船舶柴油機常見故障的排除方法

 1.1 船舶柴油機故障定義

船舶柴油機是一種復雜的熱力機械。工況復雜，工作條件惡劣。因此，使用中發(fā)生故障在所難免。船舶柴油機喪失規(guī)定功能的事故成為船舶柴油機故障。船舶柴油機故障的范疇包括兩個方面：

⑴失效 引起船舶柴油機立即喪失功能的破壞性故障。如船舶柴油機燒瓦、抱缸等。

⑵性能降低 使船舶柴油機性能降低的故障。如船舶柴油機冒黑煙、油耗增加等。

1.2 船舶柴油機故障分類

船舶柴油機可以從不同方面進行分類。

⑴本質(zhì)故障 在規(guī)定使用條件下，由于船舶柴油機及其零部件本省固有的因素或缺陷而引起的故障成為本質(zhì)故障。如船舶柴油機缸套穴蝕、連桿斷裂。

⑵誤用故障 不按規(guī)定條件使用或由于外界因素而引起的故障稱為誤用故障。如因滑油油面不足引起燒瓦等。

⑶從屬故障 某一故障所引起的派生故障。也稱為相關(guān)故障。如連桿螺栓斷裂引起的機體裂紋等。

1.2.1 按故障嚴重程度和造成的危害分類

船舶柴油機故障按其嚴重程度和造成的危害，可分為致名故障、嚴重故障、一般故障和輕度故障四類。

⑴致命故障 凡造成重要零件報廢，導致人身傷亡或者重大經(jīng)濟損失的故障稱為致命故障。也稱為危險性故障。如連桿螺栓斷裂、機體破裂等。

⑵嚴重故障 凡船舶柴油機主要性能指標超過限值，主要零件損壞或解體才能排除的故障稱為嚴重故障。如船舶柴油機油耗過高、活塞環(huán)斷裂等。

⑶一般故障 凡船舶柴油機需停機檢修，需要更換非主要件，用隨機工具可以排除的故障一般稱為輕度故障。如三漏（漏氣、漏水、漏油），蓋板損壞等。

⑷輕度故障 凡一般不導致船舶柴油機停機，不需更換零件，用隨機工具在短時間內(nèi)即可排除的故障稱為輕度故障。如船舶柴油機密封部位滲漏，蓋板螺釘松動等。

1.2.2 按故障出現(xiàn)時間快慢分類

船舶柴油機按其故障出現(xiàn)時間的快慢，可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障兩類。

⑴突發(fā)性故障 這種故障在短時間內(nèi)突然發(fā)生，不能靠早期診斷來預測。如連桿螺栓斷裂、氣門彈簧斷裂等。

⑵漸發(fā)性故障 這種故障發(fā)生有一個漸變的過程，可以通過早期診斷進行預測。如汽缸套磨損、氣門漏氣等。

1.2.3 按故障發(fā)生的部位分類

船舶柴油機按其故障發(fā)生的部位，可分為整機性故障和零部件故障兩類。

⑴整機性故障 也稱綜合性故障。它影響整機性能，其原因是綜合性的。如起動困、功率不足、飛車、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、壓力異常等。

⑵零部件故障 是指某一零件所發(fā)生的故障。如齒輪斷裂、水泵泵量過小等。

1.2.4 船舶柴油機故障按其原因和現(xiàn)象分類

船舶柴油機故障按其原因和現(xiàn)象，可分為磨損性故障、錯用性故障和薄弱性故障三類。

⑴磨損性故障 由于摩擦副磨損過大而造成的故障稱為磨損性故障。這種故障是正常使用條件下，正常磨損過程中可以預測的故障。如活塞環(huán)過度磨損，造成嚴重漏氣、功率不足等，這類故障一般不會造成嚴重后果。

⑵錯用性故障 在實際使用條件下，產(chǎn)生的載重超過了原設計能力所造成的故障稱為錯用性故障。如超負荷使用船舶柴油機造成冒黑煙、軸系斷裂等。

⑶薄弱性故障 在實際使用條件下，產(chǎn)生的載荷未超過設計能力，只是設計失誤造成某些薄弱環(huán)節(jié)，導致零件喪失工作能力的故障稱為薄弱性故障。這類故障多發(fā)生在新開發(fā)的機型上。一般表現(xiàn)為零件破損、軸系及支架斷裂等。

2 船舶柴油機的故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

2.1 故障產(chǎn)生的過程

故障產(chǎn)生的過程實際上是一個能量積累與變化的過程，即零部件強度（技術(shù)狀況）逐漸變化下降的過程。

突發(fā)性故障多以疲勞、過度變形等形式出現(xiàn)。除了如上所述由于零件強度（技術(shù)狀況）和外界載荷的原因以外，潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的堵塞和泄露也會造成突發(fā)性故障。

