劉海冰

摘要：船用柴油機是船舶運行的主要動力中心，船用柴油機常見故障診斷對于保證船舶航行及人員安全至關(guān)重要。由于船用柴油機的運行系統(tǒng)由各個零部件及動力結(jié)構(gòu)組成，其系統(tǒng)構(gòu)造較為復雜，因此船用柴油機的維修難度較高，且故障率較大。為了有效確保船用柴油機常見故障的診斷，分析其常見故障及起因，并采用相對應(yīng)的策略，更好的為船用柴油機安全、經(jīng)濟、高效運行提供基礎(chǔ)保障。

關(guān)鍵詞：船用柴油機;維修;常見故障;對策

中圖分類號：U262.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0107-02

0? 引言

當前，我國船舶所使用的發(fā)動機類型大多是柴油發(fā)動機。從船用柴油機的基本組成與動力構(gòu)造視角出發(fā)，柴油機的修理不僅僅是簡單的零部件換裝、拆卸組裝，更在于對柴油機內(nèi)部系統(tǒng)的分析。因此，對船用柴油機常見故障的診斷率直接影響著柴油機的維修效果。實際情況中，一方面由于維修人員的技術(shù)有限，另一方面由于柴油機本身系統(tǒng)故障的復雜、隱蔽性強，造成維修成本高及資源浪費。文章結(jié)合著船用柴油機的系統(tǒng)構(gòu)成，分析其常見的故障，并尋找有效診斷故障及維修的對策，從而為船舶航行提供動力基礎(chǔ)。

1? 船用柴油機的基本系統(tǒng)組成

1.1 機體組件與曲柄連桿系統(tǒng)

首先，船用柴油機的基本系統(tǒng)由各個部件與動力結(jié)構(gòu)共同組成，其中機體組件系統(tǒng)是柴油機的基本骨架，是柴油機在船舶上得以運轉(zhuǎn)的骨架基礎(chǔ)。機體組件系統(tǒng)由各個零部件共同組成，是柴油機整體系統(tǒng)的有機統(tǒng)一，如氣缸蓋、氣缸體等部件，均是船用柴油機的機體組件系統(tǒng)的重要部分。其次，曲柄連桿系統(tǒng)是船用柴油機系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的樞紐，在柴油機與船舶其它動力系統(tǒng)之間發(fā)揮著紐帶式的作用[1]。曲柄連桿系統(tǒng)的主要工作是負責將活塞的往復運動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對此，曲柄連桿系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直接影響著整個船舶運行的穩(wěn)定性。曲柄連桿系統(tǒng)主要由活塞組、連桿組、曲軸飛輪組等部件共同構(gòu)成。

1.2 進排氣與燃油供給系統(tǒng)

首先，進排氣系統(tǒng)是船用柴油機的呼吸系統(tǒng)，其主要功能機制是為船用柴油機提供充足、干凈的新鮮空氣，為柴油機內(nèi)部的動力燃燒提供新鮮的氧氣，保證柴油機的基本工作。同時，進排氣系統(tǒng)也負責著將柴油機燃燒后的廢氣排出，保證柴油機內(nèi)部系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)。對此，進排氣系統(tǒng)是柴油機經(jīng)濟、高效運行的重要保障，其主要由進排氣門等部件構(gòu)成。其次，燃油供給系統(tǒng)是船用柴油機的主要內(nèi)部系統(tǒng)組成，其主要由高壓油泵、噴油器等部件組成。燃油供給系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系著柴油機的整體運轉(zhuǎn)，更決定著整個船舶的有效運行。燃油供給系統(tǒng)的主要作用機制是按照船用柴油機一定的負荷，為船用柴油機提供燃料供給，向柴油機氣缸內(nèi)噴入適當?shù)娜剂?，從而保證整個柴油機系統(tǒng)的工作。

1.3 潤滑與冷卻、啟動系統(tǒng)

首先，潤滑系統(tǒng)是船用柴油機的運行的系統(tǒng)保障，其主要目的是以一定壓力不斷的為柴油機各個零部件及系統(tǒng)輸送清潔的潤滑油，保證柴油機各個部件的動力輸出，減少各個部件之間因摩擦帶來的材料損耗，同時減少摩擦阻力，確保機器設(shè)備的高效運行。潤滑系統(tǒng)主要由滑油泵、滑油管等部件構(gòu)成。其次，冷卻系統(tǒng)是保證柴油機能夠在正常溫度下工作，避免因柴油機長時間運行帶來的高溫損耗，其主要由水泵、水箱等部件組成。最后，啟動系統(tǒng)方面，其主要動力機制是提供外部動力供船用柴油機的安全可靠啟動[2]。關(guān)于船用柴油機的基本系統(tǒng)組成如圖1所示。

