障产生的原因进行分析，并提出相应的排除策略。

1.1 自行熄火

对于船舶柴油机而言，在实际运行过程中出现自行熄火的情况较为常见，这不仅会影响设备的常规化应用，也会制约设备的使用效能，缩短柴油机使用寿命。为建立更加科学的故障处理机制，要着重分析故障产生的原因，确保柴油机能顺利恢复正常的使用状态[1]。经分析发现，故障产生的原因主要有以下情况：① 船舶柴油机仅出现熄火的症状，重新启动后仍能正常工作，这表明船舶柴油机处在负荷不正常的运行环境中，负荷剧增导致其突然熄火；② 船舶柴油机熄火且无法正常工作，表现为柴油滤清器堵塞、喷油嘴针阀咬死和油路混入空气等，其原因主要是设备维护人员缺乏规范性的日常维护，导致出现油路堵塞、喷孔运行补偿不足和供油不及时等问题。

1.2 转速不稳定

只有保证良好的转速状态，才能减少故障发生，但在实际操作中仍存在很多造成转速不稳定的影响因素。主要的故障现象和故障原因可分为以下3个方面。

(1)卡滞现象。引起该故障的主要原因是发动机负荷呈动态变化趋势，调速器无法有效控制油泵结构的齿条位置，使得柴油机无法处于较为稳定的运行状态，造成转速失衡。

(2)喷油器雾化效果失衡。这种故障主要表现为喷油器雾化水平较低，并伴有滴油和喷孔堵塞等现象，使得船舶柴油机运行稳定性失衡。

(3)喷油泵柱堵塞或积污卡滞。该故障主要是由于阀座结构和柱塞套出现封闭不良的现象，导致密封效果失衡，使得零部件的稳定性无法满足质量要求和安全预期，造成柴油机转速不稳定。

1.3 启动不畅

当船舶柴油机的喷油处于正常状态，且自身的油路处于正常运行状态，但是整机无法顺畅地启动时，存在供油时间不当的问题，导致整机启动不顺。另外，在压缩力状态稳定，气缸活塞、气门、气门座和缸盖垫密封性均处于正常状态下，整机启动不顺的原因可能是供油系统或压缩系统发生了故障。

当船舶柴油机的喷油处于非正常状态时，无法听到喷油声，说明整个喷油系统的油路存在问题。这种故障形成的原因有：① 在低压油路上，油路的某个位置发生阻塞，导致喷油不正常；② 在高压油路上，喷油器油管出现故障会造成喷油不正常，此时应检查整个喷油泵端的高压油管。

1.4 冒烟故障

一旦船舶柴油机出现动力不足或者冒烟故障，应采取科学的处理控制措施。当柴油机出现冒烟故障时，要结合冒烟的形态具体分析，从而更好地评估可能出现的异常现象。其主要的冒烟形态和形成原因如下：① 冒黑烟现象，主要是因为突然进行加油操作，使得整个柴油机出现负荷急剧增大的情况；② 冒白烟现象，一般而言低温环境中带有辛辣油气的白烟属于正常现象，如是在非正常工作状态下出现白烟，可能是水分进入油箱内造成的；③ 冒蓝烟现象，主要是由于机油燃烧形成的，机油在经过油底壳、气门导管和湿式空气滤清器后直接进入气缸中，此时会出现冒蓝烟现象。

1.5 喷油泵安装不当

在船舶柴油机应用过程中，喷油泵安装不到位也会对其运行效果造成影响，尤其是利用法兰盘联结的喷油泵。船舶柴油机一旦出现供油不准确或应用不到位的情况，会造成发动机启动失效，甚至伴有水温骤然升高的情况。这主要是因为在安装作业前，相关人员没有在自动调节器和供油状态下完成齿轮安装处理的试验分析[2]。

2 常见故障排除策略

2.1 自行熄火的排除策略

如船舶柴油机自行熄火且未影响其正常工作，可以选择重启，利用重新打火的处理模式辅助设备正常工作。

针对柴油机无法启动的情况，要针对具体问题具体分析：① 滤清器堵塞，一般可采取清洗或更换滤芯的措施来解决这一问题；② 油路中混有空气，应集中排出混入的空气，确保柴油正常流通；③ 喷油嘴针阀卡死，可以对其进行集中清洗、修复，或直接更换部件。

