導(dǎo)讀

某輪主機(jī)采用德國MaK柴油機(jī)廠生產(chǎn)的 M32型船用中速9缸柴油機(jī),，額定功率6400kW，轉(zhuǎn)速400~600r/min,采用單獨(dú)脈沖渦輪增壓,驅(qū)動(dòng)軸帶發(fā)電機(jī)和變距漿,。

該輪投入運(yùn)行后的第二年即出現(xiàn)主機(jī)啟動(dòng)困難現(xiàn)象,直至最終發(fā)展到在巴拿馬編隊(duì)過運(yùn)河時(shí),主機(jī)長時(shí)間不能啟動(dòng)被運(yùn)河管理機(jī)關(guān)取消過河,重新編隊(duì),，延誤三天營運(yùn)時(shí)間，給船東和租家造成重大經(jīng)濟(jì)損失的嚴(yán)重事故,。

一,、故障現(xiàn)象

主機(jī)備車妥當(dāng)沖車正常后,關(guān)閉示功閥。

將機(jī)旁機(jī)械停車限油手柄放于運(yùn)行位置,按 下機(jī)旁啟動(dòng)按鈕,調(diào)速器在控制空氣的作用下迅速將柴油機(jī)的油量調(diào)節(jié)桿推至最大供油位置（額定負(fù)荷時(shí)油門,，油門格數(shù)45格),主機(jī)轉(zhuǎn)速迅速上升到200r/min左右,然后啟動(dòng)燃油限制器(如下圖所示)在控制空氣的作用下立即動(dòng)作將油量調(diào)節(jié)桿推至最小供油位置（螺旋槳螺距為零主機(jī)空車運(yùn)行時(shí)的油門,油門格數(shù)20格),。

圖1 啟動(dòng)燃油限制器工作原理圖

正常情況下此時(shí)主機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)迅速上升到四百多轉(zhuǎn)并在調(diào)速器的作用下穩(wěn)定在400r/ min，與此同時(shí),，啟動(dòng)燃油限制器的控制空氣釋放,主機(jī)轉(zhuǎn)速完全由調(diào)速器來控制,。

但此時(shí)主機(jī)轉(zhuǎn)速卻往下降,，并在降到50r/ min時(shí)啟動(dòng)燃油限制器的控制空氣信號(hào)釋放，調(diào)速器驅(qū)動(dòng)油量調(diào)節(jié)桿使之重又回到最大供油位置,，轉(zhuǎn)速又上升到200r/min左右,，繼而啟動(dòng)燃油限制器在控制信號(hào)的作用下動(dòng)作又將油量調(diào)節(jié)桿推至最小位置,轉(zhuǎn)速則又下降到50r/min。

如此過程循環(huán)往復(fù),，使得主機(jī)不能正常啟動(dòng)而進(jìn)入正常工作狀態(tài),。

二、原因分析及故障解決

從上述故障現(xiàn)象我們可以看出,，主機(jī)可以在壓縮空氣的作用下啟動(dòng)并發(fā)火燃燒,，但不能進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速總是在50~200r/min之間波動(dòng)。

這是因?yàn)?

主機(jī)的啟動(dòng)(成功)轉(zhuǎn)速設(shè)定在150r/min,啟動(dòng)失敗轉(zhuǎn)速設(shè)定為80r/min,。

當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速上升到150r/min 時(shí)，電器控制系統(tǒng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速信號(hào)以后,，認(rèn)為啟動(dòng)成功而發(fā)出控制信號(hào)到啟動(dòng)燃油限制器使之動(dòng)作,，將油量調(diào)節(jié)桿推至最小位置以防止供油量太大致使燃燒粗暴并造成飛車現(xiàn)象。

而此時(shí)主機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有象正常時(shí)那樣升到400r/min并穩(wěn)定下來,，而是下降,，當(dāng)降到80r/min時(shí)控制系統(tǒng)認(rèn)為啟動(dòng)失敗重又將加到啟動(dòng)燃油限制器的限油信號(hào)釋放，調(diào)速器將油量調(diào)節(jié)桿推至最大位置,，以至于上述過程重復(fù)進(jìn)行,。

轉(zhuǎn)速之所以在50~200r/min 之間波動(dòng)是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的遲滯造成的。

主機(jī)轉(zhuǎn)速上升到200r/min,，啟動(dòng)燃油限制器將油量調(diào)節(jié)桿推至最小供油位置后,，主機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有上升而下降,顯而易見,此時(shí)燃油燃燒做功輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩明顯小于柴油機(jī)運(yùn)動(dòng)件的慣性扭矩及摩擦扭矩之和即阻扭矩,才使得轉(zhuǎn)速下降。

