某型柴油主機(jī)輸出功率不足的故障分析與排除

一、故障現(xiàn)象及經(jīng)過1、故障現(xiàn)象在航行狀態(tài)下，主機(jī)轉(zhuǎn)速接近600rpm時，排氣溫度達(dá)到最高允許溫度580℃（該主機(jī)為8L20/27型四沖程柴油機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1000rpm），且排氣煙色濃黑。2、故障經(jīng)過某船在航行途中，推進(jìn)器被漁網(wǎng)纏繞，輪機(jī)值更員發(fā)現(xiàn)柴油主機(jī)負(fù)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(jī)出現(xiàn)敲缸聲。考慮到在當(dāng)時風(fēng)浪較大的海況下停機(jī)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(dá)目的港后，清除推進(jìn)器纏繞物，之后進(jìn)行碼頭系泊試車時，發(fā)現(xiàn)主機(jī)空車時（試驗(yàn)轉(zhuǎn)速從420至980rpm），運(yùn)轉(zhuǎn)基本正常，排氣煙色正常，但帶漿運(yùn)行時，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸增加至480rpm時，總管排氣溫度達(dá)到580℃，排氣煙色持續(xù)濃黑且排氣壓力明顯不足。進(jìn)行海上試航時，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速接近600rpm時，總管排氣溫度達(dá)到580℃，排氣煙色濃黑且排氣壓力不足。再增加柴油機(jī)供油量，轉(zhuǎn)速增加不明顯，柴油機(jī)不能達(dá)到應(yīng)有的轉(zhuǎn)速，輸出功率也明顯不足。二、故障分析與排除該柴油帶漿工作達(dá)不到應(yīng)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(fù)荷外，通常主要有兩大方面：進(jìn)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(jìn)器的纏繞物已清除且主機(jī)盤車檢查并無異常，潛水員在清除推進(jìn)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(yán)重，由此可推斷，柴油機(jī)的故障現(xiàn)象不是由超負(fù)荷引起的。為此，應(yīng)重點(diǎn)從燃油系統(tǒng)及進(jìn)排氣系統(tǒng)方面進(jìn)行檢查。1、燃油系統(tǒng)（1）在帶負(fù)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）檢查供油提前角，發(fā)現(xiàn)八個缸全部在正常范圍之內(nèi)。（3）拆檢全部八個缸噴油器，在噴油器試驗(yàn)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(jī)故障的決定性因素。2、進(jìn)排氣系統(tǒng)（1）檢查增壓器吸氣濾網(wǎng)，比較清潔。（2）拆檢中冷器，沒有臟堵現(xiàn)象。冷卻水系統(tǒng)工作也正常。（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(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，慣性正常，無異?？?。（3）考慮到柴油機(jī)曾在推進(jìn)器被漁網(wǎng)纏繞且大風(fēng)浪航行的情況下工作了近20小時，在這種極易超負(fù)荷的工況下運(yùn)行，容易對燃燒室組件產(chǎn)生不利的影響，組織輪機(jī)人員對主機(jī)再進(jìn)行一次試車，經(jīng)反復(fù)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(dá)到密封要求后，回裝氣缸蓋，試車，主機(jī)恢復(fù)正常。三、一點(diǎn)體會通常，多缸柴油機(jī)如果僅有一個缸燃燒不良，會造成柴油機(jī)排氣冒黑煙，但冒黑煙一般是周期性的（四沖程柴油機(jī)通常每轉(zhuǎn)兩圈會出現(xiàn)一次冒黑煙），整臺柴油機(jī)的輸出功率會有一定程度的下降，但不應(yīng)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(jī)第三缸排氣閥關(guān)不嚴(yán)，除了引起該缸進(jìn)氣不足、排氣不盡、壓縮壓力不足，燃燒不良從而導(dǎo)致單缸輸出功率不足之外，更關(guān)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(yùn)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(jìn)氣量，造成整機(jī)燃燒不良，導(dǎo)致整機(jī)的性能大幅下降。在外觀上也就出現(xiàn)了帶負(fù)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(jī)空車運(yùn)行時外觀基本正常的原因，筆者認(rèn)為，在空車運(yùn)行時，由于負(fù)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(jī)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(jī)