某型柴油主机输出功率不足的故障分析与排除

一、故障现象及经过1、故障现象在航行状态下，主机转速接近600rpm时，排气温度达到最高允许温度580℃（该主机为8L20/27型四冲程柴油机，额定转速为1000rpm），且排气烟色浓黑。2、故障经过某船在航行途中，推进器被渔网缠绕，轮机值更员发现柴油主机负荷突增，排气总管温度过高，增压器前排气温度超过580℃允许极限值，主机出现敲缸声。考虑到在当时风浪较大的海况下停机清除缠绕物没有安全保障，该船采取降速措施，继续航行约20小时到达目的港后，清除推进器缠绕物，之后进行码头系泊试车时，发现主机空车时（试验转速从420至980rpm），运转基本正常，排气烟色正常，但带浆运行时，当转速逐渐增加至480rpm时，总管排气温度达到580℃，排气烟色持续浓黑且排气压力明显不足。进行海上试航时，当主机转速接近600rpm时，总管排气温度达到580℃，排气烟色浓黑且排气压力不足。再增加柴油机供油量，转速增加不明显，柴油机不能达到应有的转速，输出功率也明显不足。二、故障分析与排除该柴油带浆工作达不到应有的转速，且排气冒黑烟，可见，柴油在气缸内燃烧条件变差，燃烧不完善。造成这种情况的因素，除了超负荷外，通常主要有两大方面：进排气系统方面的原因和燃油系统方面的原因。由于推进器的缠绕物已清除且主机盘车检查并无异常，潜水员在清除推进器的缠绕物的同时，也检查了舷外水线下船体情况，海生附着物在船壳上滋生并不严重，由此可推断，柴油机的故障现象不是由超负荷引起的。为此，应重点从燃油系统及进排气系统方面进行检查。1、燃油系统（1）在带负荷情况下检查各缸供油量：在系泊转速为480rpm及航行状态下转速为600rpm时，各缸排气温度相差不大，爆炸压力相差也不明显，从检爆阀查看燃烧情况，都有一定程度的燃烧不完善情况。各缸供油量直观上相差不明显。（2）检查供油提前角，发现八个缸全部在正常范围之内。（3）拆检全部八个缸喷油器，在喷油器试验台上检查，喷油器状态正常，没有发现喷咀有滴油或雾化不良现象。从上面几个检查内容来分析，初步判断，燃油系统方面的因素不是柴油机故障的决定性因素。2、进排气系统（1）检查增压器吸气滤网，比较清洁。（2）拆检中冷器，没有脏堵现象。冷却水系统工作也正常。（3）检查增压器。试车时，无异常振动及声响；停车拆检，发现废气涡轮喷咀处积碳不多，盘动增压器转子，运转平稳，惯性正常，无异常卡滞感。（3）考虑到柴油机曾在推进器被渔网缠绕且大风浪航行的情况下工作了近20小时，在这种极易超负荷的工况下运行，容易对燃烧室组件产生不利的影响，组织轮机人员对主机再进行一次试车，经反复检查，发现第三缸存在疑似气阀漏气的声音。经拆缸盖检查，发现该缸排气阀座有烧痕。更换该缸排气阀座并研磨达到密封要求后，回装气缸盖，试车，主机恢复正常。三、一点体会通常，多缸柴油机如果仅有一个缸燃烧不良，会造成柴油机排气冒黑烟，但冒黑烟一般是周期性的（四冲程柴油机通常每转两圈会出现一次冒黑烟），整台柴油机的输出功率会有一定程度的下降，但不应出现像本案例中的输出功率大幅下降。在本故障案例中，由于柴油机第三缸排气阀关不严，除了引起该缸进气不足、排气不尽、压缩压力不足，燃烧不良从而导致单缸输出功率不足之外，更关键的是，由于该缸不按配气定时的排气漏泄，干扰了其它气缸的正常排气，对增压器的运行也造成了干扰，致使增压器吸入新鲜空气量减少，从而影响到其它各缸的进气量，造成整机燃烧不良，导致整机的性能大幅下降。在外观上也就出现了带负荷工作时大量持续的排气冒黑烟、各缸都出现燃烧不良的情况。对于柴油机空车运行时外观基本正常的原因，笔者认为，在空车运行时，由于负荷轻，供油量小，气缸内压力小，因而第三缸漏泄也相对较轻，对其它缸的影响出相对较小，所以主机能加速到较高转速，排气烟色也基本正常。本次故障排除过程船上轮机