【輪機(jī)工程專業(yè)論文：噴油器的故障探析與排除探究9100字】

引言對(duì)于航行在海上的船舶來(lái)講，船舶航行的動(dòng)力來(lái)源于船舶柴油機(jī)，它是船舶的心臟，隨著國(guó)家近幾年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家的綜合實(shí)力還有科學(xué)技術(shù)水平都有所提高，與船舶相關(guān)的柴油機(jī)故障分析技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步。這種進(jìn)步的提升，不僅可以提高航海運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，還可以為人們的生活條件創(chuàng)造更多的福利。船舶柴油機(jī)的噴油器部件是柴油機(jī)的重要核心部件之一，它在工作過(guò)程中針閥偶件容易產(chǎn)生各種不同的故障問(wèn)題，如磨損、漏油以及針閥卡緊;噴孔磨損、結(jié)炭、阻塞和裂紋等故障，這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響船舶柴油機(jī)的工作狀態(tài)，對(duì)船舶在海上航行產(chǎn)生極為不利的因素。噴油器對(duì)噴射過(guò)程組織的好壞，將直接對(duì)油束與空氣在燃燒室中的混合程度產(chǎn)生影響，不利于柴油機(jī)燃燒過(guò)程的組織與燃燒的質(zhì)量，發(fā)火效果不佳，最終導(dǎo)致整臺(tái)柴油機(jī)運(yùn)行性能的下降。燃油的噴射系統(tǒng)必須使噴入氣缸的燃油達(dá)到燃燒的霧化要求，使燃油與空氣混合均勻并燃燒充分。1緒論1.1選題的目的和意義噴油器是將燃料進(jìn)行細(xì)化變成霧狀的裝置，由噴油泵中的高壓燃料在它們的作用下進(jìn)行霧化，達(dá)到燃燒的要求，讓柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。噴油器屬于一種精密程度很高的機(jī)械裝置，由于要求其霧化效果良好，故對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)精度有著極高的要求。由柴油機(jī)控制單位發(fā)出噴油脈沖信號(hào)至噴油器，以便根據(jù)柴油機(jī)的具體實(shí)際要求，準(zhǔn)確地計(jì)算出燃油的噴射量，實(shí)現(xiàn)變量調(diào)節(jié)控制，節(jié)省燃油。因?yàn)閲娪推鞯尼橀y偶件和噴油嘴距離燃燒室較近，所以會(huì)受到氣缸內(nèi)燃油燃燒生成高溫的影響，所以這些部件較易出現(xiàn)故障。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況中一般會(huì)產(chǎn)生以下故障:噴孔磨損、結(jié)炭、阻塞、和裂紋;針閥偶件的磨損、漏油和卡緊等故障。造成船用柴油機(jī)難易啟動(dòng)、無(wú)法以固定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行、且曲軸輸出功率嚴(yán)重不足、燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題。因此，噴油器故障將對(duì)船舶的正常航行產(chǎn)生巨大影響。1.2噴油器的作用船舶柴油機(jī)噴油器的作用根據(jù)它的功能可以分為以下兩點(diǎn):第一點(diǎn)是將噴油器噴出的燃油燃油霧化成細(xì)小的油滴，增加與空氣的接觸面積以利于燃燒;第二點(diǎn)是使燃油噴柱的形狀與燃燒室形狀相適配，使燃油與燃燒室空氣混合后形成質(zhì)量良好的可燃混合氣[1]。柴油機(jī)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)性對(duì)于噴油器良好的工況來(lái)說(shuō)要求很嚴(yán)格，想要使得燃油霧化的效果良好，必須需要具備特定的噴油壓力、噴射距離及其所需的噴油圓錐角，并且噴油器的所需噴射壓力都要配合到噴油泵上，所需要噴出的油霧才可以擴(kuò)散充滿整個(gè)燃燒室，且也不會(huì)導(dǎo)致在噴油過(guò)程中產(chǎn)生任何滴油現(xiàn)象。噴油器為柴油機(jī)的關(guān)鍵部件，噴油器若無(wú)法正常工作，則船舶無(wú)法正常航行。因此，噴油器故障將對(duì)船舶的正常工作產(chǎn)生巨大的影響[2]。2船用柴油機(jī)噴油器的工作原理2.1噴油器的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根據(jù)是否設(shè)有針閥，噴油器分為閉式和開(kāi)式兩大類。開(kāi)式噴油器未加裝針閥，其結(jié)構(gòu)比閉式噴油器簡(jiǎn)單，開(kāi)式噴油器的噴孔后大多設(shè)有止回閥，用來(lái)防止燃油燃燒時(shí)壓力過(guò)大使燃?xì)獾箾_進(jìn)噴油器。這種噴油器因?yàn)殪F化效果不佳，質(zhì)量不可靠，噴油后期容易產(chǎn)生滴油現(xiàn)象。