2? 船用柴油機維修的常見故障

2.1 氣缸套故障

氣缸套一般是在主機的氣缸體孔中發(fā)揮作用，是一個像杯子一樣的圓筒形器件。氣缸套根據(jù)作用其形式不同，一般分為干式缸套式、濕式缸套式和無氣缸套式三種。由于氣缸套與缸蓋、活塞形成密閉的氣缸套工作的空間?；钊ㄟ^氣壓的作用在氣缸內(nèi)不斷進行往復運動發(fā)揮氣缸的作用。其工作過程中涉及到大量的系統(tǒng)參與，因此是船用柴油機最容易發(fā)生故障點之一。最常見的故障就是氣缸套穴蝕。由于船舶柴油機在運行的當中，活塞要進行不斷的反復運動，造成汽缸內(nèi)部的溫度持續(xù)升高，氣缸套內(nèi)部與外部壓力不均衡，一旦活塞在運動的過程中容易發(fā)生持續(xù)沖擊缸套外表的現(xiàn)象，造成氣缸套外部金屬脫落，發(fā)生氣缸套穴蝕的現(xiàn)象[3]。一旦氣缸套穴蝕，整個氣缸套系統(tǒng)將發(fā)生變化，柴油機將出現(xiàn)運轉(zhuǎn)故障甚至停止運轉(zhuǎn)。

2.2 滑動軸承故障

滑動軸承作為船用柴油機主要系統(tǒng)構(gòu)成之一，是柴油機系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的物件。一方面，滑動軸承始終在柴油機中發(fā)揮著樞紐溝通式的作用，只要柴油機運轉(zhuǎn)，滑動軸承就無時無刻不在運動著，由于滑動軸承的持續(xù)運轉(zhuǎn)，需要干凈的潤滑油加入，一旦潤滑油中含有異物，直接導致滑動軸承的軸瓦表面有凹槽產(chǎn)生，滑動軸承的壽命將大大降低，極其容易出現(xiàn)運轉(zhuǎn)終止的情況。另一方面，滑動軸承在運轉(zhuǎn)過程中，將持續(xù)的對軸承部件進行損耗，此類損耗是不可挽回的損耗，一旦滑動軸承的損耗過于嚴重，檢修人員在沒有識別出故障問題或及時更換部件的前提下，滑動軸承容易發(fā)生運轉(zhuǎn)偏向，甚至出現(xiàn)龜裂、斷軸等現(xiàn)象，對整個船舶運行的安全性及柴油機穩(wěn)定性直接造成嚴重影響。

2.3 柴油機“三濾”故障

柴油機運轉(zhuǎn)過程中涉及到空氣清濾、柴油清濾、機油清濾，在此基礎(chǔ)上需要安裝空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器，簡單稱之為“三濾”。首先，空氣清濾方面，柴油機每天運行中，需要大量的空氣進入及氣體排出，在氣體進出的過程中，極其容易造成含有雜質(zhì)空氣物質(zhì)進入，如塵土、沙粒、污染物等等，一旦含有雜質(zhì)的空氣進入到柴油機系統(tǒng)內(nèi)部，將直接對柴油機系統(tǒng)運行造成嚴重影響，其次，柴油機工作運轉(zhuǎn)需要柴油的加入，柴油中含有不同程度的雜質(zhì)，長期下來對柴油機系統(tǒng)造成侵蝕與破話，是最容易引起柴油機故障的因素之一[4]。機油清濾方面與柴油清濾類似，需要對機油中的雜質(zhì)進行剔除，否則將影響柴油機的壽命。

2.4 安全閥與燃燒室故障

首先，安全閥在柴油機的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中發(fā)揮著基礎(chǔ)保障性作用，同時也是柴油機最容易發(fā)生故障的部位。實際情況中，安全閥發(fā)生故障大多是由于柴油機進行連續(xù)的高強度工作，超過一定的額定功率時，氣缸內(nèi)部的壓力開始升高，此時安全閥就會發(fā)生起跳的現(xiàn)象。一旦安全閥發(fā)生起跳，倘若不及時的進行處理，將會導致船舶運行整體故障的出現(xiàn)。此外，安全閥發(fā)生故障也多由安全閥本身質(zhì)量不高所引起，一些維修人員進行檢修的過程中，沒有對安全閥的合格指標進行分析，造成安全閥運轉(zhuǎn)過程中因質(zhì)量問題發(fā)生故障。其次，柴油機的燃燒室是柴油機工作的主要空間，燃燒室在每次維修后期容積會發(fā)生變化，長期以往將造成各種問題的發(fā)生。

