柴油机排气温度的高低在一定程度上反映了气缸内负荷的大小与燃烧质量的好坏。排气温度过高，不但标志热负荷过高，而且还会引起经济性和可靠性下降。因此，排气温度通常用来衡量柴油机热负荷的大小，是柴油机运行管理中须重点监测参数，也是柴油机性能分析的重要依据。某救助拖船为2009年出厂的新型海洋救助拖船，双机双桨可变螺距。主机为2台瓦锡兰公司生产的W9L32四冲程脉冲涡轮增压、中冷、燃油直喷式中速柴油机（2008年出厂），单机功率4 500 k W，缸径320 mm，冲程400 mm，额定转速750 r/min，主机运行时间刚超过6 000 h。1 故障现象该船2019年5月16日由青岛航往烟台，主机负荷85%。值班轮机员巡查时发现左主机No.1、No.2、No.3气缸排气温度比其他气缸高了30～40℃，当时左、右主机各气缸排气温度对照见表1。
从表1可以看出左主机No.1、No.2、No.3气缸排气温度较其他各缸明显偏高，而右主机各气缸排气温度温差相对较小。根据本船柴油机的报警设置方式，当任一气缸排气温度偏差超过报警设定值时，会引起排气温度偏差高报警，而当排气温度偏差超过降负荷请求设定值时，则会触发排气温度偏差高降负荷请求。由于No.1、No.2、No.3气缸排气温度偏差在30～40℃，均没有超过报警设定值，其他运行参数也均未发现异常。2 应急处理针对此故障现象，值班轮机员首先安排值班机工使用手持式测温设备对左主机各气缸的排气温度进行测量，发现No.1、No.2、No.3气缸的实际测量温度都比其他气缸高约40℃。为了防止柴油机排气温度继续升高，在原因未知的情况下，值班人员随即分别报告轮机长和驾驶台，并请求驾驶台降低左右主机负荷，加强值班，以便及早采取必要的应对措施。随后轮机长组织相关人员对左主机进行爆压测试，经测量后发现各缸爆压偏差正常，油门排气温度爆压见表2。
由于当时任务紧急，无法对左主机进行停车检修，且排气温度保持稳定不再继续升高。轮机长在征得船长同意后，将左主机负荷降至50%，并要求值班人员加强主机各参数的监控，待任务结束后再进行相关的检查。3 可能导致故障的常见原因分析柴油机在运转过程中，各系统的不稳定或故障均会导致柴油机排气温度升高，通过对本次故障现象分析，可能造成此次柴油机排气温度高的常见原因有但不限于以下几种。(1）传感器、数据传输或转换装置故障。例如排烟温度传感器、传感器信号采集处理器IOM模块、主机PCU控制箱数据采集模块、机舱集中报警信号采集模块等出现故障时都有可能造成排烟温度数值的变化[1]。(2）喷油故障。燃油系统的喷油提前角调节过小、喷油嘴偶件雾化不良，滴油、高压油泵供油量过多、喷油压力过低、供油提前角过小等出现故障或调节不当时就可能会造成排气温度升高。(3）气缸故障。如果气缸密封状态变差，压缩压力就会变小导致压缩终点温度变低，继而使燃烧滞后产生后燃，最终使排气温度升高。因此，当气阀损坏泄漏、气阀间隙调整不当、气阀卡阻及活塞、活塞环或缸套磨损严重或断裂、气缸盖与缸套之间缸头垫损坏或安装不当等原因都会引起气缸密封状态变差，成为可能造成排气温度升高的原因[2]。(4）增压器及进排气系统故障。由于四冲程柴油机的换气过程是在进气阶段之初利用进、排气阀重叠角实现燃烧室的扫气。假如出现增压器空气滤网脏堵、喷嘴环脏污、废气叶轮积炭或压气机叶轮脏污、增压器的轴承损坏等情况会使增压器的扫气压力不足造成燃烧不充分，最终就可能会引起排气温度的升高。另外，当进气和排气管路不畅时，也会导致空气量不足，气缸内换气不彻底，排气背压升高，排温升高等现象的发生。(5）冷却系统故障。冷却水温度过高或过低都会直接或间接的造成柴油机排气温度的升高。因此，假如冷却水管脏堵、冷却水系统中进入空气、冷却水泵漏水、柴油机超负荷等都可能成为柴油机排气温度的升高的原因[3]。4 故障排查及处理按照故障原因查找由简入繁的原则，根据主机运行参数和状况对故障原因进行梳理，最终找出最可能的原因。(1）通过左主机同在73%负荷时的故障运行与正常运行时的部分监控参数进行比对，见表3。
