某輪主機起動失敗故障原因分析與處置

王志浩 左紅穩

摘 要：柴油機不具備自行起動能力，要使柴油機從停止狀態轉入到工作狀態，必須借助外力驅動曲軸轉動，使柴油機氣缸完成進氣、壓縮、噴油，直到氣缸內燃油自行發火燃燒，柴油機開始自行運轉進入工作狀態。柴油機在外力作用下，從曲軸開始轉動到自行發火運轉的過程稱為柴油機的起動。為防止出現運行故障應采取相應的預防措施，某些運行故障需要盡快地采取相應的解決措施。操作人員應熟悉掌握柴油機的操作流程，并對出現的一些故障進行故障分析，以便于在必要情況下能立即采取行動。該文主要介紹了柴油機起動時不發火的原因分析及相應處置，并對這一現象，提出了日常維護注意事項。

關鍵詞：柴油機 發火起動 故障 處置措施

中圖分類號：U67 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（c）-0032-02

某輪主機采用瓦錫蘭公司生產的8L46C型船用八缸四沖程柴油機，額定轉速500 rpm，額定功率8 400 kW，2007年投入使用至今已有近10個年頭。某日碼頭組織備航，值班人員在對主機先后進行盤車、沖車操作，正常后對主機進行起機操作時，發現主機分別在本地模式和遙控模式下，均不能夠正常的發火起動。此時PCU及機旁本地儀表均顯示主機轉速只能達到40～50 rpm，未能達到主機設定的慢轉轉速80 rpm，且主機報警監控系統中出現起動失敗報警。值班人員進行商討決定采取機旁應急起動的方式起動主機，遂對主機起動聯鎖進行消除后，開啟應急起動電磁閥對主機進行機旁應急起動操作，發現主機依舊無法正常發火起動，應急起動失敗，故障依舊。

1 故障分析

針對這一現象筆者查閱了柴油機相關說明書，對柴油機的運行狀態進行了分析。

（1）起動燃油限位裝置設定點不正確。

（2）自動停車機構未復位至正常起動位置。

（3）發動機轉速過低，可能是空氣濾清器或進氣管嚴重堵塞，使壓縮空氣供氣量不足，導致空氣無法進入氣缸混合燃燒。

（4）供油控制軸或調速器的負荷限制設定點過低。

（5）超速停車裝置動作未復位。

（6）油門操縱機構卡滯，供油不正常。

（7）噴油泵至噴油器之間的高壓油管接頭松動未擰緊。

（8）如果柴油機起動時沒有爆發聲，且排氣管不冒煙，這多半是由于燃油系統不向氣缸供油造成的，也可能是燃油濾器臟堵，供油不充分。

（9）燃油濾器上的三通閥位置不正確，燃油管路上的截止閥處于關閉狀態，日用燃油柜內沒有燃油，燃油輸送泵未起動或損壞。

（10）燃油著火性能差，油內水份、雜質過多。

（11）若以上情況都正常，仍無法使柴油機正常起動發火時，則應考慮是否是因氣缸壓縮力不足所致。對于裝有減壓機構的多缸柴油機來說，此時可將減壓機構處于不減壓位置，然后用手搖柄搖動柴油機。若此時運轉輕便，且感覺阻力不大，則可以判定故障原因為氣缸內壓縮壓力不足所致。

2 故障排查

針對故障分析我們逐一進行了以下排查。

（1）針對油門操縱機構卡滯現象，我們將油門操縱部位進行了除銹清潔并加注潤滑油，清除了周圍雜質。

（2）檢查了自動停車機構并復位至起動位置。

（3）針對壓縮空氣供氣不足，筆者檢查了空氣系統管路、壓力均無臟堵泄漏，起動空壓機將壓縮空氣氣瓶進行補氣至正常范圍；壓力正常后，并將空壓機打至自動狀態，以便于壓力低時可隨時起動。

（4）對供油控制軸、油門齒條操縱機構進行靈活性檢查，調速器內部進行負荷限制調整，并對各個運動部位加注潤滑油。

（5）對超速停車裝置進行了檢查，更換了相應的內部機件，并復位。

（6）針對燃油限位裝置設定點不正確，因為該裝置的精密性，筆者沒有對限位裝置進行調整，而是對控制空氣管路、壓力的泄漏情況進行了排查，對機械零部件（如氣缸、活塞和密封環）的磨損情況嚴重的，進行了更換。

