船舶主機掃氣箱著火故障分析和預防

1、分類號 編號畢 業(yè) 論 文船舶主機掃氣箱著火故障分析和預防Ships main Engine Scavenging Air Box Firing Analysis and Prevention申請學位： 工學學士 院 系： 海洋學院 專 業(yè): 輪機工程 姓 名： * 學 號： 1234567890 指導老師: 2012年05月25日船舶主機掃氣箱著火故障分析和預防姓 名： * 導 師: * 2012年 05月25日學*學院畢業(yè)論文任務書姓名學號畢業(yè)屆別2012專業(yè)輪機工程畢業(yè)論文題目船舶主機掃氣箱著火故障分析和預防指導教師學歷職稱所學專業(yè)輪機工程主要內(nèi)容： 本文通過對船舶主機（二沖程柴油機）掃

2、氣箱著火的現(xiàn)象進行分析，進一步分析了能夠?qū)邭庀渲鹩杏绊懙母飨到y(tǒng)的工作原理以及可能對掃氣箱著火所產(chǎn)生的影響，提出了可能引起掃氣箱著火的幾種原因,并且進一步提出了掃氣箱著火的應急措施和預防措施，以期能夠減少該事故的發(fā)生，同時能夠?qū)啓C管理人員帶來一定的借鑒作用。基本要求： 論文層次清晰、結構合理、重點突出、文字準確，符合論文寫作規(guī)范和要求.查閱國內(nèi)外相關文獻資料，資料要選取合理、準確，涵蓋本領域的最新進展情況能夠?qū)λx取的資料進行綜合分析和應用，并注明資料的出處和來源進度安排：2012.3。13.20 開題、搜集資料2012.3.214。10 完成論文大綱2012。4。105.10 撰寫畢業(yè)論

3、文初稿.2012.5。215。30 論文修改、定稿、打印并準備答辯。指導教師（簽字）： 2012年02月26 日 院（系)意見： 教學院長（主任)(簽字)： 年 月 日備注： 摘要：本文針對柴油機的掃氣箱著火原因進行分析,提出一些可能導致掃氣箱著火的因素,并提出一些相應的處理辦法以及一些預防的措施,以期減少該事故的發(fā)生，同時可供其他輪機管理人員借鑒和參考。關鍵詞： 主機；掃氣箱著火；故障分析Abstract：This paper is about the cause of scavenging air box firing and the trouble being settled. The

4、author analysis the cause of scavenging air box firing. Lessons should be drawn from this case. The author also lists some precautions about this case. The aim of the paper is to be reducing this accident.Keywords: main engine；scavenging air box firing；the cause of trouble目錄緒論11 掃氣箱著火的故障現(xiàn)象22 二沖程柴油機工

5、作原理32.1 第一沖程掃氣及壓縮沖程(scavenging and compression stroke）32。2 第二沖程燃燒膨脹及排氣沖程(combustion expansion and exhaust stroke）32。3 二沖程柴油機的定時32.4 二沖程的基本換氣型式43 掃氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)64 增壓器的類型、工作原理及特點74。1增壓方式74.1.1機械增壓74。1.2 廢氣渦輪增壓74.1.3 復合增壓83。2 廢氣渦輪增壓器84.2。1 離心式壓氣機94。2.2 廢氣渦輪機95 燃油系統(tǒng)115.1 燃油噴射系統(tǒng)115.1.1高壓油泵115.1.2噴油器燃噴射過程115.2

6、 燃燒室部件136 掃氣箱著火的原因146.1掃氣箱著火前的征兆和著火后的處理146。2掃氣箱油污的主要來源146.3 掃氣箱油污及油霧過多的原因146.3.1燃油燃燒不良146。3.2燃燒產(chǎn)物的泄漏146。4掃氣箱出現(xiàn)火源的原因146。5導致掃氣箱著火的直接原因146.5.1直接原因146.5。2間接原因156。6外界因素的影響167 掃氣箱著火時的應急措施178 掃氣箱著火的預防措施189 柴油機的日常運行管理199.1燃油系統(tǒng)的維護保養(yǎng)要注意以下事項199。1。1燃油型號的選擇和粘度的控制199。1.2 高壓泵維護保養(yǎng)199。1。3噴油器的維護保養(yǎng)199.2燃燒室各部件過速損壞的預防和管

7、理199.2。1 活塞和活塞環(huán)199.2.2燃氣下竄，引起掃氣箱著火，預防的措施199.2.3氣缸套的管理199。3日常運行管理199.3。1噴油器保持燃油良好的霧化質(zhì)量.199。3.2柴油機保持較高的掃氣壓力。209。3.3主機運行工況的跟蹤管理。209。3。4輪機部應規(guī)范應急操作程序.20結論21致謝22參考文獻23緒論 大型低速柴油機掃氣箱著火是較常見的故障之一通常是在某一缸掃氣口下方首先發(fā)生著火并很快蔓延至整個掃氣箱。掃氣箱著火是一種危害較大的災害事故，會造成活塞桿和掃氣箱箱體嚴重損壞，還會造成缸壁、活塞、活塞桿填料函損壞以及貫穿螺栓預緊力下降.掃氣箱著火會導致增壓器炸飛，造成停機、停