漸發(fā)性故障多由磨蝕性磨損、咬接性磨損、機械腐蝕磨損和空穴磨損等形式出現(xiàn)。另外，腐蝕故障（包括應力腐蝕、氣蝕、硫蝕等）也屬于漸發(fā)性故障。

2.2 船舶柴油機故障現(xiàn)象

當船舶柴油機發(fā)生故障時，一般會伴隨以下現(xiàn)象：

⑴聲音異常

一臺正常運轉(zhuǎn)的船舶柴油機，其發(fā)生的噪聲有一定的規(guī)律。當出現(xiàn)故障時，便使聲音變得異常。如活塞碰氣門時出現(xiàn)金屬敲擊聲；供油角過大時出現(xiàn)燃燒敲擊聲；氣缸漏氣時出現(xiàn)吹噓聲；旋轉(zhuǎn)件相碰時出現(xiàn)摩擦聲等。

⑵外觀異常

如因燒機油出現(xiàn)的冒藍煙；燃燒不良出現(xiàn)的冒黑煙；密封面失效出現(xiàn)的漏油、漏氣等。

⑶溫度異常

如當供油角過晚或負荷過大所出現(xiàn)的排溫過高；軸承燒損所出現(xiàn)的軸承過熱；冷卻系統(tǒng)故障所出現(xiàn)的水溫油溫過高等。

⑷動作異常

如當平衡失效或基礎不牢出現(xiàn)振動過大；當調(diào)速失靈出現(xiàn)的飛車或游車；起動系統(tǒng)故障，船舶柴油機起動不起來等。

⑸壓力異常

如當氣門、活塞環(huán)密封失效出現(xiàn)的氣缸壓力過低；曲軸箱壓力過高；潤滑系統(tǒng)故障出現(xiàn)的油壓過低；增壓系統(tǒng)故障出現(xiàn)的氣壓過低過高等。

⑹氣味異常

如當電器系統(tǒng)故障出現(xiàn)焦糊味；燒機油出現(xiàn)的油煙味等。

2.3 船舶柴油機故障產(chǎn)生的原因

引起船舶柴油機故障的原因是多方面的。有設計結(jié)構(gòu)和選材不當引起的，也有加工制造和裝配、調(diào)試質(zhì)量欠佳引起的，也有使用操作不當和維護保養(yǎng)不良引起的。在這里主要對操作維護保養(yǎng)及加工制造等方面造成故障的原因予以簡單介紹。

2.3.1 操作方面的原因

由于違章操作造成的船舶柴油機故障，在船舶柴油機故障中占有很大比例。這其中有思想上的疏忽，技術(shù)上的不熟悉，也有錯誤的習慣作法。常見的違章操作有以下幾個方面：

⑴起動時間過長。

⑵冷車起動不經(jīng)過暖車便快速加大負荷運轉(zhuǎn)。

⑶磨合不充分，便高負荷運行。

⑷帶負荷急停車。

⑸油面不足開車。

⑹水面不足開車。

⑺超負荷或者超速運轉(zhuǎn)。

⑻水溫油溫不正常而繼續(xù)運行。

⑼高速、高負荷運轉(zhuǎn)中急停車

2.3.2 維護保養(yǎng)方面的原因

未按照規(guī)定進行維護保養(yǎng)也容易造成故障。常見的故障原因有以下幾個方面：

⑴添加或更換新機油不及時。

⑵清洗機油濾清器不及時。

⑶清洗柴油濾清器不及時。

⑷清洗空氣濾清器不及時。

⑸檢查、調(diào)整氣門間隙不及時。

⑹檢查、調(diào)整供油提前角不及時。

⑺檢查和調(diào)整噴油器不及時。

⑻檢查和向蓄電池補充電解液不及時 。

⑼冬季船舶柴油機停車后放水不及時。

2.3.3 維修中拆裝方面的原因

拆裝錯誤也是引起船舶柴油機故障的重要原因之一。其中有以下幾個方面：

⑴噴油器墊片安裝不正確。

⑵氣缸襯墊安裝不正確。

⑶齒輪嚙合不正確。

⑷螺母安裝不正確。

⑸有關(guān)配合間隙* 。

⑹活塞環(huán)安裝位置不正確。

2.3.4 加工制造方面的原因

這方面的原因大部分是材料用錯，材料存在內(nèi)在質(zhì)量問題和機加工中某些部位被忽視，致使其不符合要求。該方面的缺陷在裝配中很難發(fā)現(xiàn)，使用一段時間后才暴露出來，從而造成零件損壞。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

⑴質(zhì)量不符合要求。

⑵材質(zhì)不符合要求。

⑶熱處理不符合要求。

⑷機械加工不符合要求。

⑸消除應力不符合要求。

3 船舶柴油機綜合故障的現(xiàn)象及原因

3.1 船舶柴油機起動困難

1、故障現(xiàn)象

當發(fā)現(xiàn)起動困難故障時，有以下幾種情況：

⑴起動時，曲軸根本轉(zhuǎn)不動或者轉(zhuǎn)動很慢，即起動轉(zhuǎn)速太低。

⑵起動時，起動轉(zhuǎn)速正常，但船舶柴油機不著火。

⑶起動時，船舶柴油機雖然著了火，但船舶柴油機運轉(zhuǎn)不正常，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，甚至滅火。

