排除由气阀弹簧引发的主机排气阀故障

唐为民

摘要：针对海洋运输船舶存在的主机排气阀故障，本文全面地分析了气阀弹簧在实际使用中产生故障的原因，揭示了内部密封元件对设备的重要性，并提出了相应对策和预防措施。

关键词：主机 空压机 排气阀 空气弹簧

0 引言

海洋运输船舶一般采用柴油机组作主机，其本身没有自行起动能力。要使静止的柴油机转动起来，必须借助于外力，创造柴油机获得第一个工作行程的条件，即在外力作用下，进气，压缩，喷油，直至燃油燃烧膨胀做功才能推动活塞自行转动。这一过程称为柴油机起动。

船用大功率柴油机绝大多数采用压缩空气起动，原理是将具有一定压力的压缩空气，按柴油机发火次序，在工作冲程时送入各气缸，推动活塞，使柴油机转动起来。待柴油机转速达到起动转速，喷入燃烧室中的燃料方能自行发火燃烧，使柴油机运行。

一般，船上的压缩空气可分为两种：起动空气及控制空气。起动空气用于柴油机的起动；控制空气主要用于对船舶各相关设备的不同需求进行分配控制。可以说，空气系统是保障柴油机正常运行的关键因素之一。下述案例为一起排气阀空气弹簧漏气所引发的故障，在此进行分析，供大家参考。

1 故障现象

某轮，MAN B&W 8S35MC 十字头二冲程直流扫气柴油机；額定功5 920kW×2台；转速173 RPM；缸径350mm；冲程1400mm； 配用电子调速器；辅助鼓风机两台；制造厂家MAN B&W DIESEL A/S DENMARK。

某日，航行途中，发现NO.1空压机连续运转不停，空气压力打不上去，只能临时开启NO.2空压机一起使用，以保证正常供气；同时，一方面组织人员对NO.1空压机进行全面检查；另一方面对全船空气管路进行逐一排查，检查结果，空压机运行正常、全船空气管路也没有发现漏气现象。

那么，空气到底从哪里泄漏了呢？进一步对两台主机控制空气系统检查，发现右主机的排气阀控制压力只有0.63Mpa，左主机为0.7Mpa，右主机比左主机的压力要低0.07Mpa，问题明朗了，空气是从排气阀的气阀弹簧机构内部泄漏了。

2 故障分析和处理

首先了解排气阀的工作原理，它采用的是液压排气阀驱动系统，主要由液压驱动系统和空气弹簧系统两个部分组成。

排气阀的开启，由液压驱动系统驱动。液压驱动系统由伺服油缸、液压油管、液压油缸等三部分共同组成一个液压滑油作为工质，传递伺服活塞和液压活塞的位移，提供开阀压力。

排气阀的关闭，除了借助于主机活塞上行产生的气流推动外，主要依靠气阀弹簧推动。

空气弹簧，主要由气动活塞和空气室组成。气动活塞固定在排气阀杆上随同作往复运动，与空气室之间有防止空气泄漏的密封件；空气室，上部是气动活塞，底部与排气阀杆配合处有两道密封圈。空气弹簧的气源，来自主机控制空气，通过一个截止止回阀进入，一般为0.7Mpa，为空气弹簧补充空气。

当气动活塞上的密封圈失效，或底部与排气阀杆配合处两道密封圈失效，会造成空气室内空气泄漏。这样，当排气阀开启即气动活塞下行时，气缸底部不能形成气垫，导致排气阀开启时的敲击，更有甚者将影响到排气阀的正常关闭。

主机排气阀空气弹簧压力偏低，但还没有达到报警值，基本能保证排气阀关闭。当某一个气阀弹簧密封出现问题时，可能不至于出现空压机空气压力打不上去的现象；而当多缸出现漏气，那就势必造成漏气量增加，使得空压机运转时间延长或者运转不停。

导致后果：

① 故障缸排气阀比正常情况早开迟关，气缸内的压缩压力降低，燃烧恶化，阀座热负荷增大，油耗上升；

② 整台机负荷不均匀，低速性能下降；

③ 空气压缩机运转时间延长；

④ 如果漏气严重，将会造成故障缸不发火的严重现象，直接影响到船舶的安全航行。

找出原因，解决起来就方便了。首先判断出故障排气阀，然后解体、检查、保养，更换所有密封圈，问题就迎刃而解了。

3 解决问题后的反思

（1）空压机空气压力打不上，要综合考虑各种情况，不要被表面现象所蒙骗，要开阔思路，以免贻误正确的处理时间。

（2）当班人员要增加工作责任性，集中精力，认真监控，密切注意各运行参数变化，以便相关人员作出正确的故障原因分析。

（3）无论遇到何种故障，要以最短、最快的时间作出正确的判断，避免出现头痛医头，脚痛医脚的现象，从而达到去伪求真，标本兼治。

4 结束语

随着MAN B&W十字头二冲程直流扫气柴油机在船舶运输中的广泛应用，类似的故障屡有发生，虽然该故障比较容易处理，但还是给管理带来许多麻烦，严重时直接影响航行安全。所以管理者必须严格按照说明书要求，及时对相关设备的运行部件进行维修保养，更换易损部件，消除隐患，避免类似情况发生。

参考文献：

[1]《MAN B&W柴油机使用说明书》