船用396系列柴油機增壓器運轉(zhuǎn)故障分析與排除

王國壯

摘 要：本文以某船主機經(jīng)過計劃性修理后B排增壓器無法運轉(zhuǎn)故障為例，著重對該機B排增壓器無法運轉(zhuǎn)的問題進行了較詳細的分析和解決，旨在使承擔該型機的維修人員從中得到一些啟發(fā)和幫助，避免在實際修理工作中陷入思維定式。在出現(xiàn)修理困局時，要注意調(diào)整修理思路，才能贏得修理時間，提高修理效率。

關(guān)鍵詞：柴油機；增壓器；故障分析；排除

中圖分類號：U663.2 文獻標識碼：A

1 引言

船用396系列柴油主機（型號16V396TE94，最大功率2240 kW，最大功率轉(zhuǎn)速2055 r/min），有引進國外技術(shù)國產(chǎn)化的，也有進口的，兩種主機結(jié)構(gòu)、性能完全相同，在投入使用的多年時間里，從發(fā)現(xiàn)和排除的故障情況來看，國產(chǎn)的柴油機比進口的多一些，但基本上每次排故都能夠很快抓住癥結(jié)予以解決，而在2013年的一次維修中，卻遇到一個典型的故障案例，曾讓維修人員頗費周折。因此，它的排除對該型柴油機維修人員來說是一個難得的經(jīng)驗積累，下面對排除這例故障的過程予以詳述，旨在使承擔該型機修理任務(wù)的維修人員從中得到一些啟發(fā)和幫助，避免在類似故障面前走彎路。

2 修理前后經(jīng)過及故障現(xiàn)象

進廠修理前，各臺主機都能順利加速至最大工況2055 r/min，因此按照修理要求，所有主機均進行396系列柴油機 W4等級技術(shù)保養(yǎng)，主要修理的工程內(nèi)容為：更換所有空氣、燃油、滑油紙質(zhì)濾芯；噴油器拆卸清洗試壓，更換霧化不良的偶件；調(diào)整氣閥間隙；拆卸清洗片狀淡水冷卻器；更換滑油和冷卻水。同時，該船還更換幾臺噴泵的艉板法蘭，加裝噴泵流道格柵。在修后的航行試驗過程中， 發(fā)現(xiàn)某主機B排增壓器控制閥門沒法開啟，該增壓器不能投入運轉(zhuǎn)工作，繼續(xù)操縱加速功能不起作用，該柴油機轉(zhuǎn)速無法升高。此時，該主機轉(zhuǎn)速在單增壓器工作模式下只能升高至1630 r/min， A排增壓器的最高轉(zhuǎn)速約為54500 r/min，高壓燃油泵供油齒條位置在該工況的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定值為11.3 mm，實際位移值也已達到此行程。

按常規(guī)的排故修理方法，首先檢查燃油系統(tǒng)，再次拆卸檢查噴油器霧化情況，檢查調(diào)整氣閥間隙，同時，船再次上排檢查噴泵葉梢間隙、海底門格柵安裝情況、排氣擋板閥位置等，各項檢查均屬正常，說明故障原因不在這些系統(tǒng)之列。

3 故障原因分析與排除

據(jù)396系列柴油機使用說明書規(guī)定，該型柴油機B排增壓器要投入運轉(zhuǎn)應(yīng)同時滿足兩個條件：一是柴油機曲軸轉(zhuǎn)速不低于1 450 r/min；二是A排增壓器轉(zhuǎn)速達到55 000 r/min，并通過監(jiān)控系統(tǒng)程序的設(shè)定控制。由此可知，A排增壓器的實際轉(zhuǎn)速沒有達到系統(tǒng)設(shè)置要求，也就是說沒有同時滿足上述兩個條件，因此柴油機受到程序限制，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速無法升高。

為了進一步驗證柴油機本身是否存在問題，通過授權(quán)軟件臨時將A排增壓器轉(zhuǎn)速設(shè)定值修改為54500r/min，試航結(jié)果表明，B排增壓器可如期快速投入運轉(zhuǎn)，柴油機可加速至最大工況，但該主機增壓器A、B兩排排氣溫度低速時相差45℃左右，高速時相差20℃左右，而其它主機A、B兩排排氣溫度低速時相差20℃左右，高速時相差10℃左右，再將A排增壓器轉(zhuǎn)速設(shè)定值重新恢復(fù)到55 000 r/min時，柴油機狀態(tài)又如前所述，B排增壓器不能投入工作，柴油機轉(zhuǎn)速無法繼續(xù)升高。