2、原因分析

⑴起動系統(tǒng)：氣管路漏或氣管太長，氣源壓力不足，空壓機損壞等。

⑵燃油系統(tǒng)：油壓低停車操縱桿未板下，燃油箱閥門未打開，燃油箱無油，燃油箱位置太低，燃油管路內(nèi)有空氣，柴油濾太臟，超速停車裝置未復位，齒條卡住不在加油位置，噴油器不霧化，噴油泵不泵油或噴油器不噴油。

⑶進排氣系統(tǒng)：空氣濾清器污堵，中冷器污堵，防爆門閥門未打開，配氣定時不對，排氣系統(tǒng)污堵。

⑷燃燒系統(tǒng):壓縮壓力不足，活塞和缸蓋余隙太大、太小，缸頭伸出缸蓋平面太大、太小。

⑸外部條件：帶負荷起動，滑油溫度太低，粘度太大;水溫太低，在水泵內(nèi)結(jié)冰；柴油溫度太低，粘度太大。

⑹內(nèi)部條件：氣門碰活塞或氣缸內(nèi)有異物；燒瓦、抱軸、拉缸。

3.2 船舶柴油機功率不足

1、故障現(xiàn)象

所謂功率不足，就是通常所說的船舶柴油機“無力"，“沒有勁"。正常情況下，船舶柴油機的功率一般具有一定的儲備，可以帶動工作機械正常運轉(zhuǎn)。當功率不足時，表現(xiàn)為船舶柴油機帶不動與之配套的工作機械運動，并伴隨著以下現(xiàn)象

⑴船舶柴油機冒黑煙。此時船舶柴油機排氣管排出大量黑煙。

⑵船舶柴油機排氣溫度高。此時排氣管和渦輪增壓器的渦輪呈暗紅色。

⑶船舶柴油機轉(zhuǎn)速下降或者轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，并呈現(xiàn)出工作無力的聲音。

2、原因分析

⑴供油量不足：燃油濾清器污堵；燃油管路太細太長泄露；燃油系統(tǒng)有空氣；燃油質(zhì)量不好，油內(nèi)含水；噴油泵或者調(diào)整器限位鉛封被破壞加不上油；調(diào)速器拉桿螺釘旋入太多，齒桿伸出長度不夠；噴油泵柱塞磨損嚴重個別缸供油量太小。

⑵霧化不良或與燃燒室不匹配：油頭霧化不良；供油提前角不對；油頭伸出缸蓋平面不對；缸蓋活塞結(jié)炭嚴重；壓縮余隙太大；出油閥密封不嚴。

⑶進氣不足：空濾器臟污；中冷器臟污；壓氣機葉輪臟污；缸蓋進氣道臟污；進排氣管漏氣；配氣定時不準；增壓器故障，進氣壓力低。

⑷排氣不暢：排氣管太彎太長，或拐彎多；排氣消聲器臟污；缸蓋排氣道臟；排氣定時不對。

⑸外部因素：中冷器進水溫度太高；環(huán)境溫度高、濕度大；海拔高、氣壓低；船舶柴油機過熱；異常磨損，船舶柴油機拉缸、燒瓦、抱軸等。

3.3 船舶柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)

1、故障現(xiàn)象

船舶柴油機正常運轉(zhuǎn)時，依靠調(diào)速器的自動調(diào)節(jié)作用，船舶柴油機的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的。波動值只有幾轉(zhuǎn)，波動率在0.5%以內(nèi)。

當轉(zhuǎn)速不穩(wěn)時，有兩種現(xiàn)象：

①船舶柴油機有規(guī)律的忽高忽低。通常所說的“游車"、“喘氣"。此種情況多發(fā)生在船舶柴油機低速運行工況。

②船舶柴油機轉(zhuǎn)速無規(guī)律的忽高忽低。

2、原因分析

造成船舶柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的原因如下：

⑴供油系統(tǒng)原因：燃油系統(tǒng)內(nèi)有空氣，有水，氣阻或者水阻現(xiàn)象，造成供油不穩(wěn)；噴油器霧化不良，噴油不穩(wěn)，隔次噴油，或斷續(xù)噴油；噴油泵柱塞出油閥磨損過大，供油不穩(wěn)；噴油泵齒條卡滯，噴油器針閥卡滯；噴油器彈簧、出油閥彈簧、噴油泵彈簧斷裂；噴油泵油量調(diào)節(jié)齒圈松動；各缸供油量嚴重不均勻。

⑵調(diào)速系統(tǒng)原因：調(diào)速器內(nèi)滑油太多；調(diào)速器彈簧變形、斷裂或剛度減小；調(diào)速器飛鐵忖套磨損嚴重；調(diào)速器運動件卡滯或磨損嚴重。

