船舶柴油机主要机械故障诊断和解决方法探析

陈荣华

中船澄西船舶修造有限公司 江苏江阴 214433

船用柴油机是船舶的核心动力，其安全性和稳定性直接影响到船舶的安全。事实上，柴油机机械故障引起的安全事故在船舶事故中占很大比例。这些事故的发生不仅造成重大经济损失，而且严重威胁船员的安全。因此，有必要对船用柴油机的工作状态进行监测和诊断，尽可能减少事故的隐患。排除工作。柴油机故障诊断技术自诞生以来，经历了从最初的事后维修到定时检测，再到现代故障诊断技术的维修的重大变革[1]。然而，由于柴油机系统的复杂性，其故障诊断和预测技术及相应的装置还不尽如人意，需要进一步的研究和改进。

1 船舶柴油机设备现状分析

船用柴油机内部部件种类繁多，各部件之间的连接问题会引起其他部件之间的摩擦，影响整个船舶柴油机设备的正常运行。在正常情况下，造成船用柴油机故障的主要原因有两个：（1）船用柴油机内部部件之间的磨损，部件的磨损是在整个船舶的柴油机设备中经常发生的一种现象。这种磨损失效的发生率明显高于其他失效，而这种磨损主要是由船用柴油机设备中固体颗粒物与金属设备部件之间的摩擦引起的。此外，柴油机轴承中润滑油的质量也会影响整个船用柴油机设备的正常运行。相关人员可以对油样进行全面分析，找出产生这些问题的原因，然后采用科学合理的方法进行处理，最终保证整个船舶柴油机设备的正常运行。（2）关于船用柴油机的运行工况分析，船用柴油机是为船舶提供动力的机械装置。如果设备在极端天气条件下运行，必然会发生各种故障。由于船用柴油机制造所用材料差异较大，受外部环境的影响，整个设备在短时间内无法正常运行。在严重的情况下，可能会出现裂缝。

2 柴油机机械故障诊断方法

2.1 热力参数分析法

热参数分析方法主要是根据柴油机在运行过程中的热参数来诊断柴油机的工作状态。这些热参数主要包括气缸压力测功机、润滑温度、排气温度、冷却水进出口温度和排放。热参数主要用来判断柴油机的性能。通过这些带有信息的指示图，可以计算出指示功、压缩压力和压力上升速率，从而判断燃烧质量和气缸是否达到平衡。准确的数据基础，可以说该指标图对柴油机工作监测具有重要意义，并经常应用于实际工作的综合监测过程中。记录式测功器主要通过测量气缸内气体的压力变化来实现，即获得曲柄角度和气缸容积的变化信号，从而得到测功器。测功机的进给主要由直接进给和间接进给两种方式组成[2]。直接记录法主要是利用测功器直接获得曲轴转角变化时的气缸压力，然后将其转换成相应的测功器；间接测量规则是测量柴油机在运行过程中其他物理量的变化，得到缸内压力，并得到相应的示功图。实际上，间接法可以避免对柴油机工作过程的影响，因此在一定意义上更受青睐。间接测量是目前常用的通过测量气缸盖螺栓应变来获得气缸盖压力的指标，即通过气缸盖振动信号来分析气缸盖压力。该方法的优点是能充分了解柴油机的各种故障，缺点是不能很好地确定上止点，对压力传感器的安装和通道效应要求较高。

2.2 振动分析法

这是一种创新而有效的测量方法。在正常情况下，该方法主要对船用柴油机在使用过程中运行时产生的振动信号进行测量和分析，最终得到一套完整的结果。这种测量方法的使用一般遵循以下三个重要方面：（1）综合信息收集和分析，信息收集是一个重要的条件生效判决船用柴油机正常运行的设备，必须选择高性能传感器的相关工作流程，并安装在这个过程中，相关人员必须安排进行全面的监督和管理，确保收集到的信息来最大程度的准确性，为船舶柴油机故障维修提供重要的参考资料；（2）收集信息处理分析，收集信息后必须收集相关人员。综合分析和讨论，最大限度地保证所收集信息的准确性；（3）状态判断与预测分析，船舶柴油机是一种复杂程度较高的机械设备，相关工作技术人员通过船舶柴油机振动信号信息判断该设备是否正常运行。

