[摘要]文章針對8320CZ柴油機在啟動、換向操作過程中出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象進行成因分析。通過檢修系統(tǒng)執(zhí)行元件排除故障。并提出相應的改進措施。

[美鍵詞]柴油機；啟動；換向；失靈；排除

[作者簡介]鐘妙清，廣東交通職業(yè)技術學院輪機管理助理實驗師，研究方向：船舶輪機管理與制冷空調設備自動化，廣東廣州。510800

[中圖分類號]U464

[文獻標識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)05-0052-0002

一、故障分析

(一)分析思路

1，故障確診：通過查看輪機日志或柴油機運行記錄，了解故障發(fā)生時的使用環(huán)境、現(xiàn)象部位、狀態(tài)過程，大致確定柴油機故障發(fā)生的系統(tǒng)與性質。

2，選用維修方案：根據(jù)現(xiàn)場實際情況和故障信息，確定維修項目、內容，制定出實效修理計劃方案及維修進程表，填寫柴油機修理項目單。

3，準備工量具和材料：詳細考慮和預見柴油機維修過程細節(jié)和突發(fā)情況等因素，將維修時需要的工量具和材料準備充分。

(二)分析方法

1，分析法。根據(jù)柴油機故障表征情況、故障發(fā)生的時間和過程，對柴油機各系統(tǒng)進行綜合考慮，檢測元件有無破損、變形、變色和異味，分析故障形成原因，縮小維修范圍。

2，篩選法。根據(jù)故障排查結果，結合柴油機操作控制流程和故障后的反饋信息，對有可能引起故障的各種條件因素認真篩選，找出引起故障的前因后果，確定維修零部件。

3，比較法。對于檢查、判斷或維修有困難的零部件，在檢修時可用規(guī)格型號相同的新備件替換后確定，以提高維修效率。

二、故障排除過程

現(xiàn)在以8320CZ柴油機使用管理過程中遇到的操縱故障為例，闡述故障的分析與排除過程。有關參數(shù)如下：額定轉速428轉，分；活塞行程480毫米；額定馬力1320匹，壓縮空氣啟動可逆轉直列式四沖程柴油機。機艙集中監(jiān)控與報警系統(tǒng)采用FCS現(xiàn)場總線系統(tǒng)與雙機冗余設計，自動化監(jiān)測系統(tǒng)使用OPC體系C／S應用模式和分布式控制系統(tǒng)，監(jiān)控軟件的操作平臺為Windows xp操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件為Force Control 6，0實時應用軟件。

(一)故障表征

一次柴油機日常運行維護操作中，在對柴油機潤滑油系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)等進行檢查準備，后用機旁操縱手輪對柴油機進行啟動、調速、停車及換向操作測試正常，備車程序結束后交給駕駛室操縱。柴油機運行約10分鐘后換向操作時突然停車，運行監(jiān)控系統(tǒng)報警提示換向操作失敗，于是再次啟動柴油機，但未能成功，監(jiān)控系統(tǒng)顯示操縱系統(tǒng)故障。隨后在機艙用操縱手輪操作柴油機，發(fā)現(xiàn)柴油機啟動和換向時需要事先將操縱手輪置于順車或倒車的位置，用手推動啟動輔助手柄向順車或倒車方向偏轉來實現(xiàn)。柴油機啟動運轉后，則可由操縱手輪完成調速與停車指令的操作。

(二)故障檢修

柴油機操縱系統(tǒng)狀態(tài)正常良好時，對柴油機操作既可通過安裝在機旁的操縱手輪完成，也可以由集控室遙控操作實現(xiàn)。柴油機出現(xiàn)這種操縱故障后很大程度上影響著機器的使用性能和安全系數(shù)，為此對柴油機故障原因作進一步分析檢查。按照柴油機操縱手輪過程控制，在系統(tǒng)正常前提下如果凸輪軸在順車位置，當操縱手輪轉動至順車運轉位置順車啟動(當凸輪軸在倒車位置時開順車為換向)時，放氣凸輪動作使順車滑閥關閉；停車斷油凸輪轉動進油調節(jié)桿開始工作，擺式凸輪旋轉讓順車控制閥開啟，完成以上連鎖操作后，壓縮空氣經(jīng)控制閥門、管道流至減壓閥，減壓出來的低壓空氣其中一路將流向伺服器的左端，推動柱塞使下軸朝逆時針方向轉動，這時的伺服器右端空氣經(jīng)控制閥至倒車放氣滑閥排人大氣，從而帶動啟動輔助手柄同方向偏轉。由故障過程現(xiàn)象反饋得知，通過操縱手輪和啟動輔助手柄的配合操作能夠完成柴油機操縱手輪的控制功能，初步判斷為：故障是由于操縱手輪執(zhí)行氣路上的閥件動作失常引起的。修理時應該可以將檢修范圍確定在操縱箱上軸所控制的10kgf/cm2壓力氣體的執(zhí)行氣路部分與控制閥后的機械執(zhí)行閥件部分。