在此應(yīng)急情況下,為了船舶的營運(yùn)及安全,，船上將啟動(dòng)燃油限制器的最小限油格數(shù)調(diào)大至30格左右（松開起動(dòng)燃油限制器的鎖緊螺帽,，向內(nèi)旋入調(diào)節(jié)螺桿即可)，使得主機(jī)能正常啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),，當(dāng)然啟動(dòng)過程較正常情況下粗暴且有飛車的危險(xiǎn),。

顯然,分析其中原因我們應(yīng)從兩方面入手,即影響燃油燃燒做功的因素和影響阻扭矩的因素。

在檢查確認(rèn)螺旋槳沒有纏有異物;盤車機(jī)盤車電流沒有增大;潤滑系統(tǒng),、冷卻系統(tǒng)一切正常后,我們可以排除阻扭矩有異常增加的可能,。

影響燃油燃燒做功的因素包括燃油系統(tǒng)、配氣系統(tǒng),、定時(shí)機(jī)構(gòu),、燃燒室密封狀況等方面。

經(jīng)檢查定時(shí)機(jī)構(gòu)正常,。

用電子示功器測(cè)量示功圖檢測(cè)各缸狀況,各缸示功圖與接船時(shí)海上試驗(yàn)所測(cè)示功圖比較發(fā)現(xiàn),，各缸示功圖沒有畸形變化,各缸壓縮壓力也基本沒有變化，同樣負(fù)荷下各缸排氣溫度平均值較接船實(shí)驗(yàn)時(shí)明顯上升50℃左右,各缸爆壓均勻,滿足誤差要求。

另外,掃氣壓力較以前降低0.03MPa左右,。對(duì)排煙溫度最高的NO.1和NO.6缸進(jìn)行吊缸檢查,，組成燃燒室的各部件沒有發(fā)現(xiàn)異常,各間隙及磨損情況都正常。

吊缸后各缸運(yùn)行參數(shù)與吊缸前比較沒有任何改善,。

由此說明燃燒室密封狀況沒有問題,。

燃油系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)比較復(fù)雜,每個(gè)系統(tǒng)中都包含多個(gè)設(shè)備及部件,無論哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)影響燃油燃燒做功,。

我們先看燃油系統(tǒng),，每次機(jī)動(dòng)航行停車之前的換油工作做得都比較充分，確保主機(jī)的下次啟動(dòng),。

從日用柜到噴油器的整個(gè)系統(tǒng)我們可以逐一排查:

MDO日用柜放殘沒有水,，油溫自動(dòng)控制在60℃，濾器及油泵工作狀態(tài)良好,，燃油混合桶(柜)透氣良好,油壓穩(wěn)定,。

為了排除噴油器和噴油泵的影響，將各缸噴油嘴及油泵的出油閥全部換新裝復(fù),，啟動(dòng)主機(jī),上述故障現(xiàn)象依舊,。

配氣系統(tǒng)中影響配氣質(zhì)量的環(huán)節(jié)更多，任一環(huán)節(jié)有問題都會(huì)降低掃氣箱內(nèi)空氣密度和掃氣壓力,進(jìn)而影響各缸的進(jìn)氣量,。

結(jié)合主機(jī)排氣溫度升高,掃氣壓力降低這一癥狀,我們更有理由懷疑掃氣系統(tǒng)有可能故障,，尤其在大風(fēng)浪天航行時(shí)主機(jī)增壓器時(shí)有喘振發(fā)生,這也是掃氣系統(tǒng)流道堵塞、被壓升高的征兆,。

因此,對(duì)配氣系統(tǒng)我們做了以下工作:

檢查調(diào)整各缸氣閥間隙;檢查掃氣箱內(nèi)部及掃氣口,確認(rèn)清潔;拆下增壓器透平側(cè)排煙管及透平側(cè)端蓋檢查各缸煙管,、噴嘴環(huán)及渦輪機(jī)葉輪并清潔,同時(shí)檢查增壓器轉(zhuǎn)子,其在自由狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn);拆下增壓器壓氣機(jī)側(cè)濾網(wǎng)及擴(kuò)壓器檢查壓氣機(jī)葉輪及擴(kuò)壓器流道，確認(rèn)暢道;檢查廢氣鍋爐煙管并吹洗及人工清潔,。