8、航事故。因此，輪機管理人員應提高輪機管理的意識，采取有效地管理措施，防止掃氣箱著火事故的發(fā)生。柴油機運行中，掃氣箱內(nèi)始終流通并儲存具有一定壓力的增壓空氣;掃氣箱內(nèi)聚集大量的燃油及潤滑油并揮發(fā)成具有一定濃度的可燃氣體；當遇火源則立即著火燃燒,如不采取措施及采取措施不當,會引起掃氣箱著火甚至爆炸。下文就能夠?qū)邭庀渲甬a(chǎn)生影響的二沖程柴油機的工作原理及各系統(tǒng)(增壓系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng))進行了分析,指出了其能夠?qū)邭庀渲疬@一故障產(chǎn)生作用的方面，并進一步提出了相應的管理和維護措施。1 掃氣箱著火的故障現(xiàn)象(1) 排氣溫度明顯升高,掃氣溫度升高,煙囪冒黑煙。(2) 掃氣箱本體過熱甚至油漆

9、變色、脫落。(3) 柴油機轉(zhuǎn)速自動降低.(4) 打開掃氣箱放殘考克檢查時有煙或火花噴出；(5) 與該缸相連的增壓器轉(zhuǎn)速升高，容易發(fā)生喘振；(6) 掃氣箱著火嚴重時因壓力、溫度急劇升高發(fā)生掃氣箱爆炸使安全閥起跳。增壓器可能因轉(zhuǎn)速過高導致軸承損壞，甚至壓氣機葉輪爆裂。(7) 能聽到火焰從掃氣口下部和活塞邊緣沖出的氣流聲。2 二沖程柴油機工作原理圖12.1 第一沖程掃氣及壓縮沖程（scavenging and compression stroke) 活塞由下止點向上移動，活塞在遮住掃氣口之前，由掃氣泵供給儲存在掃氣箱內(nèi)的空氣，通過掃氣口進入氣缸，氣缸中的殘存廢氣被進入氣缸的空氣通過排氣口掃出氣缸?；?/p>

10、塞繼續(xù)上行,逐漸遮住掃氣口，當掃氣口完全關閉后，空氣停止充入，排氣還在進行，這階段稱為“過后排氣階段”。 排氣口關閉時，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當壓縮至上止點前點時，噴油器將燃油噴入氣缸，與高溫高壓的空氣相混合,自行著火燃燒。 2。2 第二沖程燃燒膨脹及排氣沖程(combustion expansion and exhaust stroke） 活塞在高溫高壓燃氣的推動下，由上止點向下運動，對外膨脹作功，活塞下行直至排氣口打開，膨脹作功結束. 活塞下行直至排氣口打開，膨脹作功結束，氣缸內(nèi)大量廢氣靠自身壓力從排氣口排入到排氣管。當氣缸內(nèi)的壓力降至接近掃氣壓力時，下行活塞把掃氣口打開，掃氣空氣進入

11、氣缸，同時把氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣口趕出氣缸.活塞運行到下止點，本沖程結束。 2.3 二沖程柴油機的定時活塞處于下止點上行時，柴油機的掃氣口已經(jīng)打開吸氣，如圖2,在上行至距下止點40°左右時掃氣口關閉，上行至55°時排氣閥關閉。活塞繼續(xù)上行壓縮。至距上止點10°左右時噴油開始，之后燃油燃燒,膨脹做功?；钊麖纳现裹c下行至距上止點90°時排氣閥打開開始排氣.活塞繼續(xù)下行至距下止點40°左右時掃氣口打開直至下止點，重復這一過程。圖22.4 二沖程的基本換氣型式 在二沖程柴油機中，借助于掃、排氣口（閥）之間的壓力差，用新鮮空氣將廢氣驅(qū)趕出氣缸的過程稱為掃氣

12、過程。按掃氣過程中新鮮空氣流動路線特點,二沖程柴油機的換氣型式分為彎流換氣和直流換氣兩大類.彎流式分為橫流和回流兩種。 直流式分為氣口一氣閥式和氣口一氣口式,目前多用前者。橫流換氣（cross scavenging） 橫流換氣式二沖程柴油機的結構特點是氣缸蓋上沒有排氣閥機構，進、排氣都是經(jīng)過氣缸下部的掃、排氣口進行的.掃、排氣口相對地布置在氣缸下部圓周的兩側(cè)，排氣口高于掃氣口。 這種換氣型式結構簡單，管理方便。但因氣體在氣缸內(nèi)流動路線長且需要轉(zhuǎn)向，所以換氣質(zhì)量較差；氣缸下部掃排口側(cè)受熱不均勻，容易變形;氣口的相對且高低的布置,造成換氣時損失部分新鮮空氣，并對采用廢氣渦輪增壓時使增壓系統(tǒng)布置困難

13、.回流換氣(loop scavenging） 回流換氣的二沖程柴油機氣缸蓋上也沒有排氣閥機構.進氣和排氣也是經(jīng)過氣缸下部的掃、排氣口進行的。掃氣口和排氣口均處于氣缸下部的同一側(cè)、排氣口在掃氣口的上方。彎流換氣 彎流換氣的優(yōu)點是結構簡單、管理方便.缺點是掃氣空氣流動路線長且彎曲，流動損失大，新氣和廢氣容易摻混，缸內(nèi)存有掃氣死角，殘留廢氣較多，換氣質(zhì)量較差,近年來已被直流換氣所取代. 直流換氣（uniflow scavenging） 在氣缸蓋上裝有排氣閥（一閥或多閥)，由氣閥機構控制其動作。在氣缸套下部均勻布置著一圈掃氣口,掃氣口的啟閉由氣缸內(nèi)的活塞控制. 直流掃氣的主要優(yōu)點是:排氣干凈,換氣質(zhì)量