所以現(xiàn)在大多數(shù)船舶的柴油機(jī)基本上不再使用開(kāi)式噴油器。閉式噴油器經(jīng)過(guò)了設(shè)計(jì)和完善，克服了傳統(tǒng)開(kāi)式噴油器的不足之處。閉式噴油器的針閥通過(guò)噴油泵進(jìn)行加壓，依靠噴油本身的一定壓力打開(kāi)后，燃油就會(huì)開(kāi)始噴射進(jìn)入氣缸，因此叫它為一個(gè)液壓開(kāi)啟閥式的噴油器，在噴油器不噴出燃油時(shí)，燃油的空間經(jīng)過(guò)針閥分離而被隔開(kāi)，所以也就是可以把它叫做閉式噴油器。單孔式噴油器只有一個(gè)噴孔，噴孔的位置在噴油嘴中央，小型高速柴油機(jī)使用比較廣泛。多孔式噴油器具有多道噴孔，其孔道相對(duì)較窄，霧化質(zhì)量也比較優(yōu)良。它的噴柱結(jié)構(gòu)要求與燃燒房的形態(tài)相適應(yīng)，多用于大型、船舶、中、低速度的柴油機(jī)[3]。2.2噴油器的工作原理某多孔式型號(hào)船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示，按照其工作原理，其正常狀態(tài)大致分為兩個(gè)階段，一個(gè)為噴射階段，另一個(gè)為停油階段。柴油機(jī)在噴油階段運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)噴油泵啟動(dòng)，對(duì)于燃料傳輸系統(tǒng)就開(kāi)始給予供油，高壓燃料從噴油器的進(jìn)油口進(jìn)入，沿著噴油器內(nèi)燃料油路直接流入到噴油器體內(nèi)的噴嘴。到達(dá)噴嘴的壓力室，隨后燃料作用于承壓圓錐體面而引起一個(gè)推動(dòng)。當(dāng)作用于承壓錐體表面的燃油壓力大于噴油器調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力，則針閥打開(kāi)，高壓燃油由噴孔噴射而來(lái)，進(jìn)入氣缸霧化，該噴油壓力被稱為啟動(dòng)閥壓力。噴油工作完畢后，噴油泵的供給系統(tǒng)停止，在調(diào)壓彈簧力的作用下，出油閥被關(guān)閉，壓力室外的油壓將隨著減壓環(huán)帶發(fā)揮極大的減壓效應(yīng)而下降，作用在針閥承壓錐面上的推力也會(huì)因油壓下降在短時(shí)間內(nèi)快速降低，一次燃油霧化過(guò)程結(jié)束。2.3噴油器的冷卻噴油器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一定的溫度，因此就需要不斷將其從內(nèi)部散發(fā)出來(lái)，以此才能夠確保噴油器的可靠性。非冷卻型噴油器主要是依托于噴油器本身和氣缸蓋之間的貼合連接來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，將其進(jìn)行強(qiáng)制帶走。但是另一種通過(guò)冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的噴油器稱為冷卻式噴油器，這樣的噴油器一般另外設(shè)有柴油或淡水系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行的冷卻，目前冷卻的方式向便于管理的燃油循環(huán)冷卻方式的方向發(fā)展。開(kāi)式燃燒室結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)均應(yīng)用多孔式的噴油器，來(lái)配合燃燒室，形成良好的發(fā)火燃燒。多孔式的噴油器有很多種不同的結(jié)構(gòu)形式，按彈簧在噴油器中的位置，可分為彈簧上置式和彈簧下置式，按冷卻的形式可分為冷卻式和非冷卻式。例如SulzerRTA型和MAN—B&WMC型這兩種機(jī)型上面所使用的噴油器，它們?cè)谧陨砭唧w的結(jié)構(gòu)上存在差異，但在系統(tǒng)燃油噴射方面，共同的特點(diǎn)是:在燃油不噴射期間，燃油就在噴油器本體內(nèi)循環(huán)冷卻，最終排到加壓回油柜。燃油在氣缸內(nèi)噴射階段，在噴油泵高壓燃油的作用下燃油循環(huán)回路會(huì)在噴油泵高壓燃油的作用下提前截止中斷，讓高壓燃油從油道流到針閥的燃油空腔內(nèi)，啟閥壓力高于時(shí)噴油器針閥開(kāi)啟壓力時(shí)，進(jìn)行噴油，當(dāng)噴油完成后，燃油壓力降低。3噴油器故障的表象特征、故障診斷方法3.1噴油器故障的表象特征1)敲擊聲：當(dāng)柴油機(jī)噴油器出現(xiàn)故障時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致氣缸噴油量過(guò)大，最高燃燒壓力異常突增，類似敲擊的聲音就會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)。2)當(dāng)噴油器出現(xiàn)霧化不良、噴油孔堵塞等故障時(shí)，各缸噴油就會(huì)不均勻，產(chǎn)生起動(dòng)困難或運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。