从表中可以看出2组参数并没有大的差别，暂时排除增压器的故障，而且该船为中央冷却水系统，主机的高、低温冷却水为淡水，出现冷却系统脏污的可能性较小，所以也初步排除冷却系统故障。(2）在主机完车后，大管轮将左主机No.1气缸排气温度传感器换新，并将接线接至No.4气缸IOM模块（No.1、No.2、No.3接1个IOM模块、No.4、No.5、No.6接1个IOM模块，No.7、No.8、No.9接1个IOM模块）并对主机PCU控制箱的信号采集模块和机舱报警信号采集箱中的相应模块进行检查。确认无故障后，启动左主机。集控室电脑显示No.4气缸排气温度比其他气缸排气温度高，No.2、No.3气缸也是依旧比其他气缸高，初步排除排气温度传感器以及数据传输转换等相关电气元件故障的可能。(3）根据以往经验判断单缸排气温度高普遍是喷油方面故障的原因，所以大管轮先将左主机No.1、No.2、No.3气缸喷油器拆下泵压校验，3个气缸的喷油压力分别为550、530、560 bar(1bar=0.1 MPa），且雾化良好。将3个气缸的喷油嘴换新并将喷油压力调至说明书规定的600 bar，喷油器装复。随后，又将No.1和No.5、No.3和No.7气缸高压油泵互换，并将4个气缸供油提前角校验正常后启车试验，左主机各参数未出现明显变化，No.1、No.2、No.3气缸排气温度依旧比其他气缸要高，因此排除喷油器雾化不良和调节不当以及高压油泵等故障的可能。(4）随后，将检查的重点放在气缸和气阀及排气管路等部件。由于之前的爆压测试中No.1、No.2、No.3气缸爆压正常，基本排除排气阀关不严、漏气等问题；轮机长组织轮机部人员对左主机进行压缩压力测试，压缩压力与其他气缸均在正常范围内，排除故障气缸的活塞环异常磨损间隙变大的问题。随后检查大修记录，故障气缸的缸头垫均为原装备件，尺寸无异常；接着检查进排气定时，未发现异常；拆卸并检查故障气缸的进、排气管路接口处无异常堵塞，装复后进行试车。No.1、No.2、No.3气缸排烟温度仍然比其他气缸要高。(5）在经过多次检查调整排除常见各种原因后，故障现象仍然存在。进一步梳理热工参数和故障现象，始终是3个缸同时出现排气温度高现象，怀疑No.1、No.2、No.3缸排气通道存在问题。通过查找主机说明书，该主机增压器采用脉冲增压形式，各气缸排烟管根据发火顺序1—7—4—2—8—6—3—9—5进行分组：No.1、No.2、No.3气缸为1根排烟支管；No.4、No.5、No.6气缸为1根排烟支管；No.7、No.8、No.9气缸为1根排烟支管。3根排烟支管在增压器蜗壳前汇聚联通增压器（见图1）。
1—膨胀节；2—排气管；3—组合通道；4—冷却水管；5—排气支管变向管拆卸变向管检查发现有一段不明圆柱体异物横向卡在其中，堵塞近三分之二变向管通道。取出不明圆柱体检查分析应为某段膨胀节内衬套，为确定来源，继续对3个气缸的各缸排气管支管及膨胀节进行拆检，经过比对发现异物系第1缸排烟管后膨胀节1从焊缝处整体脱落的内衬套（见图2）。
5 故障原因分析及经验教训至此，故障原因终于查明：由于排烟管膨胀节内衬套从焊缝处整体脱落，堵塞在排烟支管后段导致No.1、No.2、No.3气缸排气不畅，造成排气温度升高。故障发生时该船主机运行时间超过6 000h，但时间远低于说明书要求排烟管膨胀节大修的16 000 h。由于此种情况特殊，又对左、右主机其余排烟支管的膨胀节进行拆检，确认均正常后对故障膨胀节进行更换。事后经主机服务商检验为该批次主机所用的膨胀节质量存在缺陷，建议换新左、右主机所有排烟管膨胀节，且换新前尽量避免主机大负荷运行。截至目前，该船左、右主机排烟管的所有膨胀节已更换有1年多，主机运行时间也有800多小时，期间坞修时对更换过的膨胀节进行抽检，均未发现任何异常。通过此次故障的解决过程总结可以看出，在处理一些常见现象的故障时不容易突破固定思维。对于故障现象表现出来的细微不同，没有细致观察分析。此次故障处理过程中，故障现象始终表现为3个气缸排气温度同时升高，在进行分析时就应该想到这其中的问题，而且在进行气缸检查时拆检故障气缸的进、排气管路接口处，但是并没有根据3个气缸同时高温的线索继续深入排查下去，走了不少弯路。但是，由于该船值班人员认真值守，虽然没有任何报警发生，依然进行了一系列的检查。假如没有及时进行故障查找，随着时间的推移，脱落的内衬套如果被吹入增压器内，轻则损伤喷嘴环和蜗轮叶片，重则击碎增压器壳体造成严重的机损事故，影响海难救助工作的顺利进行。6 结束语由此故障的发生、排查和解决过程可见，故障的发生具有特殊性和偶然性，故障虽然不大，也没有造成损失，但对轮机管理工作来讲依然值得探究。轮机人员应注重日常学习和积累，提高故障分析、判断、解决能力，在工作中不可放过任何异常现象和隐患，小问题都可能是重大事故的导火索，对于轻微不正常现象也应认真对待，做到早发现、早处理。参考文献： [1]邹本浩.某救助拖船主机部分缸排气温度高案例[J].航海技术,2021(05):54-56.
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