⑶外部原因：帶變速箱的船舶柴油機離合器接合不良，打滑；工作機械負荷嚴重不穩(wěn)。

3.4 船舶柴油機飛車

1、故障現(xiàn)象

在調(diào)速器的控制下，船舶柴油機在某工況運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的。即使當工作機械突卸全部負荷時，船舶柴油機的轉(zhuǎn)速也不會太高，一般只能超過卸載前轉(zhuǎn)速的8%以下。

當發(fā)生“飛車"時，是指船舶柴油機失去控制，轉(zhuǎn)速迅速增高，大大超過標定轉(zhuǎn)速。此時還伴隨著以下現(xiàn)象：

⑴聲音異常。由于轉(zhuǎn)速突升，帶來船舶柴油機燃燒噪聲、空氣噪聲和機械噪聲均迅速增大，甚至使人無法承受。

⑵振動異常。由于轉(zhuǎn)速突升，船舶柴油機慣性力的不平衡大大增加，因此，使船舶柴油機振動急劇增加。

⑶此時還往往伴隨著機件損壞。

2、原因分析

造成飛車，一是由于燃油系統(tǒng)故障，使調(diào)速器控制系統(tǒng)無法對其控制；二是調(diào)速器控制系統(tǒng)失靈。概括起來，船舶柴油機飛車原因如下：

⑴燃油系統(tǒng)：噴油泵柱塞卡死在大油量位置；噴油泵齒條卡死在大油量位置；噴油泵齒條拉桿松脫或拉毛卡死；噴油泵彈簧斷裂，齒圈卡主；誤裝旋向相反的噴油泵柱塞；齒條限位螺釘鉛封開啟。

⑵調(diào)速系統(tǒng)：調(diào)速器運動件卡住；調(diào)速彈簧斷裂；飛鐵松脫；滑油溫度太低，粘度太大，飛鐵分不開。

⑶其他因素：缸蓋滑油回油孔不暢，滑油進入燃燒室；超速自動停車裝置失靈；齒條上停車卡塊和油壓低停車撥叉位置裝錯，齒條處于加油位置。

3.5 船舶柴油機突然停車

1、故障現(xiàn)象

當發(fā)生突然停車時，有兩種情況。一是突然停止運轉(zhuǎn)，一是轉(zhuǎn)速慢慢下降，然后停止運轉(zhuǎn)。

2、原因分析

⑴燃油系統(tǒng)：油箱內(nèi)燃油用完；燃油內(nèi)有水，空氣；燃油系統(tǒng)堵塞；燃油管路破裂；噴油泵柱塞或出油閥卡住；噴油嘴針閥卡住；調(diào)速器彈簧斷裂，齒條自動回到停油位置。

⑵配氣系統(tǒng)：氣門卡主或氣門彈簧斷裂不能正常換氣；齒輪損壞或噴油定時不對；噴油泵傳動裝置損壞。

⑶運動件故障：船舶柴油機拉缸、抱缸；船舶柴油機燒瓦，抱軸。

⑷安全保護系統(tǒng)：油壓低自動停車裝置起作用；超速自動停車裝置起作用；防爆門自動關(guān)閉。

⑸其他因素：外界負荷突然增大，將船舶柴油機憋死。

3.6 振動異常

1、故障現(xiàn)象

船舶柴油機工作中由于其爆發(fā)壓力和慣性力的作用，產(chǎn)生一定的振動是正常的。在工況一定時，其振動大小和規(guī)律是一定的。如發(fā)生振動異常，往往有以下現(xiàn)象：

⑴船舶柴油機各部位振動加劇。特別是高壓油管、中冷器、調(diào)速器等部件，用肉眼能看出振動，用手觸摸有麻木感覺。

⑵伴隨著振動的異常，往往還伴有異聲出現(xiàn)。

2、原因分析

⑴各缸做功不均衡：各缸供油量不平衡；各缸供油角不平衡；各缸壓縮比不平衡。

⑵慣性力不平衡：各缸活塞連桿組質(zhì)量誤差太大；曲軸動平衡誤差太大，或曲軸彎曲變形；飛輪平衡超差；增壓器轉(zhuǎn)子動平衡超差，或葉輪損壞；平衡軸齒輪裝配位置弄錯；減震器失效；軸承間隙太大。

⑶安裝基礎及與工作機械對中：安裝基礎薄弱、剛度差；底座剛度不足；安裝螺釘松動；船舶柴油機與工作機械對中性差。

3.7 排氣溫度過高

排氣溫度過高的原因，主要是由燃燒系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)造成的。船舶柴油機排氣溫度是指船舶柴油機燃燒后排出的廢氣的溫度。正常的排氣溫度取決于船舶柴油機正常的燃燒。正常的燃燒的基本條件是有一定數(shù)量的燃油，在霧化良好的條件下和足夠的空氣良好的混合，在燃燒室內(nèi)*燃燒。所以不滿足這些條件的因素，均會造成排氣溫度過高。

