  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮  导读 某轮主机采用德国MaK柴油机厂生产的 M32型船用中速9缸柴油机，额定功率6400kW，转速400~600r/min,采用单独脉冲涡轮增压,驱动轴带发电机和变距浆。 该轮投入运行后的第二年即出现主机启动困难现象,直至最终发展到在巴拿马编队过运河时,主机长时间不能启动被运河管理机关取消过河,重新编队，延误三天营运时间，给船东和租家造成重大经济损失的严重事故。  一、故障现象 主机备车妥当冲车正常后,关闭示功阀。 将机旁机械停车限油手柄放于运行位置,按 下机旁启动按钮,调速器在控制空气的作用下迅速将柴油机的油量调节杆推至最大供油位置（额定负荷时油门，油门格数45格),主机转速迅速上升到200r/min左右,然后启动燃油限制器(如下图所示)在控制空气的作用下立即动作将油量调节杆推至最小供油位置（螺旋桨螺距为零主机空车运行时的油门,油门格数20格)。  图1 启动燃油限制器工作原理图 正常情况下此时主机转速应迅速上升到四百多转并在调速器的作用下稳定在400r/ min，与此同时，启动燃油限制器的控制空气释放,主机转速完全由调速器来控制。 但此时主机转速却往下降，并在降到50r/ min时启动燃油限制器的控制空气信号释放，调速器驱动油量调节杆使之重又回到最大供油位置，转速又上升到200r/min左右，继而启动燃油限制器在控制信号的作用下动作又将油量调节杆推至最小位置,转速则又下降到50r/min。 如此过程循环往复，使得主机不能正常启动而进入正常工作状态。 二、原因分析及故障解决 从上述故障现象我们可以看出，主机可以在压缩空气的作用下启动并发火燃烧，但不能进入稳定运转转速,转速总是在50~200r/min之间波动。 这是因为: 主机的启动(成功)转速设定在150r/min,启动失败转速设定为80r/min。 当主机转速上升到150r/min 时，电器控制系统检测到转速信号以后，认为启动成功而发出控制信号到启动燃油限制器使之动作，将油量调节杆推至最小位置以防止供油量太大致使燃烧粗暴并造成飞车现象。 而此时主机转速没有象正常时那样升到400r/min并稳定下来，而是下降，当降到80r/min时控制系统认为启动失败重又将加到启动燃油限制器的限油信号释放，调速器将油量调节杆推至最大位置，以至于上述过程重复进行。 转速之所以在50~200r/min 之间波动是因为控制系统及执行机构的迟滞造成的。 主机转速上升到200r/min，启动燃油限制器将油量调节杆推至最小供油位置后，主机转速没有上升而下降,显而易见,此时燃油燃烧做功输出的驱动扭矩明显小于柴油机运动件的惯性扭矩及摩擦扭矩之和即阻扭矩,才使得转速下降。 在此应急情况下,为了船舶的营运及安全，船上将启动燃油限制器的最小限油格数调大至30格左右（松开起动燃油限制器的锁紧螺帽，向内旋入调节螺杆即可)，使得主机能正常启动并稳定运转，当然启动过程较正常情况下粗暴且有飞车的危险。 显然,分析其中原因我们应从两方面入手,即影响燃油燃烧做功的因素和影响阻扭矩的因素。 在检查确认螺旋桨没有缠有异物;盘车机盘车电流没有增大;润滑系统、冷却系统一切正常后,我们可以排除阻扭矩有异常增加的可能。 影响燃油燃烧做功的因素包括燃油系统、配气系统、定时机构、燃烧室密封状况等方面。 经检查定时机构正常。 用电子示功器测量示功图检测各缸状况,各缸示功图与接船时海上试验所测示功图比较发现，各缸示功图没有畸形变化,各缸压缩压力也基本没有变化，同样负荷下各缸排气温度平均值较接船实验时明显上升50℃左右,各缸爆压均匀,满足误差要求。 另外,扫气压力较以前降低0.03MPa左右。对排烟温度最高的NO.1和NO.6缸进行吊缸检查，组成燃烧室的各部件没有发现异常,各间隙及磨损情况都正常。 吊缸后各缸运行参数与吊缸前比较没有任何改善。 由此说明燃烧室密封状况没有问题。 