综上所述，针对柴油机自行熄火的现象，要从日常维护管理入手，建立规范化检测分析和维护管理的控制机制，确保及时发现并解决问题，避免影响柴油机的正常运行。

2.2 转速不稳定的排除策略

当发动机出现卡滞时，技术人员应集中拆除柴油机各部件并进行检修处理，按照标准化流程拆除并重新组装部件，及时更换应用效果不好的部件，按照规范标准安装到位，有效维护船舶柴油机的运行稳定性。

当喷油雾化器运行不良时，需要及时拆洗雾化器或更换部件，有效提升控制工作的合理性和规范性，最大程度地保证船舶柴油机的喷油雾化效果。

当喷油泵柱和柱塞套发生积污现象时，要及时检修、处理或直接更换部件，确保船舶柴油机应用效能的最优化，减少因安全稳定性不足造成的经济损失。

2.3 启动不畅的排除策略

在检查工作结束后，如发现部件磨损或者损坏较为严重时，应按照标准化要求完成部件更换。比如，当气缸压缩力较低时，应拆除喷油器部件，从安装孔向气缸位置注入机油，改善其密封性并调控其压缩力。但这种方式是临时性的处理措施，如条件允许，应更换活塞环和气缸活塞元件。当柴油机出现启动不畅现象时，应按照标准化流程落实检查工作，并针对具体故障问题采取处理措施，保证船舶柴油机运行的稳定性和科学性。

2.4 冒烟故障的排除策略

一旦船舶柴油机出现冒烟故障，不仅会影响其应用效能，还会造成严重的环境污染，因此要整合具体的操作流程，建立更科学的故障排除管理机制，确保有效解决冒烟故障，提高船舶柴油机的应用效能。

2.4.1 冒黑烟现象

如船舶柴油机出现冒黑烟现象且黑烟较为浓烈，应先检查空气滤清器，评估其是否出现严重的堵塞问题。如空气滤清器出现堵塞，一般情况下清理空气滤清器即可，严重时应直接更换对应的滤清器部件。如空气滤清器处于正常的运行状态，应分析供油时间，一旦供油时间太晚，会对柴油机的实际应用效能产生影响。因此，应结合实际情况进行较为完整的试验与分析。

如上述操作结束后，冒黑烟现象依旧存在，应评估和分析喷油器喷雾情况，并对气缸压缩力、配气相位，以及气门间隙等予以集中校对，并落实相应问题匹配分析的工作方案，最大程度地提高应用控制的合理性。

2.4.2 冒白烟现象

通常情况下，正常的白烟不会对船舶柴油机的运行产生影响。但一旦白烟问题持续出现并影响船舶柴油机的运行水平，需落实更合理的控制机制。首先，应检查油箱内是否进水，一旦有水进入，残余水分会烧毁气缸盖垫圈，进入到气缸会影响柴油机的应用效果，甚至导致气缸内壁产生裂纹。一旦情况严重，应及时更换设备部件，最大程度地提高船舶柴油机的应用效能。

2.4.3 冒蓝烟现象

如船舶柴油机出现冒蓝烟现象，柴油机的加速性能会下降，并伴随有噪声加剧现象，严重时还会磨损气缸内壁，影响船舶柴油机的应用效能。遇到此类问题，应进行以下检查和操作。

(1)检查柴油机曲轴室呼吸器的通畅性。如呼吸器出现了严重的堵塞问题，会造成曲轴室压力升高。此时，要对气缸、活塞和活塞环进行集中的质量校对，分析磨损，并及时更换部件。

(2)如整个系统的呼吸器处于正常的运行情况，应卸载湿式空气滤清器，并检查油底壳的机油油面。如油面较高，应适当清除机油，有效减少吸气过程中带入的机油。

(3)检查气门和气门导管结构。如气门间隙较大，机油会沿着缝隙进入气缸，为确保其不影响柴油机的应用安全性，应着重检查气缸内是否有机油残留，并及时清理，和控制气门间隙。