雖然發(fā)現(xiàn)該主機A、B兩排排氣溫差與其它主機的有異常，但要進一步找到癥結(jié)的具體之處還是有困難，因為該型機不像其它柴油機的每個汽缸都有測溫表和測爆閥，而且每排所測溫度是8個汽缸的排煙總溫度，只要某個汽缸有故障都可能出現(xiàn)上述的現(xiàn)象， 于是，設(shè)想對該機各缸壓縮壓力進行一次檢查，對于采取這項檢查工作是否能夠走近癥結(jié)之處，大家本來還是感到有些茫然抑或無奈，不料正是這個決定，卻給修理人員帶來了意外的收獲；對柴油機進行盤車檢查時，在已全部松開的高壓燃油管中，竟然發(fā)現(xiàn)A5缸高壓燃油管口（圖1-15-a）有滴泄燃油現(xiàn)象，詫異中頓時意識到，這應(yīng)是問題癥結(jié)所在。

因為該型柴油機在停車狀態(tài)時，高壓燃油泵齒條是在“0”供油位置，那么進行盤車時柱塞的有效行程應(yīng)為零，供油量也就為零，在這種情況下，柱塞的往復(fù)運動并沒有供油作用，所以高壓燃油油管不應(yīng)出現(xiàn)燃油流出現(xiàn)象。反之，只有在等壓出油閥組件損壞的情況下，由于密封性能不良，高壓燃油油管才可能會出現(xiàn)冒油現(xiàn)象。由此進行分析可知：A5缸高壓噴油泵的等壓出油閥組件損壞，于是對應(yīng)的噴油器不能正常啟閉，從而導(dǎo)致供油減少或基本不供油，這就相當于A5汽缸停止了工作。對于其它任何柴油機來說，在有個別汽缸供油量減少的情況下，若仍要維持某個工況的正常工作，必須先要加大其它各缸的供油量，直至該工況所需要的總供油量，通常是由調(diào)速器根據(jù)轉(zhuǎn)速和負荷的需求，自動改變供油齒條的位置來實現(xiàn)的，而該型柴油機恰恰是對各工況下的齒條位移在監(jiān)控程序上設(shè)定了限制，當齒條實際位移到達限制值時，調(diào)速器或操縱系統(tǒng)指令都將無法繼續(xù)移動齒條來加大供油量，柴油機轉(zhuǎn)速就無法繼續(xù)上升，所以，A排增壓器由于柴油機廢氣排量和壓力的限制，轉(zhuǎn)速也就隨之被限制住，這樣才出現(xiàn)B排增壓器不能投入運轉(zhuǎn)工作的情況。

對A5缸高壓噴油泵的等壓出油閥組件（圖2）進行拆卸分解，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該等壓出油閥組件的出油閥損壞，其它零部件完好，換上新的出油閥回裝后，再次進行航行試驗，柴油機加速時，主機轉(zhuǎn)速很快就能超過1630r/min，供油齒條設(shè)定值與實際位移值之間還有（2～3）mm的余量，A排增壓器轉(zhuǎn)速也能快速到達或越過55000r/min，此時，B排增壓器控制閥如期準確地運轉(zhuǎn)，增壓器在幾秒的時間內(nèi)就能投入正常工作，操縱柴油機可輕松順暢地加速至最大工況，A、B兩排排氣溫度低速時相差20℃左右，高速時相差10℃左右，其它參數(shù)也符合驗收標準，由此可見，該主機的性能已經(jīng)完全恢復(fù)正常。至此，該船3號主機B排增壓器不能正常投入運轉(zhuǎn)，柴油機轉(zhuǎn)速無法升高的故障得到徹底排除。

4 結(jié)束語

由于396系列柴油機 W6級以下技術(shù)保養(yǎng)均沒有針對高壓燃油油泵進行修理的要求，因此，等壓出油閥組件是否存在問題不易被納入排查的范圍，加上在柴油機修理過程中，修理人員總存在一條經(jīng)驗原則：在柴油機還能正常使用的情況下進行常規(guī)計劃性修理，修理后出現(xiàn)故障，往往是拆裝修理那里就從那里找原因，由于經(jīng)驗的誤導(dǎo)，修理思路落入思維定式，沒有做到具體問題具體分析，結(jié)果一直沒能及時解決問題而拖延了修理時間，也耗費不少人力物力。

參考文獻

[1] 孟進明主編， 劉鎮(zhèn)編寫. 396系列柴油機[M]. 海軍工程大學(xué)， 1999.

[2] 孫建新主編.船舶柴油機[M]. 北京： 人民交通出版社， 2006.