14、好；缸套下部受熱均勻不易變形；可通過調(diào)整排氣閥定時使排氣閥及時關閉，避免掃氣口關閉后的過后排氣損失,相反可以實現(xiàn)排氣閥關閉后的少量充氣（稱為“過后充氣"）.這種換氣型式的主要缺點是排氣閥機構比較復雜，管理維修麻煩，但該種型式應用較多。3 掃氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng) 在柴油機的工作過程中，每完成一個工作循環(huán)都必需排除廢氣和沖入新氣.從排氣過程、掃氣過程到進氣終止的整個氣體更換過程稱為換氣過程。它的作用是將已燃氣體排除并為下一循環(huán)吸入新鮮空氣,為下一個循環(huán)的工作提供必要的條件。 換氣過程的完善程度對柴油機的性能有很大影響.如果換氣過程進行的完善，壓縮過程開始時氣缸內(nèi)殘留的廢氣量少、新鮮空氣量多，

15、這就為燃油的完全、及時燃燒創(chuàng)造了條件。燃油完全、及時的燃燒不但可使柴油機發(fā)出更大的功率，提高其動力性，使柴油機有高的熱效率，提高其經(jīng)濟性,而且,完全的燃燒還意味著結炭減少,從而減少排氣污染。另外,及時的燃燒還意味著較低的循環(huán)平均溫度，從而提高柴油機的可靠性。因此，換氣過程的質(zhì)量直接影響柴油機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性及排放特性，是柴油機工作優(yōu)劣的先決條件。 以彎流掃氣二沖程柴油機為例,其換氣過程的工作順序是：在膨脹行程的末期，活塞下行,首先打開排氣口，開始排氣,而后掃氣口開啟，具有一定壓力的新鮮空氣由掃氣口流入氣缸，并強迫廢氣由排氣口流出，進行能量交換，然后活塞到達下止點后又上行，依次將掃氣口和

16、排氣口關閉,換氣過程結束。 掃氣壓力和排氣溫度是評價柴油機狀況的重要參數(shù)。掃氣壓力受到機艙環(huán)境溫度、增壓器轉(zhuǎn)速、濾網(wǎng)和中冷器結垢程度等影響；排氣溫度受增壓器噴咀環(huán)、渦輪葉片以及廢氣鍋爐煙管臟度所影響，所以平時要加強對這些設備的維護和管理。對于機艙鼓風機，平時要定期測量電機絕緣，更換軸承，保證二部鼓風機高效運行，降低機艙環(huán)境溫度，使其不超過45C。對增壓器的管理，除了盡量使各缸燃燒完好外,建議每到5000小時要拆檢增壓器一次，清潔保養(yǎng)噴咀環(huán)、葉輪等。對中冷器，每過8000 -l 0000小時要化學清洗一次，管理者平時可通過測取柴油機平均有效壓力、增壓器轉(zhuǎn)速、空冷器U型壓力差、掃氣壓力、進出中冷器

17、空氣溫度、海水溫度等數(shù)據(jù)對照說明書來綜合分析判斷，制定正確的維護保養(yǎng)周期。對于氣閥定時，也要視情制定檢查周期，防止因凸輪磨損或其它原因造成氣閥延遲開啟。提早關閉，排氣不完全影響。燃燒嚴重時燃氣倒竄造成掃氣箱著火。對增壓器輔助鼓風機的電機,除了定期保養(yǎng)外，一定要備一至二臺在船上，以備應急之需，因為此種機型沒有輔助鼓風機主機無法啟動。 4 增壓器的類型、工作原理及特點 柴油機所能發(fā)出的最大功率受到氣缸內(nèi)所能燃燒的燃料的限制,而燃料量又受到每個循環(huán)內(nèi)氣缸內(nèi)所能吸入空氣量的限制.如果空氣能在進入氣缸前得到壓縮而使其密度增大，則同樣的氣缸工作容積可以容納更多的新鮮空氣，從而就可以多供給燃料，得到更大的輸

18、出功率,這就是增壓的基本原理和目的。 所謂增壓,就是用提高氣缸進氣壓力的方法,使進入氣缸的空氣密度增大，從而可以增加噴入氣缸的燃油量,以提高柴油機的平均指示壓力P和柴油機的平均有效壓力p.4。1增壓方式根據(jù)驅(qū)動增壓器所用能量的不同，柴油機增壓主要分為以下三種類型：4.1。1機械增壓 柴油機輸出軸直接驅(qū)動機械增壓器，實現(xiàn)對進氣的壓縮.圖34.1。2 廢氣渦輪增壓 壓氣機與渦輪機同軸相連，構成渦輪增壓器。渦輪機在排氣能量的推動下，帶動壓氣機工作，實現(xiàn)進氣增壓。顯然，這種增壓形式可以從廢棄中回收部分能量,不僅提高了柴油機的功率，還提高了動力裝置的經(jīng)濟性，因此獲得廣泛應用。圖44.1。3 復合增壓 這

19、種增壓形式既采用渦輪增壓，又采用機械增壓。根據(jù)兩種增壓器的不同布置方案，可分為串聯(lián)增壓和并聯(lián)增壓。圖53。2 廢氣渦輪增壓器 廢氣渦輪增壓器由渦輪機和壓氣機等部分組成。渦輪機進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上；壓氣機進氣口與空氣濾清器相連，排氣口則接在進氣歧管上。 從發(fā)動機排氣歧管排出的是高溫高壓的廢氣，具有一定的能量。在自然吸氣發(fā)動機中,這部分能量往往隨著廢氣的排放而白白浪費。而廢氣渦輪增壓器的動力來源主要就是這些廢氣.渦輪機葉輪與壓氣機葉輪通過增壓器軸剛性連接，這部分稱作增壓器轉(zhuǎn)子.增壓器轉(zhuǎn)子通過浮動軸承（轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時可保證摩擦阻力矩較小)固定在增壓器中。發(fā)動機工作時，排出

