船用柴油机故障诊断技术及维护案例解析

1.船用柴油机油液成分以及状态分析

在船舶运行过程中，柴油机需要长期持续运行，在此状态下，设备内部的各个零件磨损不可避免，长此以往，金属零件磨损程度越高，会逐渐在润滑油当中形成不少微粒，一旦船舶运行过程中，船用柴油机发生动力系统异常现象，那么相关人员可以从柴油机的油液入手，对柴油机的故障进行分析，明确柴油机内各个零件的实际磨损情况。

结合目前我国柴油机油液成分分析情况来看，常见的分析方法有光谱、铁谱两类。

铁谱分析仪在工作过程中首先会由蠕动泵采集油样，随后样品进入玻璃基片，在玻璃基片的周边有左磁极、右磁极等物，在基片中会完成油液分析工作。

油液铁谱分析仪工作原理如图 1 所示。

图 1 油液铁谱分析仪工作原理

在应用铁谱对船用柴油机进行分析时，可以获取柴油机内相关金属微粒的大小、成分以及形状，但是对于柴油机当中的有色金属很难开展高灵敏度的判别。

当采用光谱分析法在柴油机油液进行分析时，主要检测内容是对柴油机润滑油中磨损元件的含量进行检测，但是却没有办法有效获取柴油机的微粒形状以及磨损类型。

2.船用柴油机异常噪音以及振动分析

根据船用柴油机的运行状态来看，柴油机在正常运行时，其设备内部的各个机械构件会进行有规律的振动与运转，因此在其正常运行状态下，可以利用传感器对其进行监控，检测发动机是否存在异常状态。

当柴油机在正常运行的情况下出现异常噪音，或者出现运转振动异常现象时，可以应用传感器设备对柴油机的运行信息进行采集，随后再通过相关处理器对柴油机信息进行分析与判断，在此过程中，一定要充分结合柴油机的运行动力学、工作原理、机械结构等技术参数，以便能够判断出柴油机的运行状态。

传感器数据与科学的测量方式对柴油机的运行状态进行分析，能够有效提高柴油机运行信息数据的准确性，提高了柴油机故障检测的效率。

3. 船用柴油机温度与压力状态的分析 

在分析柴油机故障时，常用的故障检测方法为温度与压力状态检测法，包括对柴油机的气缸压力监测、润滑油温度检测、冷却水排放温度检测等。

不同的故障气缸压力会显示出发动机的不同状态信息，通过检测可以实现对柴油机压力升高率、压缩动力等参数的计算。

在对柴油机开展故障检测工作时，示功图能够完成众多信息分析任务。

常见的示功图分为两类，分别为间接测录法与直接测录法2种。

通过直接测录法可以对柴油机杠内压力随曲轴转角变化的状态参数进行测量，在完成信息分析之后，可以实现直观的对柴油机工作进程进行展现。

间接测录法可以以柴油机的运行物理量为基础，对柴油机缸内气体压力急性分析。

1.船用柴油机燃烧不充分故障分析

某船用柴油机在正常使用过程中，因为第三缸排气温度快速上升的缘故，使得排气检测温度异常进而发生警报，此外还因为燃烧不充分的因素使得设备本身产生爆震噪音，引发振动监测传感器报警。

针对此类故障问题，应该立刻将柴油机关闭进行检查。

通过检查结果可知，柴油机的第三缸压力存在异常现象，结合柴油机的振动情况来看，检测人员初步判定该设备的活塞总成状态出现异常，对异常部位进行拆卸之后发现，第一道活塞环已经破损、变形并且已经折断，造成此现象的主要因素在于活塞环的第一道环存在粘连现象。

维修人员在对此故障进行处理时，首先需要对柴油机第一道活塞环的固定槽进行加工，调整活塞环的位置，下调程度为0.5mm，也可以使用尺寸更大的活塞环将原有的活塞环进行代替。

2. 船用柴油机排气温度过高故障分析

在船用柴油机运行过程中，排气温度直接反映了柴油机热负荷大小，通常情况下，柴油机排气温度出现异常时都是由换气质量或者燃油喷射燃烧质量不佳导致。

某货运船柴油机在航行过程中柴油机出现排气温度过高现象，工作人员在开展吊缸工作之前对各缸的示功图进行比较，发现柴油机各缸之间无明显差异，因此排除了柴油机发生杠内泄露，导致空气量不足出现的温度升高故障。

随后工作人员将空冷器送往厂家清洗维修，将废气涡轮增压器也送往厂家进行检修，根据厂家反映，柴油机的废气涡轮增压器出现了轴承松动、主轴下沉现象，导致增压器在运行过程中出现了轴承转动受阻，转速不断降低的现象。

针对这一问题，厂家将增压器中的轴承与油封进行更换。

经过以上两方面的维修处理之后，柴油机在运行过程中排气温度逐渐恢复正常，负荷正常，船舶正常航行。

由此可见，此案例中船用柴油机排气温度过高是由增压器故障导致，将故障器件更新之后一切恢复正常。

3. 船用柴油机缸套与活塞异常磨损分析

某货运船在航行过程中遇到恶劣天气之后，维修人员发现船用柴油机的排气温度逐渐上升，并且出现冒黑烟的现象，与此同时，柴油机的转速也在逐渐降低，扫气箱出现了着火现象，维修人员在对柴油机进行保养维修之后此类问题仍旧存在。

通过对柴油机进行拆卸检查后发现，缸套当中存在诸多脏污，并且部分缸套当中的活塞环已经断裂，柴油机的缸套磨损十分严重，扫气箱当中也存在较多的脏污。

针对此类现象，维修人员将柴油机当中的燃油系统进行拆卸，发现柴油机燃油供给系统当中存在较多的金属杂质，并且燃油沉淀柜当中的金属杂质混合油污较多，出现此类现象可能是因为柴油机的使用环境较差导致。

一旦柴油机在运行过程中，附近存在有大量可以产生粉尘的杂物，这些杂物极有可能进入柴油机的燃油系统当中，导致柴油机出现燃烧不彻底以及雾化不良等问题，导致柴油机的缸套或者活塞在运行过程中出现磨粒磨损现象，降低柴油机的使用寿命，影响柴油机的自身功能。

在对此类问题进行处理时，首先要保证柴油机的使用环境清洁，定期对燃油柜等装备进行检查与清洗，一旦出现污物过多现象，应该立刻查明原因，防止柴油机在后期使用过程中出现问题。

在当前我国交通运输行业高速发展的背景下，航运作为海运交通运输的主要方式，承担着重要的海运运输量。

柴油机作为船舶的主要动力系统，对于船舶的运行质量与效率有着极为重要的作用，因此做好柴油机的保养维修工作至关重要，使柴油机能够在清洁的环境当中运行，减少环境因素带来的故障，从活塞等部件入手，做好柴油机的维护工作，为船舶的正常运行提供保障。

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