另外,，主機(jī)掃氣溫度由冷卻系統(tǒng)自動(dòng)控制在50℃。

上述工作后主機(jī)起動(dòng)困難及排氣高溫現(xiàn)象仍不能消除,。

由于船舶船期緊,加之船上條件所限,配氣系統(tǒng)中只?？绽淦鬟€沒拆洗,我們先測(cè)量空冷器前后壓差。

船上沒有合適的表及接頭,，采用自制的U型管測(cè)量,，測(cè)量結(jié)果雖不理想,但可以看出前后壓差較大(正常情況下，要求前后壓差小于20cm水柱),。

不得已將空冷器拆下,機(jī)艙沒有足夠大的清洗槽侵泡,只好將其架在木方上澆上清潔劑,用鍋爐蒸汽吹洗,。

用這種清洗方法雖不能清洗徹底,但也清洗出大量的油泥。

空冷器風(fēng)干裝復(fù)后起動(dòng)柴油機(jī),，柴油機(jī)的各缸及平均排氣溫度高溫現(xiàn)象立即消除,，停車后將起動(dòng)燃油限制器的最小限油格數(shù)調(diào)回到20格,，再起動(dòng)柴油機(jī)，上述起動(dòng)困難現(xiàn)象不復(fù)存在,。

三,、結(jié)束語

通過上述故障分析和解決故障的過程，我們可以看出,起動(dòng)過程中空冷器臟堵造成汽缸進(jìn)氣量太少,噴入汽缸的燃油不能及時(shí)完全燃燒,，燃油燃燒做功能力大大降低,使得起動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩小于阻扭矩,是導(dǎo)致柴油機(jī)不能正常起動(dòng)的主要原因,。

鑒于此,柴油機(jī)在日常的管理過程中應(yīng)該著重加強(qiáng)空冷器的管理。

該機(jī)型空冷器為片式冷卻器,，片與片之間特別密,像汽車的水箱一樣,很容易臟堵,。

所以,我們應(yīng)該勤洗增壓器吸入濾網(wǎng)及機(jī)艙風(fēng)機(jī)吸入濾網(wǎng)，在空冷器前后裝上合適的壓力表,密切監(jiān)視其前后壓差,其差值超過說明書要求的允許值時(shí),應(yīng)盡量快地將空冷器送船廠清洗,。

另外,，隨著船舶的老化，噴油泵的柱塞偶件也會(huì)有不同程度的磨損,，小油量供油時(shí),各缸供油不均,，也會(huì)造成柴油機(jī)的啟動(dòng)困難,因此,油泵柱塞偶件的工作狀況也要密切關(guān)注,必要時(shí)應(yīng)及時(shí)換新。

本機(jī)采用單獨(dú)脈沖渦輪增壓系統(tǒng),柴油機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的掃氣壓力幾乎為零,空氣量本就不足,，如果空冷器臟堵，就會(huì)造成空氣量嚴(yán)重不足,，燃油不能有效燃燒,做功能力下降,，同時(shí)廢氣能量也降低,廢氣渦輪增壓器增壓效果下降,使得空氣供應(yīng)惡性循環(huán),造成啟動(dòng)困難。

所以建議在增壓系統(tǒng)上裝一電動(dòng)應(yīng)急鼓風(fēng)機(jī),，這樣就會(huì)克服啟動(dòng)時(shí)空氣量不足的問題,主機(jī)啟動(dòng)困難的現(xiàn)象也就會(huì)消除,同時(shí)可以改善低負(fù)荷時(shí)柴油機(jī)的工況,，在增壓器損壞時(shí)為柴油機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供保證。

為了船舶的營運(yùn)安全,，在空冷器臟堵出現(xiàn)啟動(dòng)困難而航期又緊不能及時(shí)清洗空冷器時(shí),，除加強(qiáng)燃油系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)的管理外，我們可以根據(jù)控制原理采取一些應(yīng)急措施,以保證柴油機(jī)的正常啟動(dòng),。

(1)增大啟動(dòng)燃油限制器的最小限油格數(shù),直至能夠正常啟動(dòng),。

注意,不得使柴油機(jī)飛車。

(2)調(diào)大啟動(dòng)(成功)轉(zhuǎn)速設(shè)定值,。

(3)切除啟動(dòng)燃油限制器的控制信號(hào),手動(dòng)控制機(jī)械停車限油手柄進(jìn)行啟動(dòng)柴油機(jī),，保證手柄放置在既能順利啟動(dòng)又不使柴油機(jī)飛車的位置。

END