20、的廢氣以一定角度高速沖擊渦輪機葉輪，使增壓器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)（最高可達20104轉(zhuǎn)/分鐘)。壓氣機葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使得發(fā)動機進氣歧管內(nèi)的氣壓升高,達到增壓效果.如此，在進氣過程中，空氣會受到較大的壓力，從而使更多的、密度更大的空氣進入汽缸。這樣，燃油就可以更加充分的燃燒，發(fā)動機的性能便更上一層樓。圖64。2.1 離心式壓氣機 廢氣渦輪增壓器的壓氣機一般都采用單級離心式壓氣機。當壓氣機工作時，新鮮空氣經(jīng)進氣道軸向進入壓氣機葉輪。由于通道的導流作用，氣流能在最小的損失下均勻進入壓氣機葉輪。進氣道是漸縮流道，在進氣道中，壓力、溫度略有下降，流速提高。正是因為壓力降低，空氣才能被吸入工作輪?？諝膺M入壓氣機葉

21、輪后,隨葉輪高速回轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生離心力。這樣,空氣在葉輪葉片間隨葉輪作圓周運動的同時，在離心力的作用下向葉輪外緣流動并被壓縮.在葉輪中氣體的 流速、壓力、溫度都升高了，其中流速提高了很多.這是由于葉輪對氣體做工，把葉輪的機械能變成了氣體的動能和壓力能。氣體被壓縮時也提高了溫度。在擴壓器中，由于流道逐漸擴大，使空氣的動能轉(zhuǎn)化為壓力能，流速降低，壓力升高。排氣蝸殼中的通道也是漸擴的，因而空氣流過時繼續(xù)將動能轉(zhuǎn)換為壓力能。4。2.2 廢氣渦輪機 廢氣渦輪機由進氣箱、噴嘴環(huán)、工作葉輪、隔熱墻、排氣箱等組成。進排氣箱內(nèi)腔用水冷卻。進氣箱與排氣箱之間用螺釘緊固。進氣箱右側(cè)布置著軸承箱。排氣箱下部裝有增壓器支

22、架。柴油機排出的廢氣由進氣箱下部引入渦輪機，由排氣箱上部排出.隔熱墻用絕熱材料制成，避免廢氣對壓氣機葉輪和空氣的加熱。 柴油機排除的廢氣經(jīng)進氣箱送至噴嘴環(huán)。噴嘴環(huán)由噴嘴內(nèi)環(huán)、外環(huán)和噴嘴葉片組成。噴嘴葉片形成的通道從進口到出口呈收縮狀，其作用是將柴油機排出的廢氣的壓力能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，并使氣流具有工作葉片所需要的方向。工作輪由輪盤和工作葉片組成，工作葉片軸向安裝在輪盤邊緣的槽口中。葉身為葉片的工作部分,其形狀由氣體流動情況決定。它沿著高度逐漸扭轉(zhuǎn)，這是因為廢氣通過噴嘴進入葉輪時，氣流的參數(shù)如壓力和速度的大小和方向等均沿葉片的高度而變化。為了減少氣流通過時的能量損失，要求葉片的形狀與氣流參數(shù)沿葉片

23、的變化相適應，以提高渦輪機效率。高速流動的氣流進入工作輪的葉片通道,其中一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功,最后經(jīng)排氣箱排往大氣.5 燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)是柴油機重要的動力系統(tǒng)之一,其作用是把符合使用要求的燃油暢通無阻的輸送到噴油泵的入口端個.該系統(tǒng)由五個基本環(huán)節(jié)組成:加裝、測量、儲存、駁運、凈化處理和供給。從燃油艙柜中駁出的燃油在進機前必須經(jīng)過凈化系統(tǒng)凈化.對于低質(zhì)重油還需進行加熱，現(xiàn)在船上大多采用蒸汽加熱，加熱的溫度也因粘度要求而異，一般采用分段加熱法。燃油艙中加熱是為了便于駁運,因此確保油管出口附近燃油不發(fā)生凝固為原則，將油艙加熱至15-20,出口附近為35-40即可。在沉淀柜中，要加熱到50-70，以

24、提高沉淀效果。為了提高分離效果，分油溫度不能太低，也不能太高。對于重油，最高不準超過98。在日用油柜中，重油溫度應保持在7080。為了使噴入汽缸中的燃油具有合適的溫度以確保燃燒完全,對噴油泵前的燃油加熱十分重要。霧化加熱器的加熱溫度應在100150.所以在日常的巡回檢查時，應注意各處的燃油加熱溫度。5.1 燃油噴射系統(tǒng)燃油噴射系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的泵管-嘴系統(tǒng)，每個氣缸配有一臺高壓油泵和兩只噴油器。燃油經(jīng)供給泵和增壓泵將日用柜中的重油輸送到高壓油泵。當主機工作時，柱塞式高壓油泵同時向兩只噴油器供油,噴油器將燃油霧化好后噴入氣缸內(nèi)燃燒；當主機不工作時，燃油經(jīng)高壓油泵和噴油器各自帶有的回油管路將燃油匯總到

25、燃油出口管路。圖示背壓閥的作用是安裝在燃油進口和回油口之間的,可以起到使燃油進口壓力保持在8bar左右。5。1。1高壓油泵 油泵工作時，凸輪由頂圓向基圓方向轉(zhuǎn)動時,柱塞下行，當燃油進口處的油壓大于吸油閥的啟閥壓力時,吸油閥被打開，燃油供入柱塞上的空腔內(nèi);凸輪轉(zhuǎn)至頂圓在上止點時，柱塞在凸輪作用下向上運動，關閉套筒上回油孔,吸油閥在油壓作用下向上落座關閉，燃油被柱塞壓縮產(chǎn)生高壓，燃油經(jīng)由高壓油管供入噴油器噴入氣缸進行霧化燃燒，由電子調(diào)速器根據(jù)系統(tǒng)設定的轉(zhuǎn)速和調(diào)距槳的螺距來實時調(diào)節(jié)供入高壓油泵的油量，油泵中油門齒條與齒圈嚙合，當拉動油門齒條時,齒圈轉(zhuǎn)動帶動柱塞轉(zhuǎn)動，柱塞上的螺旋槽與套筒上的回油孔之間