1、進排氣系統(tǒng)：

⑴進氣阻力大：空濾器臟污、壓氣機臟污、中冷器臟污、缸蓋進氣道臟污。

⑵進氣壓力低：增壓器故障；進排氣管漏氣。

⑶排氣阻力大：排氣管太細太長，拐彎多；缸蓋排氣道污堵。

⑷氣門間隙不對。

2、燃油燃燒系統(tǒng)：供油提前角過晚；個別缸供油量過大；噴油器霧化不良；燃油品質(zhì)差，不符合要求；氣缸壓縮壓力低。

3、其他：環(huán)境溫度太高；中冷水溫度太高；超負荷運轉(zhuǎn)。

3.8 船舶柴油機顏色異常

船舶柴油機正常工作時，排出的廢氣呈淡灰色，只是在加速時會出現(xiàn)一股黑色排煙，所以當出現(xiàn)顏色異常時，有以下現(xiàn)象：

⑴冒黑煙。這是船舶柴油機不*燃燒的特征，此時排出的廢氣中有大量固體顆粒，有時甚至帶火星，并伴隨排氣溫度的升高。

⑵冒白煙。這是船舶柴油機廢氣中水或燃油蒸汽的特征。此時船舶柴油機排出的廢氣成白色霧狀，并伴有船舶柴油機功率下降和轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。

⑶冒藍煙。這是廢氣中大量滑油蒸汽的特征，此時船舶柴油機排出的廢棄呈藍色霧狀。并伴有嗆人的煙味和船舶柴油機滑油消耗增加。

4 船舶柴油機其他常見故障及排除方法

4.1 船舶柴油機增壓器的喘振。

當增壓器工作的時候，壓氣機排出端的流量會有一定的減少，當壓氣機的工作點在它的喘振區(qū)域時，壓氣機的排出壓力就會忽高忽低，從而引起機器的強烈振動，同時會發(fā)出沉重的喘息聲。當增壓器的壓力降低時，船舶柴油機的進氣量就會隨之減少，功率也隨之下降，因此柴油機的耗油量會相應的增加同時冒出大量黑煙。增壓器經(jīng)過長時間的的運行，它內(nèi)部密封襯套的間隙會漸漸增大，從而使得排氣進入到軸承箱。由于軸承箱的壓力變大，它上面固定的螺栓也會隨之會變的松動，一些潤滑油就會往外流。滑油量減少不僅僅會加加軸承的磨損程度還會導致它的散熱不好，使增壓器的溫度升高，對增壓器是很不利的。

1、增壓器喘振故障現(xiàn)象

增壓器喘振的表現(xiàn)通常是壓氣機端出現(xiàn)氣流劇烈的波動，并伴隨著發(fā)出吼叫聲和震動。

2、增壓器喘振的原因

引起增壓器喘振的大致原因可以分為以下幾種：

⑴船舶柴油機的載荷突然出現(xiàn)較大范圍的負向波動。由于增壓器的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不能夠很快地跟隨柴油機轉(zhuǎn)速的下降而迅速下降，進而會造成船舶柴油機在過渡過程的喘振。增壓器與船舶柴油機之間是需要相互的配合工作的，當船舶柴油機的轉(zhuǎn)速降低、負載卸載時，氣缸內(nèi)所需要的空氣量也會隨之急劇的減少，然而增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速卻無法迅速同步的下降。使增壓器壓氣機吸氣量比船舶柴油機氣缸所需量多，導致多余的空氣堵塞在壓氣機進口從而引發(fā)喘振現(xiàn)象。

⑵聯(lián)合凋節(jié)器的降速針閥(有級調(diào)速)或減載針閥的開度過大也容易造成短時間的喘振。它原因也是由于針閥的開度過大，使船舶柴油機降速減載的過程過快。使增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降的速度跟不上。

⑶船舶柴油機載荷波動較大或過載時，船舶柴油機的燃燒狀態(tài)會隨之變差。導致其排氣溫度升高，排氣總管的廢氣能量大大增加，導致增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高，造成壓氣機的吸氣量多于出氣量而發(fā)生喘振現(xiàn)象。

⑷增壓器的噴嘴環(huán)積炭，或著噴嘴環(huán)截面積過小。燃氣流經(jīng)縮小了的噴嘴環(huán)流通截時侯燃氣的流速會增高，從而促使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速上升(每減少lcm2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大約會上升250r/min)，壓氣機進氣流量也隨之增大，這就使部分空氣堵在壓氣機的人口從而產(chǎn)生氣流擾動，導致喘振的發(fā)生。