3? 船用柴油機維修的有效對策

3.1 氣缸套故障的維修

通過對船用柴油機常見故障的分析可知，氣缸套穴蝕是常見的故障源之一。通過氣缸套故障的診斷，在其維修中主要采用幾個方面：其一，采用封閉式冷卻方法使冷水溫度保持相對的恒定范圍值內(nèi)，從而確保機械零部件的適當熱膨脹系數(shù)，從而實現(xiàn)避免氣缸套穴蝕現(xiàn)象發(fā)生。其二，在冷卻液中添加乳化油等防腐蝕劑，通過抗腐蝕劑的加入，在氣缸套表面形成保護膜，從而減少氣缸套穴蝕現(xiàn)象發(fā)生。其三，在故障維修中可以考慮將冷熱交雜的溫度差反應(yīng)更換為冷水與冷水之間的物理反應(yīng)，從而避免氣缸套故障的發(fā)生。

3.2 滑動軸承故障的維修

針對滑動軸承故障所出現(xiàn)的問題，在故障維修中要保證柴油機潤滑油的供給狀況良好。首先，對于滑動軸承出現(xiàn)的問題比較大的情況下，可以直接考慮更換新的軸承。在更換新的軸承過程中，維修人員要對潤滑油進行全面的分析與考量，保證潤滑油的干凈、無污染。在發(fā)現(xiàn)有污染物的潤滑油時，要直接丟棄，避免因潤滑油問題給新的軸承帶來的損壞。其次，通過計算機檢測、實際物理實驗、動態(tài)觀察等方法診斷出滑動軸承故障在維修的范圍之內(nèi)情況下，采用維修、焊接維修、重新填充軸承襯套與噴涂等方法對故障軸承進行維修，從而避免材料資源的浪費。

3.3 “三濾”故障的維修

針對空氣污染物、柴油雜質(zhì)、機油雜質(zhì)對船用柴油機帶來故障現(xiàn)象，需要通過安裝空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器的方法給予解決。首先，空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器的安裝過程中，需要注意其安裝位置?？諝鉃V清器安裝的過程中，需要將各個零部件的位置一一對應(yīng)，避免安裝位置錯位的現(xiàn)象。紙濾芯兩端需要安裝上橡膠圈，固定的空氣濾清器螺絲切勿擰的太近，以免螺絲太近造成對濾清器表面壓力過大而造成變形。其次，在空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器的維修過程中，需要對濾清器的濾芯進行清洗，同時清理橡膠物圈上的贓物，安裝過程中保證濾芯與物件的密封性良好。

3.4 安全閥與燃燒室故障維修

針對安全閥、燃燒室的維修，首先要對安全閥與燃燒室的故障進行診斷。其故障診斷方法往往采用直接觀察法，傳統(tǒng)的診斷方法并不容易全面發(fā)現(xiàn)安全閥、燃燒室所出現(xiàn)的問題，不能夠?qū)ζ渌霈F(xiàn)的問題進行全面深入的分析。因此，需要采用熱力參數(shù)分析法、振動分析法、瞬時轉(zhuǎn)速法等方法對安全閥與燃燒室故障進行診斷，同時配合著傳統(tǒng)的檢測方法，提高故障診斷效果。通過對安全閥與燃燒室的故障診斷，在此基礎(chǔ)上采用安全閥更換、主機重新啟動的方式讓起跳的安全閥恢復常態(tài)。其中，安全閥的更換上，尤其注重安全閥的質(zhì)量，確保安全閥產(chǎn)品的合格。燃燒室發(fā)生的故障大多由積碳而引起，由于積碳長時間未清理或清理不干凈，導致燃燒室內(nèi)腐蝕。對燃燒室的焊接治標不治本，關(guān)鍵在于積碳的清潔。針對于柴油機燃燒室的積碳，可以采用機械法進行剔除，如采用鋼絲刷、刮刀、竹片等工具。同時，也可以使用化學法，將退炭劑作用于燃燒室金屬表面，將軟化的積碳進行清理，此種方法除積碳效果好，能夠保證燃燒室內(nèi)的清潔，從而保障燃燒室的正常工作與運轉(zhuǎn)。

4? 結(jié)束語

綜上所述，船舶柴油機的安全性是船舶安全、高效運行的基礎(chǔ)保障，更是船舶操控人員生命安全的根本。船用柴油機的日常使用中，其氣缸套、滑動軸承、柴油機“三濾”系統(tǒng)、安全閥與燃燒室方面是常見的故障源之一。對常見故障的維修，需要采用復合診斷法與對應(yīng)維修法綜合的手段對每一個故障點進行維修與預防，從而保障船用柴油機的穩(wěn)定性、安全性。

參考文獻：

[1]李文龍.船舶柴油機維修應(yīng)注意的問題及對策分析[J].內(nèi)燃機與配件，2021（6）：155-156.

[2]陸水寶.船舶柴油機維修應(yīng)注意的問題及對策分析[J].內(nèi)燃機與配件，2020（12）：192-193.

[3]俞偉強.基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的船用柴油機故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用探究[J].中國水運（上半月），2021（1）：58-60.

[4]柯赟，宋恩哲，姚崇，等.船舶柴油機故障預測與健康管理技術(shù)綜述[J].哈爾濱工程大學學報，2020，41（1）：125-131.