淺談船舶柴油機(jī)主要機(jī)械故障診斷和排除

閆少華

摘 要：為了保證船舶安全航行，船機(jī)設(shè)備的操作人員必須掌握操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)要求，針對具體的船舶機(jī)械設(shè)備故障，采取對應(yīng)的措施進(jìn)行診斷和排出，保證船機(jī)設(shè)備運行良好。本文結(jié)合船舶柴油機(jī)運行過程中的常見故障，提出了診斷和排除方法。

關(guān)鍵詞：船舶柴油機(jī) 故障診斷 故障排除

隨著航運產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，船舶機(jī)械建造也取得了進(jìn)步，在柴油機(jī)應(yīng)用的過程中，機(jī)械故障較為常見，對船舶的正常運行造成了極大的影響。因此，船舶柴油機(jī)的故障診斷和故障處理成為船舶管理的主要對象。故障診斷是故障處理的前提，在故障診斷的過程中，必須先明確故障的分類和故障的預(yù)兆。

1.船舶柴油機(jī)故障概述

1. 1故障分類

（1）結(jié)構(gòu)性原因

結(jié)構(gòu)性原因中包括設(shè)計和選用材料不合理造成的故障。例如船用柴油機(jī)采用恒壓設(shè)計，將導(dǎo)致變速過程中出現(xiàn)故障，油泵和水泵密封材料選用不當(dāng)時，會造成漏油和漏水的故障。

（2）工藝性原因

公益性原因主要包括安裝方面，例如安裝不當(dāng)導(dǎo)致整機(jī)損毀，柴油機(jī)相關(guān)機(jī)械安裝不牢導(dǎo)致機(jī)械振動和被迫停機(jī)。

（3）管理原因

操作者違反操作規(guī)程，缺乏必要的維護(hù)和管理措施，導(dǎo)致在采油機(jī)在運行過程中出現(xiàn)故障。

（4）磨損性原因

柴油機(jī)的機(jī)械部分耐磨能力有一定的限度，如果不及時更換已磨損部件，將導(dǎo)致設(shè)備啟動困難，無法正常運行。

1.2故障預(yù)兆

（1）性能下降

在應(yīng)用過程中，設(shè)備啟動困難，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，在運行過程中常常自行停車。潤滑油、燃油和冷卻水的壓力不正常，潤滑油、冷卻水和廢氣的溫度反常，冷卻器前后的溫差較大。

（2）運行異常

設(shè)備在運行過程中表現(xiàn)出漏油、漏氣現(xiàn)象，噪音過大或者振動較強(qiáng)，燃油、潤滑油和冷卻水的消耗量逐漸增大，柴油機(jī)曲軸箱潤滑油頁面升高。絕緣部分有燒焦氣味，潤滑油發(fā)出刺激性氣味。設(shè)備在運行過程中，出現(xiàn)不正常的聲響。

2.船舶柴油機(jī)機(jī)械故障診斷

2. 1設(shè)備的運行工況監(jiān)測

在柴油機(jī)運行的過程中，加強(qiáng)日常管理，開展工況監(jiān)測，對柴油機(jī)的運行過程進(jìn)行監(jiān)控。在保證船舶安全穩(wěn)定航行的前提下，對柴油機(jī)和機(jī)艙的其它設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，掌握設(shè)備運行過程中的相關(guān)參數(shù)，利用傳感器檢測方法，及時將物理信號傳遞到集中控制中心，集中控制中心將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，從而實現(xiàn)對設(shè)備運行參數(shù)的監(jiān)視，在運行參數(shù)偏離規(guī)定值時，及時發(fā)出報警信號，工作人員可以根據(jù)實際報警信號對已有的故障進(jìn)行判斷，便于及時采取措施，實際監(jiān)測中主要分為三方面的工作。

在振動和聲響檢測方面，可以根據(jù)柴油機(jī)運行過程中發(fā)出的聲音評價運行狀態(tài)，應(yīng)用聲音頻譜分析技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的運行故障，對故障原因進(jìn)行分析，找出故障部位。