4.2 船舶柴油機軸瓦損壞

船舶柴油機軸瓦損壞在柴油機故障中所占到的的比率大約為30%。軸瓦的損壞一般情況下都是在裝配和使用使操作不當造成的，這其中雜質(zhì)進入船舶柴油機嵌進軸瓦里所造成的損壞事故所占比例最多，大約有45%。軸瓦是船舶柴油機上的易損部件，因此對軸瓦損壞的常見原因進行分析，有針對性的采取有效的預防及維修措施，進而延長軸瓦的使用壽命將具有重要意義。

軸瓦的損壞主要是表現(xiàn)在軸瓦上的耐磨合金層的損壞。軸瓦的主要損壞形式以下幾種:

4.2.1 軸瓦的早期磨損

（一）損壞特征：

軸瓦內(nèi)圓表面出現(xiàn)帶狀、線狀的周向劃痕；或片狀、塊狀的磨痕；或在油槽中出現(xiàn)葉狀沖磨痕等等。

（二）產(chǎn)生原因：

軸瓦的內(nèi)圓表面,在油膜間斷處會出現(xiàn)與軸頸表面或其它硬質(zhì)顆粒間的磨擦,由于磨擦溫升和磨擦力的作用,使得該處金屬分子產(chǎn)生位移甚至脫離金屬層。滑油中混入硬質(zhì)顆粒、軸瓦內(nèi)表面與軸頸外圓表面粗糙度之和大于油膜厚度是引起油膜間斷進而導致軸瓦磨損的兩個基本因素。

（三）預防辦法：

⑴裝配時應將零件上的屑末、毛刺、型砂等雜質(zhì)及時清理干凈。

⑵注意維護并提高濾器的性能，將滑油中大于15μm的顆粒全部都過濾出；10μm以上的顆粒95%的濾出；5μm以上的顆粒90%的濾出。

⑶軸頸表面和軸瓦內(nèi)圓粗糙度應分別為Rz≤1.0μm、Rz≤3.2μm；在修復磨合軸頸的時候應該使曲軸反向的旋轉(zhuǎn),拋光軸頸的時候與他的工作旋轉(zhuǎn)方向一致。

⑷制造和裝配過程中嚴格的控制形位公差與尺寸。

⑸改善軸瓦的內(nèi)圓表面的嵌藏性。

⑹及時的更換滑油，并滑油的確保質(zhì)量。

⑺選擇適當?shù)墓ぷ鏖g隙。

⑻早期磨損使之較嚴重地出現(xiàn)拉、劃、磨痕,應及時予以更換新的軸瓦。

4.2.2 軸瓦的疲勞剝落

（一）剝落的特征：

軸瓦內(nèi)圓合金層表面出現(xiàn)平行狀、網(wǎng)狀斷裂紋、鱗狀或合金呈點狀、片狀、塊狀脫掉。

（二）產(chǎn)生原因：

軸承合金的承載負荷超過其合金層材料允許的最大承載能力時將造成軸承的疲勞損壞。產(chǎn)生疲勞的根本原因通常是存在最大周期性負荷重復作用。引起早期疲勞的原因有:在設計或制造過程中,未按照柴油機的不同用途來進行合理選材, 或著其安全系數(shù)選得太小；鋼背與合金層的粘合強度小于合金的抗拉強度；軸瓦與瓦座之間的貼合度太小；結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當；裝配不良；潤滑不佳；維修保養(yǎng)不善；油膜非連續(xù)性或被切斷后引起較高的壓力梯度, 使合金層內(nèi)部產(chǎn)生剪應力和溫度的波動；以及操作不慎、拉缸等。

（三）預防辦法：

⑴實踐證明,設計制造軸瓦時應根據(jù)不同用途的柴油機所要求承受的單位最大載荷和各種軸承合金的疲勞強度值,來選取合適的材料和安全系數(shù),這是克服疲勞的重要措施之一；

⑵鋼背與合金層的粘合強度應不小于合金的抗拉強度；

⑶軸瓦與座孔間的貼合度應不小于85% ,不粘合處應分散兩處以上,否則將影響負荷及熱量的傳遞而產(chǎn)生集中現(xiàn)象；

⑷在結(jié)構(gòu)參數(shù)上應推薦薄壁、窄形、小間隙、大直徑。

4.3 排氣閥常見故障

4.3.1船舶柴油機排氣閥故障原因

船舶柴油機中排氣閥的工作條件十分惡劣，氣閥底面與高溫燃燒產(chǎn)物直接接觸，在氣閥開啟期間還承受著高溫（900～1000℃）和具有腐蝕性氣體的高速（達600m/s）沖刷，氣閥中心溫度高達700～800℃，在閥盤與閥桿過渡圓弧中段，溫度也有600～700℃，排氣閥工作溫度分布如圖4-3所示。過高的溫度會使金屬材料的機械性能降低，材料發(fā)生熱變形。當閥面密封不嚴時，就會引起高溫燃氣對閥面的燒損。氣閥落座時，閥與閥座的慣性力和彈簧作用力的共同作用下，還承受著相當大的沖擊性交變載荷，在氣閥出現(xiàn)跳動或氣閥間隙增大時，這種載荷會明顯增加。閥與閥座的撞擊，容易形成密封面的變形和嚴重的磨損。因船用船舶柴油機絕大部分多為增壓船舶柴油機，由于進氣道內(nèi)的新鮮空氣壓力阻止了從氣閥導管中獲得滑油的可能，因此，金屬之間易發(fā)生干摩擦。但在一般船舶柴油機的氣閥以及增壓船舶柴油機的排氣閥座合金面間總會布有一層滑油或煙油等潤滑物。此外，閥桿與導管間也會發(fā)生磨損，閥桿頂端受搖臂的撞擊與磨損。