26、的相對位置發(fā)生變化,從而改變了柱塞的有效行程,改變噴油量；當柱塞上的直槽對正套筒上的回油孔時，柱塞有效行程為零,此時油泵不供油。油泵不工作時，來自油泵燃油進口管8bar壓力的燃油克服吸油閥彈簧的壓力，將吸油閥打開，進入油泵燃油壓縮空間。一部分燃油進入高壓油管和噴油器，然后經(jīng)噴油器燃油回油管回到回油總管；一部分燃油通過套筒下部的回油孔回到回油總管，這樣燃油可以在油泵和噴油器內(nèi)循環(huán)。在使用和停車狀態(tài)下，燃油都可以在油泵和噴油器內(nèi)循環(huán)，柴油機停車和機動航行時都不需換油。5.1。2噴油器燃噴射過程 在噴油泵的出口端和噴油器的入口端分別裝上壓力傳感器,測量的噴油器出口壓力Pp隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律;噴油器

27、進口壓力Pn隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律；針閥升程h隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律分別如圖5中的 (a）、（b）、 （c) 所示。圖示曲線將從供油始點到噴油終點的噴射過程分為三個階段（如圖4所示）： （1）噴射延遲階段 由于燃油的可壓縮性，高壓油管的彈以及高壓系統(tǒng)的節(jié)流作用等原因使得噴油器的噴油始點Ou滯后于噴油泵的供油始點。由此，存在著供油提前角p和噴油提前角n。 （2）主要噴射階段 本階段內(nèi)由于瞬時供油量大于噴油量，所以噴油壓力繼續(xù)升高，燃油是在不斷升高的高壓下噴入氣缸，循環(huán)噴油量的大部分在本階段內(nèi)噴入氣缸.通常稱針閥開啟的燃油壓力Pn為噴油器的啟閥壓力。顯然，本階段的長短主要取決于柴油機負荷，負荷越大，本

28、階段越長。 （3）尾噴階段當噴油泵停止供油時,由于原壓縮燃油在低壓下膨脹,高壓油管在低壓下收縮以及系統(tǒng)的節(jié)流作用，使得噴射系統(tǒng)中的壓力下降得較為遲緩，針閥仍保持開啟。燃油是在不斷下降的壓力作用下噴入氣缸，使燃油霧化不良，甚至產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象。當燃油壓力降低到壓圖7力Pk時針閥落座，噴油結束,此壓力稱針閥落座壓力。5.2 燃燒室部件燃燒室部件是柴油機中最重要的部件，包括活塞組件、氣缸蓋組件、氣缸組件。當活塞處于上止點時,由氣缸蓋底面氣缸套內(nèi)表面及活塞頂共同組成的燃料與空氣混合和燃燒的這一空間稱為燃燒室。6 掃氣箱著火的原因6。1掃氣箱著火前的征兆和著火后的處理如果發(fā)現(xiàn)某個缸工作狀態(tài)變差,如排溫開始升

29、高，每次測取的壓縮壓力和爆炸壓力較平時或其它缸低,在清洗掃氣箱發(fā)現(xiàn)油泥渣增多或缸套出現(xiàn)劃痕，航行時觸摸掃氣箱道門溫度升高這就說明該缸的掃氣箱即將著火。此時應選擇單缸減油門或增減高壓泵底部墊片來調(diào)整。掃氣箱一旦著火，管理者不要驚慌失措，首先通知駕駛臺降低油門，維持船舶航向，馬上通知輪機長到達機艙。如果海況允許,停車待降溫后清洗掃氣箱或吊缸處理；如果海況不允許此時要單缸停油或最大限度地調(diào)小該缸油門,同時,采用蒸汽滅火,火熄滅后 可適當調(diào)大一些油門.但管理者要時刻觀察，防止該缸掃氣箱重復著火，維持到海況允許后處理。6.2掃氣箱油污的主要來源未完全燃燒的燃油、燃燒生成物及氣缸油的混合物，它們在一定的條

30、件下會著火燃燒。掃氣箱、掃氣室的放殘閥臟堵及未臟堵卻沒按時按要求及時放殘油，也容易引起掃氣箱著火。6.3 掃氣箱油污及油霧過多的原因6.3。1燃油燃燒不良（1） 噴油器工作不正常，燃油霧化質(zhì)量差；（2） 燃油經(jīng)過霧化加熱器后油溫過低；（3） 噴油泵定時調(diào)整不當；（4） 柴油機負荷劇烈變化，供氣不足導致燃燒惡化；（5） 氣缸油注油量過多；（6） 刮油環(huán)失效；（7） 增壓空氣中含有透平油霧；（8） 掃氣箱放殘閥臟堵及放殘不及時等.6.3.2燃燒產(chǎn)物的泄漏(1) 活塞環(huán)過度磨損、卡阻和斷裂；(2) 活塞與氣缸套之間間隙過大；(3) 氣缸套摩擦表面損壞，出現(xiàn)縱向溝紋;(4) 負荷急劇變化，引起活塞環(huán)密

