内河挖泥船柴油机常见故障的分析研究及解决

梁秋明 广西壮族自治区梧州航道养护中心

航道是国家重要的公益性交通基础设施，维护航道尺寸水深往往需要挖泥船进行应急疏浚。“疏浚30”船是自航铲斗式挖泥船，配备有两台YC6B150C船用柴油机，直列6 缸，增压中冷，额定总功率2×110KW，柴油机额定转速1800r/min，在日常使用过程中柴油机出现燃油供油不良、冷却水系统高温警报、烧机油等情况[1]。

1.柴油机燃油系统的作用及工作原理

1.1 柴油机燃油系统的作用

燃油系统是柴油机运转的重要组成部分，相当于人类的血液与心脏的关系。好的燃油，可以让柴油机顺畅地运转起来，燃油如果不干净，带有杂质或水分，杂质会对柴油机产生巨大的危害，会形成喷油嘴、燃油滤清器堵塞，在进气道、气门、气缸内形成积碳等，对精密偶件形成磨损。水分会对柴油机造成燃烧不完全，损伤气缸等影响。这些行为都极大地危害着柴油机的使用寿命和工作效率，所以说燃油系统的供油干净至关重要[2]。

1.2 柴油机燃油系统的工作原理

“疏浚30”船的燃油系统如图1所示，燃油从油箱出来经水分离柴滤器后流经输油泵和手动泵，再到燃油滤清器，然后到喷油泵、高压油管，从喷油器进入缸内形成燃烧做工，管路多余的燃油再回到油箱。

图1 “疏浚30”船的燃油系统

1.3 影响柴油机燃油系统的因素

①喷油器滴漏；②输油泵异常；③喷油泵调速器问题；④燃油油路堵塞或有空气；⑤柴油滤清器太脏；⑥喷油器雾化不良；⑦高压油泵柱塞偶件磨损；⑧高压油泵针阀不打开；⑨燃油中机械杂质太多；⑩其他。

2.柴油机燃油系统不供油故障分析解决

2.1 案例分析

“疏浚30”船在加完燃油数月后，轮机人员进行日常备车时，发现柴油机无法启动。初步检查输油泵、喷油泵、输油管路没有发现问题。随后轮机人员通过手动泵泵油检查发现高压油管和高压泵油泵连接处有燃油，初步判断可能是由于高压油泵故障引起燃油供油不良。

2.2 燃油系统高压油泵堵塞不良解决

拆下高压油泵后，经过反复检查和试验，发现柴油机不能启动的原因是高压油泵偶件（柱塞、套筒）磨损过大，油压过低，导致针阀不能打开，更换新的高压油泵后，经过一段时间的使用，该故障依然存在，柴油机不能进行正常的启动。通过追踪分析初步怀疑是燃油的品质不良，存有大量机械杂质。本船加的柴油是码头趸船的库存燃油，存放已有多年。通过抽取油柜柴油拿去化验得出该柴油密度高达0.94g/cm3＞0.84g/cm3（正常0#柴油密度），黏度10mm2＞3.0～8.0mm2（0#柴油温度20℃时的运动黏度）。由此推断可能是这些劣质的燃油导致油泵的快速磨损，随后通过清洗燃油管路、高压油泵、喷油器、燃油油柜等，并重新到加注新的0#柴油，通过一段时间的日常运转使用，本船柴油机再没出现该情况。

2.3 燃油系统的日常维护管理

①定期清洗油箱，燃油会受工作环境和油品影响；②勤于更换燃油滤清器和滤网；③定期清洗喷油泵、高压油泵，清洗高压油泵时应要对高压油泵进行雾化试验和压力试验；④定期检查输油泵，检查泵内部粗滤网是否有杂物堵塞；⑤备车前，应观察油箱油尺，查看燃油管路和各管路的接口处是否有渗漏情况。

3.柴油机冷却系统的作用及工作原理

3.1 柴油机冷却水系统的作用

柴油机工作时，气缸内燃气温度可高达2000℃，导致相关零部件的温度升高，造成机体零部件磨损加剧，破坏柴油机内零部件的配合间隙，从而缩短柴油机的使用寿命。因此，冷却系统对柴油机至关重要，应当保持在合适温度。

3.2 柴油机冷却水系统的工作原理

“疏浚30”船柴油机的冷却系统采用外循环系统和内循环冷却系统，外循环系统冷却(见图2)：海水泵抽舷外江水经海水门滤网后到单向阀和截止阀，然后到中冷器，再进入热交换器，热交换器出来后直接排出舷外。内循环系统冷却（见图3）：冷却水从热交换器流经水泵，从水泵出来后到柴油机，再到膨胀阀，然后再从膨胀阀流回热交换器，形成一套冷却水内循环系统[3]。

图2 外循环系统冷却

图3 内循环系统冷却

3.3 造成冷却水系统温度偏高异常因素

①冷却水管路堵塞或阀门故障；②海水门垃圾过多堵塞或隔沙箱杂物淤泥过多；③海水、淡水泵损坏；④温度计和水温传感器接触不良或损坏；⑤热交换器有大量淤泥杂物；⑥冷却管路垫片损坏渗漏；⑦膨胀阀失灵不能打开；⑧个别气缸存在拉缸或活塞机件过热；⑨其他。