由于燃油價格不斷上漲，航運市場競爭激烈，船東為了降低成本來達到提高競爭能力、獲得更多利潤的目的，均使用低價、劣質(zhì)的燃油。這些燃油的粘度高，滯燃期長，而且釩、鈉和硫的含量比較高。這種燃油在船舶柴油機中燃燒時，渣油中所含的排放物（燃料灰份）僅僅有一部分與排出的氣體一起離開機器，而剩余部分仍然留在發(fā)動機內(nèi)一些高溫（497—797℃）的零件上。例如，排氣闊和活塞頂，形成沉積，造成所謂的“高溫腐蝕"。到目前為止，還沒有經(jīng)濟上合理的工藝過程能從渣油中除去腐蝕元素，連高級合金鋼和堆焊排氣閥鋼也受到燃油的腐蝕。

在船舶柴油機運行中違反用車保養(yǎng)規(guī)定，低溫啟動船舶柴油機，低溫強迫加載，船舶柴油機氣缸燃燒溫度急劇變化，在船舶柴油機負載狀態(tài)下，急劇變換手柄位，使船舶柴油機氣缸燃燒狀態(tài)惡化，大量霧化不良的粗大重油粒子噴入氣缸，造成嚴重的后燃及不完個燃燒，嚴重積炭使排氣閥的閥線表面也被積炭污染，甚至造成主機的起動困難，這就成為下次主機開車不久后的油頭及排氣閥故障的隱患，因此這些操縱、保養(yǎng)船舶柴油機的不良習慣也是引發(fā)船舶柴油機氣閥故障的因素。

4.3.2 排氣閥燒損

排氣閥燒損是排氣閥最常見故障。主要原因是排氣閥密封不嚴，造成高溫燃氣泄漏，使該處嚴重過熱，甚至熔穿金屬材料。下圖為幾種主要機型的最大最大允許燒蝕量。

表1 最大允許燒蝕量(單位: mm)

機型 最大允許燒蝕量

50MC/ MC - C 8

60MC/ MC - C 9

70MC/ MC - C 10

80MC/ MC - C 11

4.3.3 氣閥密封錐面磨損過快

在燃燒室內(nèi)爆發(fā)壓力的作用下閥座與閥盤都發(fā)生彈性變形，氣閥落座撞擊也會造成閥座及閥盤的彈性變形，這樣會使閥盤錐面反復楔入時，密封錐面產(chǎn)生相對運動，造成密封錐面磨損。氣閥間隙過大，閥盤與閥座剛度不足，氣閥與閥座材料性能達不到要求或不匹配，重油中含有較多的釩、鈉、硫等有害元素，高負荷運行或燃燒惡化，冷卻不良，閥桿與導管間隙過大，氣閥機構(gòu)振動使氣閥落座速度過大等，都能使磨損速率增大。

4.3.4 閥盤與閥桿斷裂

在閥盤與閥桿的閥桿裝設卡塊的凹槽處和過渡圓角處，由于這些部位應力容易集中，當應力集中到一定程度時就會發(fā)生疲勞斷裂破壞。

造成斷裂的原因有：閥桿與導管的間隙過大；閥盤與閥座的變形使局部受力過大；氣閥間隙過大，敲擊嚴重疲勞破壞；氣閥機構(gòu)的振動。閥桿裝設卡塊的凹槽處是氣閥的最薄弱部位，若該處凹槽加工工藝不良或閉閥沖擊力較重也會產(chǎn)生疲勞斷裂。

4.3.5 氣閥卡死

氣閥卡死主要是因為氣閥閥桿和導管之間間隙過小，當受熱膨脹后二者間隙過盈發(fā)生卡死現(xiàn)象。另外，當閥桿發(fā)生彎曲變形時也會使閥桿卡死在導管中。

4.3.6 氣閥彈簧斷裂

氣閥彈簧本身的結(jié)構(gòu)不夠合理，內(nèi)部存在缺陷，加工不合理或使用中發(fā)生了扭曲或達到疲勞極限在工作中均會導致斷裂。氣閥彈簧斷裂直接影響船舶柴油機的正常工作，嚴重時，氣閥可能墜入到氣缸內(nèi)，損壞氣缸。