從對柴油機的檢修維護理念出發(fā)，對壓縮空氣鋼瓶截止閥、主啟動閥、伺服器和控制閥進行解體檢修，清洗吹凈加清潔潤滑油后原樣裝復。隨后拆下主啟動閥上的壓力表，在原壓力表接頭處直接用高壓氣管與控制閥執(zhí)行氣路出口連接，將壓縮空氣輸出壓力控制在10kgf/cm2，順、倒車轉動操縱手輪試驗，啟動輔助手柄能正常偏轉，進一步確定故障是由執(zhí)行氣路方面的問題引起的。因而，對柴油機啟動系統(tǒng)中氣路元件空氣過濾器清潔、閥門研磨等處理。在檢測指示執(zhí)行氣路上壓力表準確性時，發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)誤差過大，換用規(guī)格相近的壓力表測得柴油機啟動時壓力為6kgf/cm2，與8320cz柴油機啟動空氣壓力為10kgf/cm2的要求相差較大。用外接壓力表對進入減壓閥前的壓縮空氣壓力測量，壓力讀數(shù)與空氣瓶內的壓力相近，于是便將壓縮空氣減壓閥(如圖1)從柴油機拆下解體檢查。閥體外觀完整，調壓彈簧彈力明顯不夠，薄膜片變形且取出后幾乎無法裝復，減壓活門元件損壞，其余元件均完好。更換減壓閥彈簧、薄膜片和減壓活門元件后將減壓閥原位置安裝，用操縱手輪啟動柴油機，啟動輔助手柄偏轉飛輪轉動，接著很快啟動輔助手柄回中復位，柴油機停止轉動，這里關聯(lián)著另外一個故障。

(三)新故障的處理

維修中期碰到這種情況，大多數(shù)是由于柴油機系統(tǒng)的某一系統(tǒng)出現(xiàn)問題所致，于是更換日用油柜的燃油并對油質油品油壓和系統(tǒng)管道上的閥門進行全面徹底的排查，接下來重新檢查各個系統(tǒng)，確認正確后再次用操縱手輪啟動，柴油機故障依舊。通過試驗測算啟動輔助手柄偏轉、回中時間約為2—3秒，倘若在啟動輔助手柄回中前用外力推住它并保持4—6秒，柴油機能夠發(fā)火啟動運轉。因此，從控制啟動輔助手柄行程時間角度考慮，旋進延時放氣閥調節(jié)螺釘1/2圈(如圖2)，順車操作操縱手輪，這回柴油機成功啟動、運轉。停車后又用操縱手輪對柴油機進行換向、倒車啟動、調速及停車等系統(tǒng)操作時，動作執(zhí)行靈活正常。至此操縱手輪操作功能已完全復原，柴油機操縱手輪操作故障得到排除。

(四)故障成因分析

首先，壓縮空氣系統(tǒng)中的水分會在氣瓶、管道系統(tǒng)、空氣濾網(wǎng)和減壓閥等元件上析出，使金屬閥件、運動表面生銹，增加了工作阻力，系統(tǒng)中的油污雜質會讓管徑有效流通截面積變小甚至堵塞，致使柴油機因為沒有足夠的啟動力矩、轉速而不能發(fā)火啟動。其次，減壓閥元件損壞，降低了減壓閥出口壓縮空氣的壓力和流量，使之不能克服推動伺服器小活塞的彈簧張力，去轉動下軸及啟動輔助手柄，進而不能完成使柴油機啟動、換向操作。這是引起操縱手輪操作失靈故障的關鍵所在。另外，柴油機技術保養(yǎng)制度不完善或執(zhí)行不徹底，是不可忽視的主要原因。在對柴油機進行維護管理時，必須根據(jù)柴油機具體使用條件和環(huán)境，認真執(zhí)行柴油機的日常維護和各級技術保養(yǎng)。還有，延時放氣閥調整不恰當，會使柴油機雖然能轉動但不能維持運轉。其原因可能是：

1，延時放氣閥運動零部件受阻甚至推不動，必須拆檢清洗延時放氣閥，加潤滑油使其恢復正常。

2，延時放氣閥調節(jié)螺釘開度不適合，需要適當旋進或旋出調節(jié)螺釘調整開度，使柴油機啟動時間在6～1O秒鐘之內。

三、改進措施

柴油機維修后投入正常使用大約一個星期，壓縮空氣減壓閥薄膜片變形穿孔引起類似上次檢修前的操縱故障。根據(jù)這段時間對故障檢修過程和形成原因分析，對柴油機操縱系統(tǒng)的控制執(zhí)行氣路閥件，提出以下改進實施方案。

一是壓縮空氣系統(tǒng)管路上的濾網(wǎng)、閥件等使用防銹材料，前后并聯(lián)安裝優(yōu)質截止閥、壓力表，并定期排放壓縮空氣瓶內積水，盡可能減少水分對金屬部件的影響。

二是減壓閥控制系統(tǒng)采用冗余設計，優(yōu)先選用并聯(lián)雙回路方案，必要時使用雙級混合式減壓閥。如果要在原減壓閥上改動，可先對減壓活門座進行改良，加工成錐形接觸，然后按實際需要制作裝設有調節(jié)閥和單向閥的銅管或防油耐高壓軟管分別接在減壓閥接高壓表與接控制閥處，以更好地適應用氣量的變化。

三是在柴油機上加裝控制執(zhí)行氣路監(jiān)控裝置和相應的軟件系統(tǒng)。

柴油機通過改進完善和檢修維護后，操縱控制、動作執(zhí)行和運轉參數(shù)狀態(tài)正常良好，沒有再出現(xiàn)與維修前相似的故障。

四、結語

柴油機作為船舶的心臟是推動船舶螺旋槳裝置的唯一動力，其運行性能直接影響著船舶船員的人身財產(chǎn)安全和營運經(jīng)濟效益，在使用過程中應該嚴格遵守各項操作規(guī)程，以認真負責的工作態(tài)度履行柴油機日常維護、技術保養(yǎng)職責，預防和減少故障的發(fā)生。為了達到優(yōu)質高效維修管理目的，輪機人員要熟練掌握設備各種突發(fā)故障的應對排除方法，提高搶修效率，確保設備盡快恢復正常運行。