船舶柴油機主要機械故障診斷和解決方法探析

陳榮華

中船澄西船舶修造有限公司 江蘇江陰 214433

船用柴油機是船舶的核心動力，其安全性和穩(wěn)定性直接影響到船舶的安全。事實上，柴油機機械故障引起的安全事故在船舶事故中占很大比例。這些事故的發(fā)生不僅造成重大經(jīng)濟損失，而且嚴重威脅船員的安全。因此，有必要對船用柴油機的工作狀態(tài)進行監(jiān)測和診斷，盡可能減少事故的隱患。排除工作。柴油機故障診斷技術(shù)自誕生以來，經(jīng)歷了從最初的事后維修到定時檢測，再到現(xiàn)代故障診斷技術(shù)的維修的重大變革[1]。然而，由于柴油機系統(tǒng)的復雜性，其故障診斷和預測技術(shù)及相應的裝置還不盡如人意，需要進一步的研究和改進。

1 船舶柴油機設(shè)備現(xiàn)狀分析

船用柴油機內(nèi)部部件種類繁多，各部件之間的連接問題會引起其他部件之間的摩擦，影響整個船舶柴油機設(shè)備的正常運行。在正常情況下，造成船用柴油機故障的主要原因有兩個：（1）船用柴油機內(nèi)部部件之間的磨損，部件的磨損是在整個船舶的柴油機設(shè)備中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象。這種磨損失效的發(fā)生率明顯高于其他失效，而這種磨損主要是由船用柴油機設(shè)備中固體顆粒物與金屬設(shè)備部件之間的摩擦引起的。此外，柴油機軸承中潤滑油的質(zhì)量也會影響整個船用柴油機設(shè)備的正常運行。相關(guān)人員可以對油樣進行全面分析，找出產(chǎn)生這些問題的原因，然后采用科學合理的方法進行處理，最終保證整個船舶柴油機設(shè)備的正常運行。（2）關(guān)于船用柴油機的運行工況分析，船用柴油機是為船舶提供動力的機械裝置。如果設(shè)備在極端天氣條件下運行，必然會發(fā)生各種故障。由于船用柴油機制造所用材料差異較大，受外部環(huán)境的影響，整個設(shè)備在短時間內(nèi)無法正常運行。在嚴重的情況下，可能會出現(xiàn)裂縫。

2 柴油機機械故障診斷方法

2.1 熱力參數(shù)分析法

熱參數(shù)分析方法主要是根據(jù)柴油機在運行過程中的熱參數(shù)來診斷柴油機的工作狀態(tài)。這些熱參數(shù)主要包括氣缸壓力測功機、潤滑溫度、排氣溫度、冷卻水進出口溫度和排放。熱參數(shù)主要用來判斷柴油機的性能。通過這些帶有信息的指示圖，可以計算出指示功、壓縮壓力和壓力上升速率，從而判斷燃燒質(zhì)量和氣缸是否達到平衡。準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以說該指標圖對柴油機工作監(jiān)測具有重要意義，并經(jīng)常應用于實際工作的綜合監(jiān)測過程中。記錄式測功器主要通過測量氣缸內(nèi)氣體的壓力變化來實現(xiàn)，即獲得曲柄角度和氣缸容積的變化信號，從而得到測功器。測功機的進給主要由直接進給和間接進給兩種方式組成[2]。直接記錄法主要是利用測功器直接獲得曲軸轉(zhuǎn)角變化時的氣缸壓力，然后將其轉(zhuǎn)換成相應的測功器；間接測量規(guī)則是測量柴油機在運行過程中其他物理量的變化，得到缸內(nèi)壓力，并得到相應的示功圖。實際上，間接法可以避免對柴油機工作過程的影響，因此在一定意義上更受青睞。間接測量是目前常用的通過測量氣缸蓋螺栓應變來獲得氣缸蓋壓力的指標，即通過氣缸蓋振動信號來分析氣缸蓋壓力。該方法的優(yōu)點是能充分了解柴油機的各種故障，缺點是不能很好地確定上止點，對壓力傳感器的安裝和通道效應要求較高。

2.2 振動分析法

這是一種創(chuàng)新而有效的測量方法。在正常情況下，該方法主要對船用柴油機在使用過程中運行時產(chǎn)生的振動信號進行測量和分析，最終得到一套完整的結(jié)果。這種測量方法的使用一般遵循以下三個重要方面：（1）綜合信息收集和分析，信息收集是一個重要的條件生效判決船用柴油機正常運行的設(shè)備，必須選擇高性能傳感器的相關(guān)工作流程，并安裝在這個過程中，相關(guān)人員必須安排進行全面的監(jiān)督和管理，確保收集到的信息來最大程度的準確性，為船舶柴油機故障維修提供重要的參考資料；（2）收集信息處理分析，收集信息后必須收集相關(guān)人員。綜合分析和討論，最大限度地保證所收集信息的準確性；（3）狀態(tài)判斷與預測分析，船舶柴油機是一種復雜程度較高的機械設(shè)備，相關(guān)工作技術(shù)人員通過船舶柴油機振動信號信息判斷該設(shè)備是否正常運行。