4.4 船舶柴油機氣缸的磨損

船舶柴油機氣缸缸套的磨損會直接影響到船舶柴油機的工作狀態(tài)以及使用壽命。按照磨損機理來分類，氣缸套的磨損主要包括以下三種情況：粘著磨損，磨粒磨損以及腐蝕磨損。

（一） 原因

⑴正常摩擦引起的磨損 主要是在邊界摩擦的潤滑條件下由于金屬和金屬不可避免的直接接觸而引起的，而滑油的品質(zhì)不良、粘度太低或供油不足都會使磨損加劇。

⑵磨粒磨損 主要是吸氣時進入氣缸的灰塵等外界硬物質(zhì)引起的。一般來說，發(fā)生磨粒磨損的氣缸套內(nèi)圓表面上有平行的縱向直線劃痕，肉眼可以觀察到，用手可以觸摸到。

⑶腐蝕磨損 這種磨損是因為燃油中含有硫分。實踐證明，氣缸套上部第一道活塞環(huán)處的磨損量是最大的。

⑷粘著磨損 主要是由于活塞裙部潤滑不良，或者是由于活塞裙部與磨損后的氣缸套配合間隙過大所致，容易發(fā)生拉缸現(xiàn)象，。

（二） 減小缸套磨損的途徑

⑴加強燃油和燃燒的管理；

⑵保證良好的氣缸潤滑條件；

⑶注意控制冷卻水的溫度；

⑷保持活塞與氣缸套之間的正常配合間隙，從而使活塞運動裝置具有良好的對中性。

5 結(jié)論與展望

船舶柴油機在使用過程中通常會出現(xiàn)這樣或哪樣的故障，其故障現(xiàn)象多種多樣，造成的原因也十分復雜，有些甚至是多方面綜合原因造成的。在處理柴油機故障時必須要仔細研究，從現(xiàn)象分析著手，根據(jù)故障現(xiàn)象分析其原因，逐個排除非主要因素，并找出故障癥結(jié)所在。本文通過對船舶柴油機常見故障原因、現(xiàn)象及相關(guān)解決方法進行分析與闡述，為輪機管理人員在日常值班工作中解決相關(guān)柴油機故障提供了有益的借鑒。

船舶柴油機故障的發(fā)生，大部分情況下是由于不按照操作規(guī)程，不按照維護保養(yǎng)要求維護保養(yǎng)，裝配和調(diào)整不正確以及一些零部件的磨損沒有及時處理誘發(fā)的。船舶輪機管理人員必須要對所管理柴油機的構(gòu)造及各項性能非常熟悉，掌握判斷、排除故障的一般原則、方法和突發(fā)故障時的應急措施。熟悉所管理船舶柴油機使用管理和維修的經(jīng)歷，常常出現(xiàn)什么樣的故障，發(fā)生在什么部位，檢修保養(yǎng)中更換過什么零件；檢驗和裝配的各種間隙數(shù)據(jù)等。只有這樣，才能保證船舶柴油機及其裝置處于安全可靠和經(jīng)濟運行狀態(tài)，當遇到船舶柴油機運行出現(xiàn)故障時能做到臨事不亂。船舶管理人員對這些知識非常精通，并能夠利用這些異常的特征做出科學的判斷，這樣就可以極大減少船舶柴油機的故障，做到防患未然。

船舶管理人員要有高度的責任心，每個輪機當班人員要隨時警覺，定時查看船舶柴油機是否存在故障征兆和異常現(xiàn)象，除了應用先進儀器的監(jiān)控方法外要善于利用所在船舶現(xiàn)有監(jiān)測設備和“直觀視探法"，即輪機值班員通過“視覺、聽覺、嗅覺"確定船舶柴油機技術(shù)狀態(tài)以及故障情況。通過觀察船舶柴油機及其系統(tǒng)有無三漏現(xiàn)象，觀察轉(zhuǎn)速表、壓力表、溫度表及各種儀表是否處在正常位置.

經(jīng)常性精心保養(yǎng)、維護是預防事故*措施。應該定期進行預防性檢修和維護保養(yǎng)，對運行中的船舶柴油機進行正確管理。嚴格按船舶柴油機使用保養(yǎng)說明書規(guī)定進行各項維護保養(yǎng)工作。

在船舶柴油機運行管理中，輪機值班人員必須堅守崗位，合理安排巡回檢查路線，嚴格執(zhí)行船舶柴油機操作管理規(guī)則，精心操作，正確管理。充分發(fā)揮值班人員值班作用，通過“直觀視探法"及借助現(xiàn)有監(jiān)測設備，按時進行巡回檢測，使船舶柴油機及其裝置的技術(shù)參數(shù)處于正常范圍之內(nèi)，較長期地保證船舶柴油機及其裝置處于安全可靠和經(jīng)濟運行狀態(tài)。還要認真做好交接班工作。輪機長對輪機員值班與交班情況要定期或不定期地加以檢查做好統(tǒng)計，認真做好講評，使輪機值班員養(yǎng)成良好的值班習慣