柴油機修理工藝方案的探討

欒新習

摘要：隨著技術不斷革新，柴油機開始走向自動化和大型化的道路，所以以往的船舶柴油機修理工藝已經無法滿足當前船舶柴油機維修的要求。柴油機運行是否正常，直接關系到船舶是否能夠正常航行。本文通過具體論述船舶柴油機的故障診斷方法，并根據實際情況提出柴油機的修理工藝方案。

關鍵詞：船舶;柴油機;機架;修理工藝

0 ?引言

通過TBD234這個型號的柴油機進行拆檢發現，缸體與缸套所接觸的凸臺內表面出現了嚴重的銹蝕情況，且缸套與缸體、缸體與缸蓋之間常常會發生滲漏的情況，以此導致燃氣與冷卻水出現相互串通的現象，讓柴油機的主機各個缸超負荷工作。同時，機器運轉的情況較為不穩定，以此影響了船舶的正常運行。

1 ?基于神經網絡的船舶柴油機故障診斷技術

神經網絡診斷技術具有較強的歸納能力、模式匹配能力和聯想記憶能力，主要是根據診斷經驗對船舶柴油機內部的連接權值表達出來。當前基于神經網絡的柴油機機架故障診斷主要涉及到下列幾個方面：

一是將神經網絡直接應用于柴油機故障診斷中，挑選出關鍵的參數作為輸入層，而挑選出故障參數作為輸出層。這樣將典型的樣本學習所得權值的利用作為一種高效的模式識別方法[1]。

二是采用自適應神經網絡模式識別。借助神經網絡的并行處理和分布式信息存儲利用模式來識別船舶柴油機的主要故障，消除不恰當的特征提取和模式不符合的問題，以此保證故障識別的便利性。同時，通過利用神經網絡信號處理技術可識別柴油機在信號處理中的智能化識別和最優化算法的情況。

三是利用專家系統和神經網絡結合識別。通過將專家系統和神經網絡系統緊密結合起來，讓專家系統和神經網絡兩者之間取長補短，避免神經網絡系統在應用中出現的一系列問題，以便將專家系統和神經網絡系統的作用充分凸顯出現，更好的識別出柴油機機架的故障現象。

2 ?柴油機的常見故障

2.1 柴油機啟動困難

2.1.1 故障現象

通常柴油機啟動出現啟動困難故障時，主要有下列幾種情況：

①啟動時的曲軸根本轉不動或者是轉動速度較慢，啟動的轉速太低;

②柴油機在啟動時的轉速正常，但柴油機不著火;

③柴油機在啟動時雖然著了火，但柴油機的運轉速度始終不正常，出現轉速不穩定的情況，甚至還會出現滅火的現象。

2.1.2 故障發生原因

上述發生故障的原因主要包括下列幾個方面：

①啟動系統。貯氣瓶氣壓不足;氣管路漏或者是管路堵塞;空氣分配器起動定時不對。

②燃油系統。輸油泵不供油;燃油箱的閥門尚未打開或燃油箱內無油;燃油管路內有空氣，柴油濾清器太臟;油泵齒條卡死在停車裝置無法準確復位;噴油器有故障發生霧化不良的情況。

③進排氣系統。空氣的濾清器和中冷器常常出現污堵的現象，無法正常將進排氣閥的閥門打開，配氣定時不準確，出現排氣系統污堵的情況。

④壓縮終點的壓力、溫度低。氣缸密封不良，漏氣現象嚴重;氣缸壓縮終點壓力、溫度低情況時，也會導致柴油機啟動困難[2]。

2.2 柴油機功率不足

2.2.1 故障現象

所謂功率不足主要指的就是柴油機出現無力、沒有勁的情況。柴油機的功率具有儲備功能，能夠讓機器正常運行。當柴油機的功率出現不足的情況時，將會出現下列幾種現象：一是柴油機排氣管將會排出大量的黑煙;二是柴油機排氣溫度較高時，排氣管和渦輪增壓器將會呈現出暗紅色的情況;三是柴油機出現轉速下降，工作聲音沉悶。則會船速下降，油耗增加。

2.2.2 故障出現的原因

上述故障出現的原因主要包括供油量不足、霧化不良或者是燃燒室不匹配、進氣不足幾種。其中，供油量不足主要是由于燃油管路臟雜質多堵塞、泄漏、燃油系統內存在空氣、燃油的質量不好且油內還含有水分等原因引起的。調速器的拉桿螺釘旋入較多，而齒桿伸出的長度始終不夠;霧化不良或者是燃燒室不匹配的情況，主要涉及到噴油器霧化不良或者是供油時間不當燃燒室內的活塞出現嚴重的結炭現象;進氣不足的情況主要包括中冷器出現臟污、壓氣機葉輪存在臟污的情況。同時，因增壓器發生故障，所以導致進氣的壓力較低[3]。

2.3 柴油機轉速不穩

2.3.1 故障現象

柴油機主要是利用調速器的自動調節作用來正常運轉，而柴油機的轉速較為穩定，波動值只有幾轉且波動率主要控制在0.5%以內。

通常柴油機發生轉速不穩的現象主要包括：①船舶柴油機在運行過程中發出的聲音忽高忽低;②柴油機轉速無規律。

2.3.2 原因分析

通常造成柴油機轉速不穩的原因包括：

①柴油機系統內始終有空氣、水、氣阻和水阻的現象，以此導致柴油機存在供油不穩的情況;噴油器出現噴油中斷的現象，且噴油泵柱塞出油閥出現了磨損較大的現象，以此導致柴油機的供油不穩定。同時，噴油器的彈簧和出油閥的彈簧發生斷裂的現象，甚至噴油泵的油量調節遲圈存在松動的情況。

