0引言高压共轨柴油机，较之传统直喷式柴油机，将燃油蓄压与喷射过程分开，且冲程比与压缩比更大，柴油机设计更优，使其能够低负荷长时间运行，大大降低了有害气体排放和燃油消耗。当运行柴油机高压共轨系统出现故障，共轨系统的轨压无法正常建立和保持，柴油机的高效、稳定运行就无法得到保障。因此，快速找到共轨系统故障位置并采取正确的排除办法至关重要。1 故障现象某船采用高压共轨柴油机，在海上航行加速时，集控室值班人员从监控电脑上发现左主机转速不稳定，同时机舱值班人员通过机旁控制箱发现燃油轨道压力没有达到设定值、吸油阀开度大范围波动。随后集控室主机监控电脑上显示“喷油模块1次要报警、吸油阀开度过大、燃油轨道压力设定点未达到、左主机超载报警”等报警信息，左主机停机后，对左主机高压共轨系统进行全面检查，发现两台高压油泵柱塞磨损严重。2 高压共轨柴油机简介2.1 高压共轨系统工作原理某船柴油机型号为MAN6L48/60CR，燃油系统采用高压共轨技术。高压系统主要有高压油泵、高压共轨、流量限制器、电控喷油器和喷油嘴组成，如图1[1]所示。其功能是通过低压供油部分将低压燃油提供给高压油泵，经过高压油泵加压后的燃油被送至高压共轨储存，储存后的高压燃油再经过电控喷油器和喷油嘴向发动机气缸提供雾化良好的燃油供发动机燃烧，流量限制器防止喷油器可能出现的持续喷油现象，如图2所示。
2.2 高压共轨柴油机的优点该柴油机由于采用了电喷燃油高压共轨技术，与传统柴油机比具有以下优点：1）共轨系统中的喷油压力可调，可根据不同工况需要确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机性能[2];2）喷油压力的建立与柴油机转速无关。可根据柴油机工作状态合理优化喷油压力、喷油持续时间以及喷油率；3）喷油定时和喷油量的控制过程不受机械因素的限制。由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，容易实现较理想的喷油规律，可以降低柴油机的噪声、颗粒和排放。3 故障原因分析主机监控电脑报警显示“左主机燃油轨道吸油阀开度过大，燃油轨道压力限制阀打开报警，压力限制阀泄漏报警，喷油器和喷油泵泄漏报警，燃油轨道压力设定点未达到，喷油模块1次要报警”。根据监控报警显示可知，造成柴油机故障的原因主要有两方面，一是高压共轨无法正常建立压力；二是高压共轨系统存在泄漏。对于柴油机高压共轨无法正常建立压力和系统泄漏的主要原因有五个方面，一是燃油管路堵塞不畅或者燃油泵故障，系统供油不足导致轨压无法建立；二是燃油轨道吸入节流阀卡阻在零开度或低开度，导致共轨油压不能建立或偏低；三是高压油泵柱塞磨损，间隙过大，泄漏量增大，无法正常建立油压；四是蓄能器流量限制阀故障动作，导致其内部油压泄放；五是共轨吸油阀驱动器故障。4 故障排除检查排除故障不能只凭经验，必须熟悉该柴油机的工作原理特点，懂得分析故障机理，才能从源头梳理故障原因，再理论与经验相结合，由简单到复杂逐渐排除。4.1 检查低压燃油系统低压供油系统主要由燃油输送泵、燃油滤器、输油管路和功能阀件组成，功能是由燃油输送泵将日用油柜的燃油输送到高压油泵端，提供一定量的燃油给高压供油泵对其进行压缩[3]。在停机状态下启动燃油输送泵，检查油泵出口压力和燃油轨道压力，都在正常范围内，燃油系统管路也没有发现堵塞或泄漏，排除了燃油管路堵塞不畅或者燃油泵故障。4.2 传感器误报警从监测系统上可以看出，主机各缸排温等参数正常，可排除喷射单元模块故障；燃油轨道压力限制阀打开报警、打开降负荷报警、泄漏报警是通过温度传感器（1TE5081）温差报警监测，喷油器和喷油泵泄漏报警是通过磁浮球开关（1LS5080）监测。每一共轨存储单元拥有四颗检测螺栓。每两颗检测螺栓都从上方拧入至一个分配阀支架中。这两颗检测螺栓中的一颗显示出燃油喷射管的泄漏情况，另一颗检测螺栓显示出高压燃油管或冲洗模式止回阀的泄漏情况。4.3 检查柴油机运行记录查看各项参数（油温、水温、各缸排温、轴承温度、油雾探测）正常，拆开主机侧面导门盖，检查曲轴、轴瓦、摇臂等没有异常磨损，排除曲轴箱内部异常磨损，盘车正常，吹车出现有规律的干磨响声，推测高压油泵柱塞有磨损，导致油泵工作过程中内部漏泄严重。4.4 检查高压油泵泄漏情况当主机转速由0～300r/min时，轨道压力最高升至186.7 MPa，而后轨道压力变为87.7 MPa，管路有泄压声音，而且伴随有干磨响声，并伴有监控电脑报警，报警内容与前面一致。通过检查发现，输出端和自由端的两台高压油泵泄漏大，轨道压力限制阀和蓄能器流量限制阀正常。由此可以确定，主要原因是高压油泵内部存在泄漏。4.5 检查高压油泵内部情况首先拆检主机两台高压油泵，发现两台高压油泵柱塞磨损严重，更换两台新高压油泵；其次是分析柱塞磨损严重的原因，检查燃油过滤系统。