2.3 油液分析法

在機械失效的情況下，潤滑油中所含的鐵可以判斷金屬零件的磨損情況。因此，利用鐵譜和潤滑油譜分析方法可以監(jiān)測柴油機的工作狀態(tài)。柴油機副在運行過程中磨損程度不同，但由于磨損形式的不同，磨損顆粒也存在差異。這些顆粒存在于潤滑過程中，可以通過鐵譜和光譜來確定金屬，從而獲得相關(guān)的故障信息。柴油的光譜不能檢測到的鐵譜分析技術(shù)和光譜上單，但每一種都有其自己的優(yōu)點，穿的頻譜可以準確地得到內(nèi)容組件，但不能理解其形狀，鐵譜可以清楚地理解粒子的形狀。然而，有色金屬是不可能判斷的，其光譜分辨率也不高。只有同時使用鐵譜和光譜，才能達到共同檢測的效果。當然，使用油液分析方法也有一定的局限性，主要是因為無法確定準確檢測出故障氣缸的位置，也無法進行監(jiān)測。同時，油品分析的結(jié)果只是定性分析，具有較大的隨機性。

2.4 測試和化驗

冷卻水硬度可通過PH或化學方法檢測，如發(fā)現(xiàn)異常，可及時更換冷卻水或水處理劑。此外，通過光譜分析可以檢測出潤滑油中金屬顆粒的含量、大小和類型，從而判斷出潤滑油的磨損程度和機體內(nèi)部的磨損部位。如果顆粒尺寸超過標準，可能是過濾器濾網(wǎng)有缺陷，或者是填料和活塞環(huán)泄漏；如發(fā)現(xiàn)合金粉末，軸瓦磨損異常。通過試驗方法，可以科學、準確地確定柴油機各系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

2.5 觸摸以及嗅聞法

柴油發(fā)動機各部件的溫度可以直接反饋到其工作狀態(tài)。大多數(shù)監(jiān)測點都有一個溫度計，可以直接讀數(shù)。但是，在有些地方，溫度計沒有安裝，我們可以直接用觸摸的方法來判斷，如起動風管、曲軸箱導門蓋等位置可以直接觸摸來判斷是否有溫度超高。還可聞味、漏油、局部燒傷等。該方法具有直觀、快速的故障診斷能力。

3 船舶柴油機典型故障的排除

3.1 主機啟動困難

啟動壓縮空氣壓力不足，輸送速度達不到。檢查起動空氣系統(tǒng)是否有泄漏；或排氣閥泄漏。當壓縮空氣進入氣缸時，壓縮行程中壓縮空氣從排氣閥泄漏，導致壓縮溫度達不到油霧。我們可以通過磨削或加工來恢復排氣閥與閥座之間良好的接觸面。燃料系統(tǒng)有故障。主要有噴油器堵塞或霧化不良、高壓油泵齒條卡在停油位置或高壓油泵柱塞在頂死點位置被壓死。我們可以拆下柱塞和針形閥部件進行清洗，發(fā)現(xiàn)損壞，及時更換。

3.2 設(shè)備的功率不足

主要原因是噴油量不足或噴油量不均勻等，也可能是由于燃料燃燒不完全、氣缸不能正常工作、密封性能差、供氣不足等原因造成的。在總結(jié)診斷過程中，首先檢查設(shè)備的燃油噴射系統(tǒng)，測量氣缸的壓縮壓力和爆炸壓力，及時檢查軸系和葉片的運行狀態(tài)。

3.3 排氣煙色異常

廢氣正常煙色的主要原因是淺灰色，而產(chǎn)生煙色的主要原因是：（1）尾氣黑煙：表示燃燒不完全；（2）排出藍色煙霧：將潤滑油投入燃燒室；3）排白煙：燃燒室有水。診斷方法和程序：根據(jù)不同煙色檢查不同部位。

3.4 排氣溫度不正常

排氣溫度是柴油機的重要參數(shù)之一。（1）排氣溫度過高：主要原因是負荷過大，噴油太晚（燃燒后），霧化不良，排氣閥關(guān)不緊；（2）排氣溫度過低：主要原因是噴油過早，個別氣缸不噴油，噴油泵供油不足（回閥泄漏）。在船舶主要機械設(shè)備的日常使用中，總會出現(xiàn)影響船舶正常運行的一種或幾種故障。故障發(fā)生后，應及時查明原因，分析討論，并采取相應的措施予以消除。

3.5 柴油機運行過程中出現(xiàn)劇烈震動

主要原因是柴油機腳螺栓松動或連接不良。在故障診斷過程中，首先要檢查柴油機軸螺栓，擰緊所有螺栓，然后檢查機油是否咬缸，汽車葉片是否損壞。

3.6 運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)異常噪音

主要原因是運動部件的配合間隙較大，消聲器與排氣管漏水，系統(tǒng)中的增壓器可能損壞，柴油機可能被撞到氣缸上。在診斷過程中，可以根據(jù)不同的情況采取具體的措施[3]。

3.7 柴油機運行過程中突然停止

主要原因是燃料耗盡、設(shè)備軸承部件損壞或葉片損壞。在故障排除過程中，首先要檢查汽車的機械部分是否卡住，然后檢查燃油系統(tǒng)等故障。

簡而言之，船用柴油機是一種復雜的機械裝置，長期運行的船用設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的部件必然老化。此外，各部件的摩擦也會嚴重影響整個船舶柴油機設(shè)備的正常運行。船舶柴油機設(shè)備發(fā)生嚴重故障后，將對公眾的安全產(chǎn)生很大影響。因此，相關(guān)工作技術(shù)人員應綜合考慮和分析各種因素，采用科學合理的方法加以解決。只有這樣，才能使整個船舶柴油機設(shè)備在穩(wěn)定的環(huán)境下運行，從而為整個船舶提供長期穩(wěn)定的行駛。重要保證。在一定程度上，這將促進社會經(jīng)濟長期穩(wěn)定發(fā)展。