31、封失效等。6。4掃氣箱出現(xiàn)火源的原因（1） 主要原因是活塞環(huán)與氣缸套之間密封不良，造成燃氣下泄所致.（2） 由于氣口臟堵,在掃氣剛開始，少許廢氣瞬時倒沖入掃氣箱內(nèi)，引起掃氣箱著火。6。5導致掃氣箱著火的直接原因6.5.1直接原因通過對柴油機工作過程的分析，導致掃氣箱著火的直接原因主要有以下幾個方面。（1） 排氣系統(tǒng)臟污當排氣系統(tǒng)嚴重臟污時，使排氣背壓升高,渦輪的轉(zhuǎn)速下降,增壓效率降低。當活塞下行露出掃氣口時，氣缸內(nèi)的廢氣壓力高于掃氣壓力，造成燃氣倒沖，導致掃氣箱著火。通常情況下,當掃氣口開啟時，氣缸內(nèi)的壓力仍稍高于掃氣壓力，但因掃氣口的節(jié)流和排氣的流動慣性,一般不會發(fā)生倒沖現(xiàn)象。但當柴油機長時

32、間超負荷運轉(zhuǎn)，或由于噴油設備的技術狀況不良造成氣缸內(nèi)燃燒惡化時,未完全燃燒的碳粒會造成排氣系統(tǒng)(特別是余熱鍋爐盤管)嚴重臟污，使排氣背壓升高，從而使排氣終了的燃氣產(chǎn)生倒沖現(xiàn)象，最終導致掃氣箱著火。（2） 液壓啟閥系統(tǒng)故障當液壓伺服泵定時滯后時，排氣門會滯后打開，影響氣缸內(nèi)的廢氣順利排出。當伺服泵的安全溢流閥發(fā)生故障溢流時，會導致排氣門打不開，使氣缸內(nèi)的燃氣倒沖回掃氣箱,造成掃氣箱著火。同時，強大的壓力波會對進氣系統(tǒng)形成破壞性沖擊。（3） 活塞環(huán)與氣缸壁密封失效由于密封失效，使大量燃氣下竄，造成掃氣箱著火。密封失效的原因主要有以下幾個方面： 活塞環(huán)在高溫條件下工作,潤滑條件極差，且受到氣體壓力、

33、往復運動慣性力以及氣缸壁摩擦力的共同作用，由于氣缸壁的失圓度和錐度，活塞環(huán)在上下往復運動的同時，靠自身彈力的作用,產(chǎn)生復雜的交變張合運動，很容易產(chǎn)生疲勞折斷，使其失去密封作用，造成燃燒室內(nèi)的燃氣大量下竄。 由于活塞環(huán)搭口受燃氣壓力的作用，在上下往復運動的同時，也有微小的周向運動，當上、下活塞環(huán)搭口轉(zhuǎn)到同一位置時，便會造成大量燃氣下竄. 當氣缸套嚴重失圓或個別氣缸潤滑裝置發(fā)生故障造成嚴重“拉缸"時，也會導致大量燃氣下竄。（4） 長時間超速、超負荷運行 柴油機長時間超速、超負荷運行，會使柴油機的燃燒惡化、潤滑不良、排氣溫度高、冒黑煙，輕者會對排氣系統(tǒng)造成污染，嚴重時會使活塞、氣缸套的熱負

34、荷和機械負荷增加,引起“拉缸”、“抱缸”等故障.同時，由于氣缸內(nèi)的爆發(fā)壓力劇增,也加劇了燃氣倒沖現(xiàn)象,引起掃氣箱著火。（5） 活塞下部空間積油太多 由于柴油機設計的放殘管的通徑有限，加之燃燒不良時燃燒產(chǎn)物的漏入，會使放殘管不暢，加劇油污的堆積,形成掃氣箱著火的物質(zhì)基礎。6。5。2間接原因?qū)е聮邭庀渲鸬拈g接原因有以下幾個方面：（1） 噴油泵技術狀況不良噴油泵是柴油機的主要部件，其技術狀況直接影響著柴油機的燃燒質(zhì)量。若供油正時太晚，甚至延遲到活塞上止點才開始噴油，由于此時塞已經(jīng)開始下行，氣缸內(nèi)的溫度和壓力開始下降，使滯燃期延長，燃燒過程后移，將引起嚴重的“后燃"。若噴油器在使用過程中霧

35、化不良，會導致油氣混合變差,使燃油不能充分燃燒，造成“后燃”嚴重,致使排氣溫度過高、碳粒增加,加劇了活塞與氣缸套的磨損，同時也對進、排氣系統(tǒng)造成嚴重的污染。從實踐經(jīng)驗來看，凡是著火缸的活塞下部空間聚集有大量未完全燃燒的碳粒的，都說明該缸不僅燃燒狀況惡化，而且還存在著較嚴重的燃氣倒沖和活塞環(huán)泄漏現(xiàn)象.隨著碳粒量的積累和燃燒的不斷惡化，掃氣箱終將發(fā)生著火現(xiàn)象.（2） 增壓器技術狀況不良增壓器效率降低，或吸入濾網(wǎng)和空氣冷卻器臟堵，會造成掃氣壓力降低、空氣過置系數(shù)變小、氣缸內(nèi)燃燒狀況不良，進而使排氣系統(tǒng)遭受污染、增壓器轉(zhuǎn)速下降、熱負荷增加、熱效率降低，最終形成惡性循環(huán)。（3） 氣缸的熱狀態(tài)不佳氣缸的熱