对燃油双联过滤器进行拆检，发现滤芯与滤器筒体间密封橡胶圈破损，更换密封橡胶圈破损后，启动燃油泵输送泵进行串油，检查燃油系统无泄漏和系统放气，运行参数正常。综上所述，故障原因是两台高压油泵柱塞磨损严重，更换两台新高压油泵，各系统备便后，启动主机转速300r/min运行10min，转速增加到350r/min运行15min。检查控制面板，轨压建立正常，无任何异响，各项参数正常，监测电脑报警现象消除，高压油泵失压泄漏故障排除。5 故障启示与预防当高压油泵出现故障后，要重视故障诊断与处理，防止故障扩大，确保柴油机安全。5.1 故障启示1）规范高压油泵检修保养方法。按照柴油机维护保养等级，高压油泵、各类燃油滤器应当对其进行检查保养。检修保养主要存在四个不足，一是没有按时间要求进行等级保养高压油泵；二是拆检高压泵后没有按要求对密封垫等进行更换；三是没有对阀体的阀面进行研磨与检查；四是回装高压油后没有按要求拧紧螺母；2）通过故障前兆的现象发现故障。柴油机运行时，值班人员加强对各运行参数进行对比分析，通过参数、运行工况等发现故障隐患。高压油泵柱塞磨损故障，前期会有前兆或各种不正常症状，根据故障征兆，及时地进行检查与修理，避免故障的发生；3）在排除故障过程中善于分析和观察，快速找到故障原因。轮机管理人员平时要对故障现象进行分析总结，采用由表及里的方法分析排除。当故障发生后，要尽快确定故障出自哪个系统、哪个部件。对于高压油泵柱塞磨损故障来说，主要是高压油泵本身故障和燃油系统问题，在柴油机使用过程中对燃油系统的管理是非常重要的。5.2 故障预防为了避免故障的发生，防止危及船舶的安全，在故障预防和维护保养中，建议从以下六个方面预防管理。1）科学操纵船舶。船舶操纵员应掌握主机运行参数，尽量避免主机超负荷或恶劣海况下频繁改变车令运行。本型共轨柴油机不同于传统柴油机，它是集监控电脑控制技术、传感检测技术以及燃油共轨技术于一体的高效能柴油机，反应速度快，在额定工况下，可长时间稳定运行。轮机员要避免过分相信进口主机可靠性极高的想法，要科学运用管装，主机加载时应缓慢进行，尽量不要高负载长期运行。主机工作时，优先使用恒转速模式，联控模式作为备用操纵；2）重视共轨系统检查管理。要保证低压燃油管路畅通，管路上各阀门都应当在全开位置，经过燃油冷却器的燃油，在使用过程中要注意回油冷却器的温度。尤其是要定期检查回油限压阀，保证油路畅通，高压油泵柱塞是依靠燃油本身润滑的，燃油温度过高，粘度下降，高负荷下，高压油泵柱塞摩擦加剧，容易导致故障频发；3）确保燃油的清洁度。高压油泵出了故障后，不能只从高压油泵本身查找故障，应从外部因素找原因。本船燃油系统由燃油沉淀柜、燃油分油机、燃油日用油柜、燃油分水过滤器、油泵、燃油双联过滤器、回油冷却器等设备组成。主机使用时全程使用分油机分油外，在使用过程中一定要保证油柜的液位高度不低于70%以上。故在使用过程中也要特别注意日用油柜的油位高度，每一更次注意检查，通常日用油柜高度为2m，油位高度不能低于1.4m。一方面确保燃油进机温度不超40℃，另一方面也能保证燃油中杂质浓度较低；4）落实检查保养制度。一是每天检查燃油系统，检查油泵、蓄能器、控制阀、电磁阀组、管路接头等是否漏泄；二是注意对传感器的检查，避免因受到振动、噪音的干扰而引起设备故障[5]；三是对各类油水位的检查，如滑油油位、日用油柜油位，不足时及时补充。四是按要求对柴油机各部位进行检查保养。每周、每月需检查、测量、更换的部件不能不作，如每月对燃油分水滤器、燃油自清滤器、燃油双联滤器进行清洗，必要时更换备件，放出油水分离器中的水分，每年对日用油柜、燃油沉淀舱进行清舱清洗，清除柜内油渣和油泥等杂物；5）重视科学管装。一是动态管理。对运行柴油机进行梳理排查，坚持“动中查、动中测”，重点对机座、机体、缸头等部位进行内部和外部进行振动测量、红外热成像等动态监测，及时发现异常情况。二是加强设备静态诊断。科学制定保养方案，开展静态检测，对电气设备监测、油水取样分析、系统检查、部件测量及更换等手段，采集、比对各类参数，确保及时掌握装备运行状态和技术战术性能，为修理和保养工作提供针对性依据，确保设备技术状态保持良好。6 结束语对于船舶高压油泵的故障必须重视，因其会对船舶的正常航行带来不同程度的影响。如此推论，对船舶设备正确的使用与精心维护，是杜绝或避免一切设备故障发生的保障。当船舶设备发生故障时，首先应该弄清故障现象，结合设备现象并根据设备原理分析其故障的原因及可能存在的部位，然后采取适当的方法寻找故障部位。设备故障的部位找到后，需要根据具体情况采取切实可行的排故方法，就能快速排除故障，保证船舶的正常航行。参考文献： [1]翦华军,周永欣.柴油机高压共轨油泵故障处置与启示[J].天津航海,2021,No.161(04):31-33. 作者简介：翦华军 ，高级工程师，海军91999部队
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