在金屬磨粒監(jiān)控過程中，可以根據(jù)潤滑油中含有的金屬磨粒種類的數(shù)量，掌握機(jī)件的磨損程度。

在計算機(jī)工況監(jiān)測過程中，利用柴油機(jī)上的多種溫度和壓力傳感器收集工作信號，運行狀況及時傳遞到計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，掌握設(shè)備的運行結(jié)果，總結(jié)故障發(fā)生的類型和部位，及時給出系統(tǒng)報警，便于及時采取措施排除故障。2.2診斷方法的應(yīng)用

在利用科學(xué)技術(shù)對運行工況進(jìn)行監(jiān)控之外，船舶操作人員都已經(jīng)掌握了豐富的故障診斷知識和實踐經(jīng)驗，可以準(zhǔn)確地判斷出柴油機(jī)的運行故障。在實際診斷過程中，往往借助普通的電子儀表結(jié)合看、聽的方法對故障進(jìn)行判斷。

（1）觀察法

觀察柴油機(jī)是否出現(xiàn)漏油、漏水現(xiàn)象，借助儀表觀察設(shè)備的轉(zhuǎn)速、運行壓力和溫度等，是否出現(xiàn)較大的波動或者超出正常范圍。觀察柴油機(jī)排氣的煙色，如果冒出黑煙，則說明燃料燃燒不良，如果冒出白煙則說明排氣中含有一定的水分，冒藍(lán)煙則說明排氣中含有潤滑油成分。

觀察曲軸箱的透氣成分，觀察透氣管頭是否正常，觀察柴油機(jī)中燃油、潤滑油和冷卻水的液位是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢查輪機(jī)日志，發(fā)現(xiàn)問題后及時診斷排除。

（2）聽診法

應(yīng)用金屬棒在柴油機(jī)外殼部位敲擊，判斷氣缸內(nèi)的燃燒狀況和設(shè)備的運行特點，判斷聲音是否正常，通過聲音得出柴油機(jī)的故障結(jié)論。

如果氣缸內(nèi)發(fā)出清脆的金屬敲擊聲，表明噴油時間過早，如果氣缸內(nèi)發(fā)出低沉且不清脆的金屬敲擊聲，表明噴油時間過晚，如果氣缸內(nèi)的金屬敲擊聲輕微且尖銳，表明連桿小頭襯套間隙過大，如果在氣缸外壁聽到有撞擊聲，表明活塞和氣缸套配合間隙過大。如果柴油機(jī)在運行過程中出現(xiàn)突然的敲擊聲或者出現(xiàn)不連續(xù)的異常聲音，表明柴油機(jī)有嚴(yán)重的運行故障，必須停車檢查。

（3）觸摸法和嗅聞法

用手接觸管道和氣缸外壁，判斷設(shè)備的運行溫度是否超標(biāo)。利用嗅聞法判斷異常氣味。例如絕緣材料燃燒后散發(fā)出焦臭味，潤滑油受熱后發(fā)出焦油氣味。

（4）測試和化驗

用PH試紙檢測油和冷卻水的酸堿度，化驗潤滑油的粘度和氧化程度，判斷油和水的含量，及時按照柴油機(jī)的運行規(guī)定更換冷卻水和潤滑油。柴油機(jī)運行過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，及時停車檢查，判斷故障的嚴(yán)重程度，同時加強(qiáng)值班。發(fā)現(xiàn)冷卻水和潤滑油溫度過高、柴油機(jī)異常聲響、潤滑油壓力不足等情況時，必須停車檢查，及時判斷設(shè)備的運行故障。

3.船舶柴油機(jī)故障的排除

柴油機(jī)出現(xiàn)故障時，從不同角度入手分析，采取正確的診斷方法，抓住設(shè)備的運行實質(zhì)，找出故障根源，便于及時排除故障。

3. 1柴油機(jī)啟動困難或無法正常啟動

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是啟動時的轉(zhuǎn)速較低，燃油霧化不合格，也可能由于氣缸密封性不良，環(huán)境溫度較低或者運行部件卡死造成的。在診斷過程中，先檢查設(shè)備的系統(tǒng)，觀察燃油的狀態(tài)，測出壓縮壓力，采取針對性措施。