4.柴油机冷却水系统高温故障分析解决

4.1 案例分析

“疏浚30”船在疏浚施工时主机在运行不到2h时间内，主机水温偏高警报出现。冷却水系统水温超临界限定值以上会出现主机突然启停，船舶失去动力，将无法进行应急疏浚，经检查发现，左、右车是因为海水泵流量不够，热交换器水垢积淤过多、隔沙箱杂物淤泥过多，造成冷却水系统水温温度升高。柴油机在怠速状态下，左、右车的冷却水系统没有出现温度升高警报；当主机达到1800r/min时，冷却水系统出现温度升高警报。检查管路并无堵塞和渗漏，清理海水门滤网和隔沙箱后，通过观察舷外排水，排水量有明显减小。实测海水泵排出口流量<5m3/h，与售后和船舶设计公司的技术员反复讨论，应该是进水口冷却水流量不够，造成主机散热冷却不足温度升高警报。经查看图纸和上坞检查时发现：①海水门进水口存在原始设计缺陷，导致淤泥和杂物堆积在海水门进口，无法自动掉落，从而影响进水；②隔沙箱沉淀淤泥能力有限；导致主机在高转速、高负荷时进水流量不够，或冷却水本身含泥沙量过多形成热交换器、中冷器堵塞引起冷却水系统温度升高。

4.2 冷却水系统温度升高问题解决

为解决主机在高速、高负荷运转时海水泵排水流量不足的问题，通过多次验证，将原始海水门进口改成正梯形，保持进水口宽度不变，有利于淤泥和杂物自动脱落，避免堆积在海水门内。这一改动不会导致进水时形成真空问题而没有水，增加了海水门进水的流量。在原有隔沙箱的位置后面增加一个隔沙箱，形成二次沉淀，减少冷却水中的含泥沙量。实测海水泵的流量没有变化，从而减少热交换器、中冷器淤泥沉淀堵塞管路引发水温升高。

4.3 柴油机冷却水系统的日常维护管理

①开航备车前应检查水箱是否足够，查看管路是否有渗漏；②要保证各缸冷却水的流动性良好，保持进水流量足够，如需调整冷却水流量，应调整淡水泵的出口阀，同时注意调节速度；③淡水泵出口压力工作应在正常工作范围；④检查海水滤器和海水阀是否被杂物堵塞，勤于清理隔沙箱泥沙和热交换器水垢，清理热交换器的管路淤泥应使用同圆孔大小的竹签来清理，避免刮伤管路表面。

5.柴油机机油系统的作用及工作原理

5.1 柴油机机油系统的作用

柴油机机油系统的作用是保证供给柴油机动力装置运动部件的润滑和冷却所需的润滑油，柴油机在工作时把足够的润滑油输送到传动部件的表面之间形成油膜、减少摩擦阻力、减轻机件磨损、降低功率消耗，润滑油经过摩擦表面带走摩擦产生的6%～14%热量，维持零件工作温度，提高柴油机工作的可靠性和耐久性，如果机油系统出现故障没有及时排除，将影响到柴油机的使用寿命。

5.2 柴油机机油系统的工作原理

柴油机的机油通过机油泵从油底壳输送到机油冷却器和机油滤清器，然后进入主油管，再输送到齿轮传动、曲轴主轴和曲轴连杆，再流经气缸盖和摇臂后散落流回油底壳，曲轴连杆通过飞溅流经气缸套、活塞和活塞环后散落流回油底壳(见图4)。

5.3 影响柴油机机油异常因素

①机油滤清器、机油管路堵塞；②机油泵、机油冷却器失效；③活塞环弹力不足或失圆；④机油系统各油路接头松动漏油、油封失效；⑤机油压力指示表失效或探头失灵；⑥旁通阀开启过晚；⑦气缸套密封垫穿孔；⑧活塞环安装错误；⑨其他。

6.柴油机机油系统烧机油分析解决

6.1 案例分析

“疏浚30”船在某维修船厂进行三级技术保养，在日常维护保养使用100h后，轮机人员观看机油油尺，发现油量低于油尺下限值，便进行加注机油，随后继续使用50h。在接到应急疏浚任务时，轮机人员进行开航前的备车准备，发现机油量低于下限值，柴油机消耗机油10%左右，判断柴油机存在烧机油现象，随后将柴油机进行空车运转，观察到排气烟管冒蓝烟，而且有大量油粒。

6.2 柴油机烧机油问题解决

轮机人员进行6个缸吊缸处理，通过观察6个气缸盖的气门杆和气门导管，没有发现磨损，间隙没有变大。观察活塞环与气缸套时，发现第4个气缸的活塞顶有明显的积碳，但与其他5个缸对比，活塞环与气缸套之间的贴合漏光符合要求。观察活塞环的搭口间隙，斜搭口的倾角角度一致，活塞环的装配没有问题。检查活塞环的天地间隙时，发现第4缸活塞的第一道活塞环用手转动时比其他5个缸的活塞环要轻松，经过用千分尺测量6个缸的第一道活塞环，第4缸的第一道活塞环比其它的小0.1mm。进一步测量天地间隙，第4缸的第一道活塞环的天地间隙比其它5个的要大0.1mm。过大的天地间隙让第4缸的活塞环产生泵油现象，从而发生烧机油现象。随后更换新标准的活塞环，空车运转一段时间，观察排烟管无蓝烟现象，也无油颗粒。

6.3 柴油机机油系统的日常维护管理

①勤于清洗或更换机油滤清器；②备车前应查看柴油机的机油量，确保有足够的机油存量；③更换合适正确机油型号；④勤于观察柴油机排烟情况和机油压力表；⑤按保养技术要求按期更换机油。

7.结语

船舶在运行当中，会出现各种类型的故障，通过对“疏浚30”船出现的主机故障问题进行分析解决，很好地确保该船舶高效安全的正常运行，提高了该船舶的工作效率。