（7）對噴油泵至噴油器之間的高壓油管接頭進行了緊固，泄漏嚴重的，進行了更換。

（8）對燃油系統中的濾器進行了清潔復位。

（9）將燃油濾器三通閥轉至供油位置，打開了進油管路上的截止閥，日用燃油柜補油至正常范圍，并確認了燃油輸送泵的正常后起動。

（10）針對燃油的著火性能差，對日用燃油柜進行了放殘，開啟了燃油分油機分離和驅除燃油中的水份和雜質，保證了燃油的使用質量。

3 故障定位

在對柴油機進行起動時發現雖然不能發火運轉，且排氣管又不斷地冒出白色濃煙，這說明個別氣缸內的燃油沒有充分的燃燒或燃油中含水分過多。針對此類問題我們進行了故障定位：多是燃油系統內有空氣或水分，使噴油器工作不正常或供油時間不正確，也可能是配氣機構正時齒輪裝配不當所致。配氣時間不正確而導致進氣門關閉過遲，可使有效壓縮行程減少，柴油機在剛開始運轉時達不到燃油自燃所需要的壓力和溫度，因而不能發火起動。另外，我們又對燃油柜進行了放殘檢查，也明顯看出油柜內有水分。

4 故障解決

故障定位后我們首先對高壓油泵上的高壓油管進行了擰松，發現有氣泡排除，當拆下高壓油管時，油面上升。這說明噴油器和出油閥封閉不嚴，起動時氣缸內的高壓氣體經過噴油器、高壓油管和出油閥向低壓油路竄氣，產生嚴重的氣鎖，使燃油供油規律失常，導致柴油機無法正常起動發火。針對這一故障，我們對出油閥進行了更換，對噴油器進行了逐一的泵壓實驗后裝復，對燃油日用柜的油進行調撥，將燃油日用柜及燃油管路濾器進行了清潔，清潔完畢后再次確認了各系統正常，并開啟分油機進行分油，去除燃油內水分雜質，將油位補到規定范圍。一切準備就緒后我們又對主機進行了沖車、起動，最后在柴油機慢轉10 s后，正常發火，故障順利解決。

5 維護管理及注意事項

船用柴油機是船上的重要核心部分，一旦出現故障，會造成巨大的人員傷亡和財產損失。因此，在日常的維護保養中，應注意以下環節。

5.1 起動前的注意事項

（1）柴油機外圍的檢查：主要檢查柴油機及附屬設備外圍情況，各儀表是否完好，移去無關的物品。

（2）檢查燃油、滑油、淡水、海水、空氣等系統管路暢通：主要包括觀察淡水膨脹水箱水位，保持規定范圍；確認高、低溫淡水補水閥處于開啟狀態，接通高低溫淡水系統各閥，備用泵處于備用狀態；檢查起動空氣瓶壓力在20～30 bar，控制氣瓶10 bar；測量滑油油底殼油位至規定范圍；檢查燃油日用柜油位、海底門放殘；油霧濃度探測器電源等。

（3）開啟主機淡水加熱器將高溫水溫度加熱至65 ℃～70 ℃；開啟燃油、滑油分油機進行一對一分油，確保油質質量安全。

（4）盤車、沖車：在盤車、沖車前，首先應于駕駛室報告，并開啟確認滑油預供泵和齒輪箱備用泵工作正常、壓力正常；打開各缸示功閥；將機旁停車拉桿處于“Stop”位置；盤車3～5 min，檢查主機有無卡滯和其他異常情況，完畢后將盤車機脫開復位；按下“START”按鈕，檢查示功閥有無油、水及雜質沖出，若有則進行二次沖車；沖車后將示功閥關閉。

5.2 運行中的管理

（1）定時巡視檢查，記錄主機運行參數，評估主機工作狀況。

（2）增壓器運行中每天清洗一次壓氣端，每周清洗一次透平端。

（3）檢查并測量油、水等液位的變化情況，油質狀況。

（4）檢查各系統管路是否有泄漏；傾聽柴油機運行聲音、振動情況。

（5）非必要時，不得在低負荷工況下長期運行，連續低于20%額定負荷的運行時間不得超過100 h，并在再次低負荷運行或停機前，必須加載至70%以上負荷運行1 h。

6 結語

柴油機是船舶的主動力裝置，它運行的好壞，直接影響著船舶動力的喪失，嚴重時會帶來巨大的人員傷亡和財產損失。因此，在日常的維護管理中應該正確地去操作保養與柴油機相關的每一臺設備，保養完畢后應及時地去復位，以確保柴油機的正常使用。

柴油機不宜在長時間低速運轉，按使用要求，柴油機一般不應在低速下長時間運轉，這主要是從燃油霧化質量方面考慮。噴油霧化的好壞，主要與噴油壓力、噴油孔直徑和凸輪軸的轉速有關。因此噴油壓力越高，凸輪軸轉速越快，霧化質量越好。而凸輪軸轉速是隨著曲軸轉速而變化的，當柴油機曲軸轉速低于額定轉速時，噴油霧化就變壞了。時間一久，就會導致柴油機運轉不正常，應注意正確使用。

參考文獻

[1] 何文山.船舶柴油機[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2] 黃連中.船舶管理[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3] 朱峰.機工業務 [M].大連：大連海事大學，2012.