②調速系統的原因。當調速器內存在太多的滑油，也會導致柴油機出現轉速不穩的情況。當柴油機的離合器出現接合不良的情況，工作機械負荷非常嚴重，則會導致船舶柴油機轉速不穩[4]。

3 ?修理方案的選擇

通過對柴油機進行拆檢分析之后，可采取下列幾種修理方案：

①由于活塞在長時間使用過程中很容易發生斷裂的情況，所以需要使用器械來去除活塞，避免在取出活塞的過程中導致活塞斷裂而增加拆卸的難度性。當活塞在取出之后，再更換備用的活塞，做好柴油機機體檢查，避免出現活塞因冷卻水缺少而產生拉缸的情況。

②確保柴油機的使用環境清潔衛生，定期做好燃油沉淀柜、過濾裝檢查工作，避免影響柴油機機體的正常噴油。同時，可通過更換信號盤，避免出現信號異常的現象，或者是通過更換下降沿觸發的系統來排除柴油機的故障。

③焊補后機械加工。由于柴油機含有較高的碳、硫和磷等雜質，所以在堆焊的時候很容易出現焊接裂紋。當在焊接的過程中產生CO和CO2氣體的時候，又無法在焊接地方凝固之前排出來，則會嚴重影響焊接后氣孔的性能。通過對焊接的局部進行加熱處理，這樣則會在焊接處形成硬度較高的白口組織，且在焊接之后無法再進行機械加工。同時，由于船舶柴油機機架裝置的同軸度與垂直度要求較高，所以單純的采用焊補的方法將無法避免焊接后的機架發生不變形的情況，這樣在一定程度上增加了焊接的應力。

4 ?工藝方案的實施

在柴油機修理之前，應該對柴油機技術性能進行測試，其主要是柴油機主機的最高轉速、爆發壓力、壓縮壓力和排煙溫度等各個參數進行測試，并將測試的數據作為柴油機修理的主要參考資料。同時，還需要對柴油機的燃油定時情況、高壓油泵給油刻度、各缸缸蓋墊片和缸套下墊片的厚度、活塞裝置與填料函的間隙情況進行測量登記，為缸體找中基準點提供準確的數據依據。

在缸套拔出之后，需要對柴油機上的缸套與平面接觸的凹緣面進行修刮和研磨處理，全面做好吃色檢查工作，且貼合的總面積占總面積的百分比不能夠少于85%。同時，赤色點應該盡量控制在2-3個，凹緣面在進行整體修整之后可使用百分表再進行檢查。通常在平面內對氣缸中心的垂直度不能夠大于0.02mm。在使用拉線方法時，因為該機是V型機，而缸套又是斜立存在的，鋼絲有一定的重量所以會自然下垂，但無法保證所找位置的精準度。通過采用假軸找中的方法，要求將假軸的下半段的直徑應該比掃氣缸填料的函孔徑小0.05mm，而假軸的上半徑的直徑應該比下半段的直徑大5mm，這樣才能夠避免填料從假軸的函孔中滑出來。

假軸與缸體中心的不同軸度不應該超過0.02mm，而與缸套所接觸的凹緣面的垂直度也應該控制在0.02mm。這樣當調整位置之后，需要在柴油機機體的上端找準前、后、左、右四個基準點。通過以柴油機機體平面與缸套接觸的凹緣面作為基準，并在前、后、左、右四個位置上做好高度檢測基準點，并將其作為柴油機修理加工的測量依據。當找中工作在結束之后，再進行裝配機船機械加工，盡量在掃氣缸填料函孔處鑲上定位套，合理調整刀桿，再找準A處和B處進行正加工，且存在的偏差不能夠超過0.15mm/m。這樣才能夠保證柴油機在正常工作的時候，防止出現缸套與缸體、缸體與缸蓋出現泄漏的情況，以此保證柴油機能夠正常的運行。

5 ?柴油機安裝檢查及系泊試驗

在柴油機安裝過程中，應該全面檢查活塞在缸套內的中心位置，以及十字頭滑板側條、倒正車側板的間隙。當柴油機在裝復之后，再進行系泊試驗，這樣能夠保證船舶柴油機平穩的運轉，有效提升柴油機主機的功率，保證柴油機能夠正常應用。

6 ?結語

總之，在診斷柴油機故障的時候，不僅診斷技術要求較高，而且對診斷技術的專業性要求較強。因此，在柴油機修理過程中，需要檢測人員全面分析柴油機的實際情況，準確判斷柴油機發生故障的原因，明確柴油機發生故障的類型。這樣通過對柴油機的應用情況進行科學監測，再采取科學的柴油機故障診斷方法，這樣便能夠更加準確的判斷柴油機發生故障的類型和原因，采用針對性的修理方法，以此保證柴油機正常應用。

參考文獻：

[1]張勝文，丁玉玲，王貴成.船用柴油機機架類零件CAD/CAPP/CAM集成系統[J].計算機集成制造系統，2019（04）：90-96.

[2]陳倩慧，傅明康，宋賢發.船用柴油發動機機架鑄件的澆注系統設計[J].兵器材料科學與工程，2018（05）：106-109.

[3]吳興祥，周方明，范俊.一種船用柴油機機架的自動焊接工藝方法.

[4]曾欣.南通三九制造的“船用柴油機機架、機座自動焊接專機”投入應用[J].現代焊接，2018（001）：32.