内河船舶柴油机动力不足故障原因探析

柴油机是目前绝大部分船舶常见的动力源，按其用途可分为三类：主推进装置、发电设备原动机、各种泵的原动机。由于船舶是一种漂浮的水上工程建筑物，其营运工况较为特殊，柴油机通常处在振动、摇晃、高温、潮湿、高粉尘等恶劣环境下工作；此外，由于保养不当等原因，船舶柴油机经常出现动力不足故障。主推进装置柴油机（简称主机）动力不足故障时表现为柴油机启动正常，船舶负载时冒黑烟，带不动与之配套的工作机械。此外主机还时常伴有声音沉闷无力，耗油量高，冷却水升温较快，柴油机容易全身过热，排气温度下降等现象。发电柴油机功率不足时表现为发电机转速和电压不稳，灯光较暗，增加负荷时转速下降明显。泵的原动机动力不足时会出现泵等流量、压头下降，声音、振动明显增大等。主机动力不足会导致船舶油耗增大，推进无力，速度明显降低，影响船舶营运效率，如不及时解决，将可能引发柴油机其他故障，严重时甚至导致船舶失去动力，发生碰撞、翻沉等事故，因此，柴油机动力不足故障应引起足够的重视。一、船舶柴油机动力不足时的原因对船舶柴油机而言，引起柴油机动力不足故障的原因很多，几乎涵盖了柴油机所有机构和系统。归纳起来，主要包括以下四个方面：（1）气（进气系统和排气系统）；（2）油（包括低压油路和高压油路）；（3）柴油机本身（如气缸磨损、控制系统或传感器故障等）；（4）环境因素。1、进气不足船舶停靠港口码头时，装卸矿粉、黄沙、石灰等货物会产生大量的粉尘，易导致柴油机空气滤清器脏污，进气阻力增大而使得柴油机进气量不足；浑浊的江河湖水含有大量泥沙，在外循环冷却过程中，易导致中冷器堵塞、冷却效果降低，以致进气温度过高，使得进气量相对减少；压气轮叶轮脏污及进气管漏气也是常见故障。2、排气不畅因航道、桥梁、水闸等航行条件的限制，内河船舶机舱、船员舱室等处所空间有限，船舶设计时，为避免柴油机排气管道通过船员居住舱室，往往使得排气管道多达3个以上的直角弯头，增大了船舶排气阻力。此外，消声器脏污也是排气不畅的一个重要因素。3、供油不足船舶因振动原因易导致辅柴油机油箱破裂，检验中发现，船员通常会使用塑料桶代替油箱，塑料软管作为进油管路，这样便会使得辅柴油机进油软管折弯或被压扁，而使得柴油机供油不足；此外，燃油管路太细太长、泄漏也是造成船舶供油不足的重要原因之一。4、外部因素船舶航行于水温、气温较高的热带区域，因环境温度高、湿度大，使得中冷器进水温度高而导致柴油机冷却不够；此外，柴油机过热、部件异常磨损、柴油机拉缸烧瓦抱轴、人员疏于保养等也是柴油机动力不足的原因之一。二、诊断测试方法由于柴油机在船舶中用途不同，对不同用途的柴油机其诊断动力不足的方法就有所不同。1、主机测试方法作为船舶主推进装置的柴油机（主机），可通过主机负载运行进行测试。如果主机出现启动正常，怠速正常，多数情况下高速空转也正常，主机负荷作业冒黑烟，且负荷越大冒黑烟现象越严重，小负荷一般不会自动熄火，大负荷可能会自动熄火等现象时，可去掉空气滤清器滤芯或进气歧管前的进气管路，启动柴油机并带负荷短暂运行（一般不超过十分钟），如果冒黑烟现象减少且柴油机动力恢复正常，则表明主机动力不足故障是由于进气系统（一般是空气滤清器滤芯）堵塞造成的。如果主机排烟温度过高，冒黑烟现象严重，无法达到额定转速时，可初步推侧是由主机排气不畅所致。对增压主机，可去掉涡轮出口后的排气管路，而对非增压主机，则去掉排气歧管后的排气管路，然后起动主机短暂（带负荷）运行，如果运行正常，可初步诊断排气系统存在堵塞现象。如果主机运转均匀、排烟较少，急加速时稍有黑烟排出，主机无法达到最高空转转速，加大油门时甚至自动熄火，可以判断各缸内燃油燃烧充分，而最大油量不够，因而影响主机最大功率。2、发电柴油机测试方法对于发电柴油机，可用发电机作为最大功率的检测手段。此时将柴油机的油门置于最大油量位置，发电机最大的电功率为Pe1，则柴油机的最大功率Pe：不作为发电动力的柴油机，可用无外载测功法求出最大有效功率。此时应将柴油机和后面配套的工作机械脱开，突加油门，用无外载测功仪测试柴油机从怠速到标定转速所用的加速时间，根据加速时间和最大功率的关系，可方便的求出此时的最大功率。对于诊断柴油机功率不足原因的方法，可用比较法找出影响功率不足的零部件，如喷油泵、喷油嘴偶件等；用析检法找出影响功率不足的零部件，如缸套、活塞环等；用仪器诊断法找出影响功率不足的参数和部件，如用曲轴箱漏气仪诊断活塞环密封情况，压力表或压差计诊断各种滤清器是否污堵，增压器工作是否正常，润滑系统是否工作正常等。三、故障排除措施根据柴油机动力不足的现象，分析原因，诊断故障发生的部位，有的放矢的予以排除。1、保证燃油系统工作正常添加符合要求的燃油，并避免燃油混装（不同批次、不同炼油厂家的燃油因其理化性能的差异，会出现燃油浑浊、沉淀等现象）；打开所有进出柴油机油路阀门，保证油路通畅；清洗燃油滤清器；排除油路中的空气；清洗或更换喷油嘴偶件，使其雾化良好；检查和调整供油提前角；检查调整各缸供油量，使基本一致；检查或更换磨损大的油泵柱塞和出油阀；检查和调整供油齿杆，使其能加油到最大功率位置。2、保证进排气系统处于良好的工作状态清洗空滤器、中冷器、压气机和排气消声器；检查和调整配气定时和配气间隙；检查修理存在漏气的进排气管路；检查和修理工作效率低下的增压器系统；检查和修理活塞、缸盖，清除积炭；更换活塞环；研磨气门；调整油头伸出缸盖平面的高度和缸盖压缩余隙；对损坏的缸套、活塞、轴瓦等予以修理或更换。3、对环境因素造成的原因采取以下措施对中冷器排水温过高，应找出冷却系统故障，并予以排除，使其符合要求；对环境温度过高，环境气压过低时，应对功率进行修正或更换高压比的增压器和高效率中冷器，以对该状态下的功率进行恢复。四、结束语内河船舶柴油机动力不足故障较为普遍，应根据柴油机所表现出来的症状，准确判断故障原因及部位，及时的予以排除。本文认为船舶柴