3.2設(shè)備的功率不足

主要原因是噴油量不足或者噴油量不均勻?qū)е碌?，也可能是由于燃油燃燒不完全、氣缸無法正常運行、密封性不良、供氣量不足導(dǎo)致的。在診斷過程匯總，先檢查設(shè)備的噴油系統(tǒng)，測出氣缸的壓縮壓力和爆炸壓力，及時檢查軸系和車葉的運行狀況。

3.3柴油機(jī)運行過程中突然停止

主要原因是燃油耗盡，設(shè)備的軸承部件損壞或者車葉損壞等。故障診斷過程中，先盤車，看機(jī)械部分是否被卡死，再檢查燃油系統(tǒng)和其它故障。

3.4柴油機(jī)運行過程中轉(zhuǎn)速不穩(wěn)

主要原因是噴油泵和調(diào)速器的運動部件受到一定的阻力，導(dǎo)致調(diào)速器和減速部分加油或者減油動作延遲。診斷過程中先檢查油量的拉桿、噴油泵，再檢查油量的過濾裝置。

3.5柴油機(jī)運行過程中出現(xiàn)劇烈震動

主要原因是柴油機(jī)的機(jī)腳螺栓松動或者連接不良，在故障診斷過程中先檢查柴油機(jī)的軸系地腳螺栓，將所有螺栓緊固，再檢查潤滑油是否咬缸，車葉是否收到損傷。

3.6運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)異常噪音

主要原因是運動件的配合間隙較大，消音器和排氣管漏氣，也可能由于系統(tǒng)中的增壓器受損、柴油機(jī)敲缸等。診斷過程中可以根據(jù)不同的情況采取針對性的措施，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)敲缸現(xiàn)象時，必須停止運行并及時查找原因。

3.7排氣顏色異常

正常排氣顏色為淡灰色，煙色異常的主要原因需要結(jié)合實際煙色進(jìn)行分析，如果排氣冒黑煙，表示燃燒不完全；排氣冒藍(lán)煙，表示燃燒時有潤滑油成分；排氣冒白煙說明燃燒過程中混入水分，可以根據(jù)不同的煙色檢查柴油機(jī)不同的部位，及時解決故障。

3.8排氣溫度異常

如果排氣溫度過高，主要原因是設(shè)備的負(fù)荷過大、噴油延遲，或者排氣閥泄露。如果排氣溫度過低，主要原因是噴油過早，噴油泵供油不足。

柴油機(jī)運行過程中總會出現(xiàn)較多的故障，影響了船舶的正常運行。在出現(xiàn)故障后，必須先明確故障出現(xiàn)的原因，及時對故障原因進(jìn)行分析，采取針對性措施。

4.結(jié)語

船舶機(jī)械設(shè)備在使用的過程中，出現(xiàn)的不同故障都將影響到船舶的正常運行，工作人員必須重視對柴油機(jī)等設(shè)備的檢查，借助保養(yǎng)說明書找出故障的原因，另外，在設(shè)備運行過程中不斷積累經(jīng)驗，將理論與實際結(jié)合，根據(jù)實際故障采取針對性措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉偉.船舶柴油機(jī)故障診斷方法的研究[J].計算機(jī)仿真，2012（05）：215-218.

[2]鄧勇.船舶柴油機(jī)故障診斷方法芻議[J].機(jī)電信息，2012（36）：74-75.

[3]王堅，王彬.基于聲響異常辨識的船舶柴油機(jī)故障診斷技術(shù)探析[J].南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（04）：42-44.

[4]陳愛玲，張猛，李永鵬等.船舶柴油機(jī)故障實例統(tǒng)計與分析[J].青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院學(xué)報，2010（04）：118-118.

[5]張東方.船舶柴油機(jī)故障人為因素分析與評價[D].大連海事大學(xué)，2013.