2.3 油液分析法

在机械失效的情况下，润滑油中所含的铁可以判断金属零件的磨损情况。因此，利用铁谱和润滑油谱分析方法可以监测柴油机的工作状态。柴油机副在运行过程中磨损程度不同，但由于磨损形式的不同，磨损颗粒也存在差异。这些颗粒存在于润滑过程中，可以通过铁谱和光谱来确定金属，从而获得相关的故障信息。柴油的光谱不能检测到的铁谱分析技术和光谱上单，但每一种都有其自己的优点，穿的频谱可以准确地得到内容组件，但不能理解其形状，铁谱可以清楚地理解粒子的形状。然而，有色金属是不可能判断的，其光谱分辨率也不高。只有同时使用铁谱和光谱，才能达到共同检测的效果。当然，使用油液分析方法也有一定的局限性，主要是因为无法确定准确检测出故障气缸的位置，也无法进行监测。同时，油品分析的结果只是定性分析，具有较大的随机性。

2.4 测试和化验

冷却水硬度可通过PH或化学方法检测，如发现异常，可及时更换冷却水或水处理剂。此外，通过光谱分析可以检测出润滑油中金属颗粒的含量、大小和类型，从而判断出润滑油的磨损程度和机体内部的磨损部位。如果颗粒尺寸超过标准，可能是过滤器滤网有缺陷，或者是填料和活塞环泄漏；如发现合金粉末，轴瓦磨损异常。通过试验方法，可以科学、准确地确定柴油机各系统的运行状态。

2.5 触摸以及嗅闻法

柴油发动机各部件的温度可以直接反馈到其工作状态。大多数监测点都有一个温度计，可以直接读数。但是，在有些地方，温度计没有安装，我们可以直接用触摸的方法来判断，如起动风管、曲轴箱导门盖等位置可以直接触摸来判断是否有温度超高。还可闻味、漏油、局部烧伤等。该方法具有直观、快速的故障诊断能力。

3 船舶柴油机典型故障的排除

3.1 主机启动困难

启动压缩空气压力不足，输送速度达不到。检查起动空气系统是否有泄漏；或排气阀泄漏。当压缩空气进入气缸时，压缩行程中压缩空气从排气阀泄漏，导致压缩温度达不到油雾。我们可以通过磨削或加工来恢复排气阀与阀座之间良好的接触面。燃料系统有故障。主要有喷油器堵塞或雾化不良、高压油泵齿条卡在停油位置或高压油泵柱塞在顶死点位置被压死。我们可以拆下柱塞和针形阀部件进行清洗，发现损坏，及时更换。

3.2 设备的功率不足

主要原因是喷油量不足或喷油量不均匀等，也可能是由于燃料燃烧不完全、气缸不能正常工作、密封性能差、供气不足等原因造成的。在总结诊断过程中，首先检查设备的燃油喷射系统，测量气缸的压缩压力和爆炸压力，及时检查轴系和叶片的运行状态。

3.3 排气烟色异常

废气正常烟色的主要原因是浅灰色，而产生烟色的主要原因是：（1）尾气黑烟：表示燃烧不完全；（2）排出蓝色烟雾：将润滑油投入燃烧室；3）排白烟：燃烧室有水。诊断方法和程序：根据不同烟色检查不同部位。

3.4 排气温度不正常

排气温度是柴油机的重要参数之一。（1）排气温度过高：主要原因是负荷过大，喷油太晚（燃烧后），雾化不良，排气阀关不紧；（2）排气温度过低：主要原因是喷油过早，个别气缸不喷油，喷油泵供油不足（回阀泄漏）。在船舶主要机械设备的日常使用中，总会出现影响船舶正常运行的一种或几种故障。故障发生后，应及时查明原因，分析讨论，并采取相应的措施予以消除。

3.5 柴油机运行过程中出现剧烈震动

主要原因是柴油机脚螺栓松动或连接不良。在故障诊断过程中，首先要检查柴油机轴螺栓，拧紧所有螺栓，然后检查机油是否咬缸，汽车叶片是否损坏。

3.6 运转过程中出现异常噪音

主要原因是运动部件的配合间隙较大，消声器与排气管漏水，系统中的增压器可能损坏，柴油机可能被撞到气缸上。在诊断过程中，可以根据不同的情况采取具体的措施[3]。

3.7 柴油机运行过程中突然停止

主要原因是燃料耗尽、设备轴承部件损坏或叶片损坏。在故障排除过程中，首先要检查汽车的机械部分是否卡住，然后检查燃油系统等故障。

简而言之，船用柴油机是一种复杂的机械装置，长期运行的船用设备内部结构中的部件必然老化。此外，各部件的摩擦也会严重影响整个船舶柴油机设备的正常运行。船舶柴油机设备发生严重故障后，将对公众的安全产生很大影响。因此，相关工作技术人员应综合考虑和分析各种因素，采用科学合理的方法加以解决。只有这样，才能使整个船舶柴油机设备在稳定的环境下运行，从而为整个船舶提供长期稳定的行驶。重要保证。在一定程度上，这将促进社会经济长期稳定发展。