36、狀態(tài)是由壓縮比、氣缸的冷卻情況和活塞環(huán)的密封程度決定的.若冷卻液溫度太低，會使氣缸內(nèi)壓縮終了的燃油溫度和壓力偏低，延長了燃油燃燒前的物理、化學過程，使燃燒過程后移，造成“后燃"。（4） 燃油溫度太低燃油粘度與溫度成反比.當燃油溫度太低時，必將導致燃油粘度增加、流動性變差的狀況，造成噴入氣缸內(nèi)的燃油霧化不良,油氣混合不佳，燃燒質(zhì)量變差，從而導致氣缸內(nèi)活塞頭部的積碳增加。6。6外界因素的影響該因素的影響主要歸納如下：（1） 開大轉(zhuǎn)速趕航班 此時柴油機在高負載大功率下運轉(zhuǎn)極易由于某缸狀態(tài)不佳，燃氣下竄造成掃氣箱著火。管理者要周密籌劃，把所要趕的時間分解到整個航程，適當增開幾轉(zhuǎn)，既可達上述目

37、的，又可化解主機短時負載太大，使避免某個運動部件損壞，確保安全.（2） 大風浪天氣航行時 輪船上下左右顛簸起伏,當尾部下沉時，負載增大，油門自動加大，轉(zhuǎn)速下降，柴油機處于大功率、低轉(zhuǎn)速下運行；當尾部上升時，情況相反。此時柴油機在交變負載情況下工作 最易引起工況薄弱的缸掃氣箱著火。此時管理者不要盲目開大轉(zhuǎn)速，一定要降速航行；同時最大油門限制必須調(diào)小,維持航向保安全，等風浪小時再恢復原車速。（3） 漁網(wǎng)纏繞車葉 由于近洋海域漁網(wǎng)多，船在近洋線上走車葉被纏繞的機率多。一旦車葉被纏繞,柴油機的負荷增大，轉(zhuǎn)速下降，掃氣壓力降低，造成燃燒惡化,引起掃氣箱著火。識別的辦法主要通過觀察油門刻度所對應的轉(zhuǎn)速,以

38、及海浪的影響，與正常時進行比較;或船體主機尾軸有否異常振動等,如發(fā)現(xiàn)異常，可采用倒車辦法處理。7 掃氣箱著火時的應急措施發(fā)生掃氣箱著火時刻采取以下措施：(1) 發(fā)生掃氣箱著火且火勢不大，應首先降低柴油機轉(zhuǎn)速,并切斷著火缸的燃油供應，適當加大著火缸的氣缸油注油量以利潤滑，直至掃氣箱積油燃燒完為止。(2) 掃氣箱著火較嚴重,應立即減速停車,并采取滅火措施，同時用轉(zhuǎn)車機轉(zhuǎn)車。(3) 采取滅火措施時,首先考慮用蒸汽進入掃氣箱內(nèi)滅火。如果火勢很猛，可用二氧化碳滅火.使用二氧化碳滅火時必須慎重，因劇冷會造成部件損傷。必要時用熱水噴灑掃氣箱外殼以起到迅速降溫的作用。(4) 掃氣箱著火被撲滅后，過515分鐘重

39、新恢復被切斷燃油氣缸的供油，啟動柴油機緩慢加速并將氣缸油調(diào)至正常值。(5) 如需停車檢查，待掃氣箱冷卻后檢查汽缸套、活塞組件、填料函等有無燒損現(xiàn)象，并在活塞桿上涂上滑油。(6) 柴油機定速后應增加掃氣箱放殘次數(shù)，注意著火缸的工作情況，防止掃氣箱再次發(fā)生著火。(7) 海況穩(wěn)定時測各缸壓縮壓力以比較各缸氣缸密封性。氣缸密封性差且最近有著火記錄的氣缸應盡快吊缸檢修，恢復氣缸密封性。(8) 及早安排檢修各缸噴油泵和噴油器。(9) 檢查各缸供油正時，如各缸都滯后應重新上緊鏈條。(10) 廢氣渦輪增壓器壓氣機葉輪檢修恢復性能.排煙總管至煙囪出口除煙灰，廢氣鍋爐吹灰。(11) 船舶塢修適當提前,進塢時清除船

40、舶污底。(12) 加強燃油凈化處理，適當減小分油量并縮短排渣間隔期。8 掃氣箱著火的預防措施基于以上分析,防止掃氣箱著火可以有針對性地采取以下措施。（1） 改進柴油機的結構設計 從設計方面講，應改進柴油機放殘系統(tǒng)的結構，加粗放殘管的通徑,將放殘柜與掃氣箱設計成一個連通的封閉空間，不定時放殘，以確?；钊虏靠臻g的污油能順利、不斷地流出掃氣箱，從而盡量減少活塞下部空間的污油堆積，消除掃氣箱著火的物質(zhì)條件。（2） 提高增壓壓力。改善換氣質(zhì)量 如果柴油機增壓器的增壓范圍設計的余量較小，再加上長期使用,混合效率漸低，必然導致柴油機動力下降。柴油機長期在空燃比偏小、排氣溫度偏高的工況下工作，必然會造成氣缸

41、內(nèi)燃燒狀況的惡化。為此，應盡量選擇調(diào)壓范圍較大的增壓器，以改善工況，提高柴油機的運行效率。定期清潔壓氣機濾網(wǎng)、空冷器和余熱鍋爐盤管，使其保持良好的技術狀態(tài)。同時保持增壓器工作良好，保證換氣質(zhì)量?？刂茠邭鉁囟炔怀^150。C,消除掃氣箱內(nèi)燃氣倒沖的客觀因素。（3） 提高液壓啟閥系統(tǒng)閥件的密封質(zhì)量 對液壓伺服泵高壓溢流閥的液流壓力及時有效地監(jiān)測，確保排氣門開啟的有效性，防止排氣門打不開，使燃氣倒沖回掃氣箱，導致掃氣箱著火。定期檢查液壓伺服泵的工作狀況,確保排氣門開啟的準確性。另外：(1) 按說明書規(guī)定的時間間隔，定期檢查和徹底清洗掃氣空間所有壁面，放殘管及閥臟堵時必須清通；(2) 掃氣箱及各缸掃氣

