船用396系列柴油机增压器运转故障分析与排除

王国壮

摘 要：本文以某船主机经过计划性修理后B排增压器无法运转故障为例，着重对该机B排增压器无法运转的问题进行了较详细的分析和解决，旨在使承担该型机的维修人员从中得到一些启发和帮助，避免在实际修理工作中陷入思维定式。在出现修理困局时，要注意调整修理思路，才能赢得修理时间，提高修理效率。

关键词：柴油机；增压器；故障分析；排除

中图分类号：U663.2 文献标识码：A

1 引言

船用396系列柴油主机（型号16V396TE94，最大功率2240 kW，最大功率转速2055 r/min），有引进国外技术国产化的，也有进口的，两种主机结构、性能完全相同，在投入使用的多年时间里，从发现和排除的故障情况来看，国产的柴油机比进口的多一些，但基本上每次排故都能够很快抓住症结予以解决，而在2013年的一次维修中，却遇到一个典型的故障案例，曾让维修人员颇费周折。因此，它的排除对该型柴油机维修人员来说是一个难得的经验积累，下面对排除这例故障的过程予以详述，旨在使承担该型机修理任务的维修人员从中得到一些启发和帮助，避免在类似故障面前走弯路。

2 修理前后经过及故障现象

进厂修理前，各台主机都能顺利加速至最大工况2055 r/min，因此按照修理要求，所有主机均进行396系列柴油机 W4等级技术保养，主要修理的工程内容为：更换所有空气、燃油、滑油纸质滤芯；喷油器拆卸清洗试压，更换雾化不良的偶件；调整气阀间隙；拆卸清洗片状淡水冷却器；更换滑油和冷却水。同时，该船还更换几台喷泵的艉板法兰，加装喷泵流道格栅。在修后的航行试验过程中， 发现某主机B排增压器控制阀门没法开启，该增压器不能投入运转工作，继续操纵加速功能不起作用，该柴油机转速无法升高。此时，该主机转速在单增压器工作模式下只能升高至1630 r/min， A排增压器的最高转速约为54500 r/min，高压燃油泵供油齿条位置在该工况的监控系统设定值为11.3 mm，实际位移值也已达到此行程。

按常规的排故修理方法，首先检查燃油系统，再次拆卸检查喷油器雾化情况，检查调整气阀间隙，同时，船再次上排检查喷泵叶梢间隙、海底门格栅安装情况、排气挡板阀位置等，各项检查均属正常，说明故障原因不在这些系统之列。

3 故障原因分析与排除

据396系列柴油机使用说明书规定，该型柴油机B排增压器要投入运转应同时满足两个条件：一是柴油机曲轴转速不低于1 450 r/min；二是A排增压器转速达到55 000 r/min，并通过监控系统程序的设定控制。由此可知，A排增压器的实际转速没有达到系统设置要求，也就是说没有同时满足上述两个条件，因此柴油机受到程序限制，导致转速无法升高。

为了进一步验证柴油机本身是否存在问题，通过授权软件临时将A排增压器转速设定值修改为54500r/min，试航结果表明，B排增压器可如期快速投入运转，柴油机可加速至最大工况，但该主机增压器A、B两排排气温度低速时相差45℃左右，高速时相差20℃左右，而其它主机A、B两排排气温度低速时相差20℃左右，高速时相差10℃左右，再将A排增压器转速设定值重新恢复到55 000 r/min时，柴油机状态又如前所述，B排增压器不能投入工作，柴油机转速无法继续升高。

虽然发现该主机A、B两排排气温差与其它主机的有异常，但要进一步找到症结的具体之处还是有困难，因为该型机不像其它柴油机的每个汽缸都有测温表和测爆阀，而且每排所测温度是8个汽缸的排烟总温度，只要某个汽缸有故障都可能出现上述的现象， 于是，设想对该机各缸压缩压力进行一次检查，对于采取这项检查工作是否能够走近症结之处，大家本来还是感到有些茫然抑或无奈，不料正是这个决定，却给修理人员带来了意外的收获；对柴油机进行盘车检查时，在已全部松开的高压燃油管中，竟然发现A5缸高压燃油管口（图1-15-a）有滴泄燃油现象，诧异中顿时意识到，这应是问题症结所在。

因为该型柴油机在停车状态时，高压燃油泵齿条是在“0”供油位置，那么进行盘车时柱塞的有效行程应为零，供油量也就为零，在这种情况下，柱塞的往复运动并没有供油作用，所以高压燃油油管不应出现燃油流出现象。反之，只有在等压出油阀组件损坏的情况下，由于密封性能不良，高压燃油油管才可能会出现冒油现象。由此进行分析可知：A5缸高压喷油泵的等压出油阀组件损坏，于是对应的喷油器不能正常启闭，从而导致供油减少或基本不供油，这就相当于A5汽缸停止了工作。对于其它任何柴油机来说，在有个别汽缸供油量减少的情况下，若仍要维持某个工况的正常工作，必须先要加大其它各缸的供油量，直至该工况所需要的总供油量，通常是由调速器根据转速和负荷的需求，自动改变供油齿条的位置来实现的，而该型柴油机恰恰是对各工况下的齿条位移在监控程序上设定了限制，当齿条实际位移到达限制值时，调速器或操纵系统指令都将无法继续移动齿条来加大供油量，柴油机转速就无法继续上升，所以，A排增压器由于柴油机废气排量和压力的限制，转速也就随之被限制住，这样才出现B排增压器不能投入运转工作的情况。

对A5缸高压喷油泵的等压出油阀组件（图2）进行拆卸分解，经检查，发现该等压出油阀组件的出油阀损坏，其它零部件完好，换上新的出油阀回装后，再次进行航行试验，柴油机加速时，主机转速很快就能超过1630r/min，供油齿条设定值与实际位移值之间还有（2～3）mm的余量，A排增压器转速也能快速到达或越过55000r/min，此时，B排增压器控制阀如期准确地运转，增压器在几秒的时间内就能投入正常工作，操纵柴油机可轻松顺畅地加速至最大工况，A、B两排排气温度低速时相差20℃左右，高速时相差10℃左右，其它参数也符合验收标准，由此可见，该主机的性能已经完全恢复正常。至此，该船3号主机B排增压器不能正常投入运转，柴油机转速无法升高的故障得到彻底排除。

4 结束语

由于396系列柴油机 W6级以下技术保养均没有针对高压燃油油泵进行修理的要求，因此，等压出油阀组件是否存在问题不易被纳入排查的范围，加上在柴油机修理过程中，修理人员总存在一条经验原则：在柴油机还能正常使用的情况下进行常规计划性修理，修理后出现故障，往往是拆装修理那里就从那里找原因，由于经验的误导，修理思路落入思维定式，没有做到具体问题具体分析，结果一直没能及时解决问题而拖延了修理时间，也耗费不少人力物力。

参考文献

[1] 孟进明主编， 刘镇编写. 396系列柴油机[M]. 海军工程大学， 1999.

[2] 孙建新主编.船舶柴油机[M]. 北京： 人民交通出版社， 2006.