燃油系统、配气系统比较复杂,每个系统中都包含多个设备及部件,无论哪一环节出现故障都会影响燃油燃烧做功。 我们先看燃油系统，每次机动航行停车之前的换油工作做得都比较充分，确保主机的下次启动。 从日用柜到喷油器的整个系统我们可以逐一排查: MDO日用柜放残没有水，油温自动控制在60℃，滤器及油泵工作状态良好，燃油混合桶(柜)透气良好,油压稳定。 为了排除喷油器和喷油泵的影响，将各缸喷油嘴及油泵的出油阀全部换新装复，启动主机,上述故障现象依旧。 配气系统中影响配气质量的环节更多，任一环节有问题都会降低扫气箱内空气密度和扫气压力,进而影响各缸的进气量。 结合主机排气温度升高,扫气压力降低这一症状,我们更有理由怀疑扫气系统有可能故障，尤其在大风浪天航行时主机增压器时有喘振发生,这也是扫气系统流道堵塞、被压升高的征兆。 因此,对配气系统我们做了以下工作: 检查调整各缸气阀间隙;检查扫气箱内部及扫气口,确认清洁;拆下增压器透平侧排烟管及透平侧端盖检查各缸烟管、喷嘴环及涡轮机叶轮并清洁,同时检查增压器转子,其在自由状态下运转平稳;拆下增压器压气机侧滤网及扩压器检查压气机叶轮及扩压器流道，确认畅道;检查废气锅炉烟管并吹洗及人工清洁。 另外，主机扫气温度由冷却系统自动控制在50℃。 上述工作后主机起动困难及排气高温现象仍不能消除。 由于船舶船期紧,加之船上条件所限,配气系统中只剩空冷器还没拆洗,我们先测量空冷器前后压差。 船上没有合适的表及接头，采用自制的U型管测量，测量结果虽不理想,但可以看出前后压差较大(正常情况下，要求前后压差小于20cm水柱)。 不得已将空冷器拆下,机舱没有足够大的清洗槽侵泡,只好将其架在木方上浇上清洁剂,用锅炉蒸汽吹洗。 用这种清洗方法虽不能清洗彻底,但也清洗出大量的油泥。 空冷器风干装复后起动柴油机，柴油机的各缸及平均排气温度高温现象立即消除，停车后将起动燃油限制器的最小限油格数调回到20格，再起动柴油机，上述起动困难现象不复存在。 三、结束语 通过上述故障分析和解决故障的过程，我们可以看出,起动过程中空冷器脏堵造成汽缸进气量太少,喷入汽缸的燃油不能及时完全燃烧，燃油燃烧做功能力大大降低,使得起动时的驱动扭矩小于阻扭矩,是导致柴油机不能正常起动的主要原因。 鉴于此,柴油机在日常的管理过程中应该着重加强空冷器的管理。 该机型空冷器为片式冷却器，片与片之间特别密,像汽车的水箱一样,很容易脏堵。 所以,我们应该勤洗增压器吸入滤网及机舱风机吸入滤网，在空冷器前后装上合适的压力表,密切监视其前后压差,其差值超过说明书要求的允许值时,应尽量快地将空冷器送船厂清洗。 另外，随着船舶的老化，喷油泵的柱塞偶件也会有不同程度的磨损，小油量供油时,各缸供油不均，也会造成柴油机的启动困难,因此,油泵柱塞偶件的工作状况也要密切关注,必要时应及时换新。 本机采用单独脉冲涡轮增压系统,柴油机在启动时的扫气压力几乎为零,空气量本就不足，如果空冷器脏堵，就会造成空气量严重不足，燃油不能有效燃烧,做功能力下降，同时废气能量也降低,废气涡轮增压器增压效果下降,使得空气供应恶性循环,造成启动困难。 所以建议在增压系统上装一电动应急鼓风机，这样就会克服启动时空气量不足的问题,主机启动困难的现象也就会消除,同时可以改善低负荷时柴油机的工况，在增压器损坏时为柴油机继续运转提供保证。 为了船舶的营运安全，在空冷器脏堵出现启动困难而航期又紧不能及时清洗空冷器时，除加强燃油系统和配气系统的管理外，我们可以根据控制原理采取一些应急措施,以保证柴油机的正常启动。 (1)增大启动燃油限制器的最小限油格数,直至能够正常启动。 注意,不得使柴油机飞车。 (2)调大启动(成功)转速设定值。 (3)切除启动燃油限制器的控制信号,手动控制机械停车限油手柄进行启动柴油机，保证手柄放置在既能顺利启动又不使柴油机飞车的位置。  本文原创作者系： 大连海事大学轮机学院 池华方 赵殿礼 END   |
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