42、室放殘閥，每班至少打開兩次，直至放出積存的油污為止；(3) 控制適當?shù)膾邭鉁囟?(4) 避免長期低速運轉(zhuǎn), 以防燃燒不良;(5) 避免超負荷運轉(zhuǎn)，以防加劇磨損及燃氣漏泄；(6) 處在部分負荷狀態(tài)運轉(zhuǎn)時，要減少氣缸油的注油量；(7) 遇惡劣天氣航行時，避免負荷突變范圍過大；(8) 按說明書的規(guī)定周期,檢查噴油器的噴油壓力及霧化狀態(tài);(9) 正確調(diào)整噴油泵的噴油定時；(10) 定期檢查活塞、活塞環(huán)及環(huán)槽的技術狀態(tài)，不合要求時及時更換或修復;(11) 定期檢查汽缸套的磨損、圓度及圓柱度情況,超過極限值時應及時更換或修復。9 柴油機的日常運行管理9。1燃油系統(tǒng)的維護保養(yǎng)要注意以下事項9。1.1燃油型號

43、的選擇和粘度的控制 由于市場上有的重油質(zhì)量差，或摻混不均或船上加熱設備太簡易，往往無法加熱到燃燒所需的溫度。當有上述情況之一時,油質(zhì)就要選擇好一些.9。1。2 高壓泵維護保養(yǎng) 要注意防止柱塞偶件過度磨損和高壓泵燃油外漏問題，前者要加強燃油凈化的粘度控制后者可通過測量凸輪軸油柜油位。一旦升高，說明高壓泵密封圈損壞，要及時檢修更換。9.1。3噴油器的維護保養(yǎng) 噴油器的特殊結構使管理者不好維護保養(yǎng)，在試壓時，主要通過檢查油壓的建立和霧化質(zhì)量、油壓建立受止回閥泄漏情況的影響。因為噴油器設計為燃油可在內(nèi)部循環(huán)加熱,只有當油壓上升到約2Mpa時旁通孔關閉滑閥打開，升壓噴油，一旦泄漏，油壓無法建立，或建立速

44、度太慢。噴油提前角減小，供油量減少，霧化不良，解決的辦法就是更換止回閥。9。2燃燒室各部件過速損壞的預防和管理9。2。1 活塞和活塞環(huán)活塞環(huán)必須封住活塞和氣缸套之間的間隙，這種密封是靠活塞環(huán)自身的張力和作用在活塞環(huán)上面和背面的氣體壓力來實現(xiàn)的.如果由于活塞環(huán)選配間隙太大或太小，或磨損太甚，活塞環(huán)槽磨損后變寬或形成臺階，氣體壓力就無法迫使活塞環(huán)壓向活塞環(huán)槽平面和壓向氣缸套內(nèi)壁形成良好的密封，造成漏氣其結果使活塞環(huán)和環(huán)槽大量積碳，而使環(huán)不能在環(huán)槽內(nèi)活動?；颦h(huán)槽內(nèi)積炭使活塞環(huán)在交變的彎曲下斷裂,燃氣漏泄，促使油膜破壞，導致氣缸套磨損加劇;9.2。2燃氣下竄,引起掃氣箱著火，預防的措施一是加強氣缸內(nèi)部

45、定期的檢查，通過人進人掃氣箱、盤車檢查、檢查內(nèi)容請按說明書內(nèi)容進行,并做好記錄。二是通過記錄數(shù)據(jù)的比較和現(xiàn)場觀察，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)粘住、折斷、活塞環(huán)槽斷裂,或缸套拉痕嚴重，馬上就要吊缸檢修，建議掃氣箱內(nèi)部檢查周期為300600小時；活塞檢修周期為2000 3000小時。勤檢查，及時發(fā)現(xiàn)，早做處理是預防掃氣箱著火非常有效的措施。9.2。3氣缸套的管理主要要防止缸套過度磨損和橢圓度、錐度產(chǎn)生。除了上述分析的原因外,要特別注意氣缸油潤滑問題,根據(jù)說明書的推薦氣缸油用量用油。氣缸套內(nèi)壁濕潤程度和掃氣箱放殘情況來適時調(diào)整 氣缸油堿度的選擇，要根據(jù)所使用燃油的含硫量和粘度來確定.吊缸時要注意檢查缸套注油有否堵塞

46、；平時值班要注意注油器上觀察管玻璃有否裂紋,止回閥鋼珠有否跳動等等。測量缸套時要注意二個參數(shù)：一是磨損量；二是橢圓度、錐度。當這兩參數(shù)同時超限時，橢圓度、錐度大的一缸要先換新。當然 換缸套時還要考慮活塞的磨損量，調(diào)整裝配間隙有時也可延長缸套壽命.9。3日常運行管理9.3.1噴油器保持燃油良好的霧化質(zhì)量.縮短油頭檢查周期，噴油器應每月檢查、泵壓一次，檢查油霧的噴射角和貫穿力，確保良好的霧化效果.對噴油器來源地應有記錄，有條件的話盡量使用原廠的噴油器及其配件,對配套廠的噴油器應重點跟蹤檢查。對發(fā)現(xiàn)掃氣箱火星較多的缸更應及時抽檢。9.3.2柴油機保持較高的掃氣壓力.注意觀察增壓器的轉(zhuǎn)速和掃氣壓力，如有下降應及時報告。增壓器長期工作，軸承磨損，使葉片與噴環(huán)間隙過