3)針閥偶件磨損，燃油泄漏，造成霧化不良，導(dǎo)致冒黑煙。4)燃油消耗量急劇增加：噴油器發(fā)生磨損、漏油、噴孔堵塞、噴孔內(nèi)外結(jié)炭等故障時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致燃燒不充分，燃油的熱效率變差，發(fā)出相同的功率消耗的燃油量就會(huì)增加[4]。3.2故障診斷方法1)用手觸摸在柴油機(jī)怠速時(shí)的高壓油管，脈動(dòng)小為針閥卡死。2)用氣缸斷油方法檢查，斷油后噴油器高壓油管接頭處有氣泡與高壓油管的油一起噴出，而柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)變化不大，排氣黑煙消失，則可診斷為針閥在開(kāi)啟位置卡死;斷油后，有油噴出，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和排氣煙色、聲響均無(wú)變化，則可確診為針閥在關(guān)閉位置被卡死。在故障現(xiàn)場(chǎng)排除時(shí)，首先要確認(rèn)上述故障是何種噴油器的故障問(wèn)題引起的，才能夠正確做出判斷，做出結(jié)論。(1)從柴油機(jī)直接觀察的排煙情況，來(lái)判斷噴油器存在的問(wèn)題。(2)直接觀察法:將排氣的管子拆下，起動(dòng)柴油機(jī)在低速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，可以直接從排氣煙色看出各缸的運(yùn)行是否存在問(wèn)題，即可初步判斷該缸噴油器或是柱塞有問(wèn)題[5]。4常見(jiàn)故障原因分析與排除4.1噴油器針閥偶件的磨損，漏油和卡緊4.1.1針閥偶件的磨損，漏油結(jié)構(gòu)分析:針閥偶件是一種精密度要求很高的偶件，其加工精度要求高，在噴油器噴油工作過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。在高壓下，在針閥套中的針閥做來(lái)回多次的往復(fù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)保持針閥偶件良好的密封性能。針閥與針閥座之間的密封性，取決于密封環(huán)帶的選取是否正確。如果針閥在剛開(kāi)始升起時(shí)燃油經(jīng)過(guò)狹縫才能噴出，就會(huì)增大節(jié)流損失，造成燃油霧化不良。故障原因分析:對(duì)燃油的清潔程度低，過(guò)濾效果差，高壓油管內(nèi)的雜質(zhì)，加速了噴油器針閥偶件的磨損；機(jī)溫太高，噴油器冷卻不好，造成針閥偶件卡死；供給燃油時(shí)間太晚、發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷等情況又可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱;零部件在制作中存在著諸多問(wèn)題，比如汽缸蓋上的噴油器安裝孔和噴油器的配套過(guò)緊，針閥體和汽缸蓋上的安裝孔之間的縫隙太大。在管理中可通過(guò)噴油器對(duì)燃油的霧化程度加以判斷;冷卻水腐蝕會(huì)引起針閥體與噴油器本體端平面密封不良，此時(shí)高壓燃油會(huì)泄露，流進(jìn)冷卻水通道，引起噴油壓力下降引起霧化不良，對(duì)其柴油機(jī)的發(fā)火性能產(chǎn)生影響。管理中可通過(guò)檢查噴油器冷卻水箱中有無(wú)燃油加以判斷。在上述磨損的故障中，除針閥柱面磨損外，其他各處磨損均可用研磨法進(jìn)行修復(fù)。4.1.2噴油嘴的滴漏如果柴油機(jī)的噴油嘴滴油，則噴油就會(huì)斷斷續(xù)續(xù)、使燃油達(dá)不到霧化效果，啟動(dòng)性較差、積炭嚴(yán)重，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)基本功率持續(xù)下降、油耗增多、磨損嚴(yán)重[6]。對(duì)滴漏產(chǎn)生的原因做出如下幾點(diǎn)分析:第一點(diǎn)是針閥和針閥體封閉錐面出現(xiàn)面積較大的劃痕積累，磨損已到嚴(yán)重程度，表面產(chǎn)生變形，導(dǎo)致噴油嘴出現(xiàn)滴油現(xiàn)象。第二點(diǎn)是當(dāng)高壓油管在噴油嘴發(fā)生連續(xù)噴油間隙的壓力越高，噴油嘴滴油就越嚴(yán)重。噴油嘴滴油故障和出油閥偶件的封閉性有著極為密切的關(guān)系，并不僅只是發(fā)生在噴油嘴上。出油閥的過(guò)度磨損，會(huì)導(dǎo)致噴油嘴發(fā)生滴油狀況[7]。最后，噴油嘴的針閥和針閥體之間的導(dǎo)向面摩擦性較重，或針閥與針閥體導(dǎo)向面發(fā)生嚴(yán)重磨損、針閥體和噴油嘴體過(guò)度接觸，或針閥和針閥體密封錐面含有大量雜質(zhì)，致使其高度升高，封閉性降低，也會(huì)使噴油嘴發(fā)生滴油[8]。4.1.3噴油器的霧化問(wèn)題來(lái)自燃油的雜質(zhì)固體顆粒由于堵塞噴孔而在針尖和噴嘴表面磨損，在噴嘴內(nèi)部造成問(wèn)題。這些故障影響燃料的霧化，因?yàn)閲娮靸?nèi)部通道的惡化干擾了噴霧的形成和流體的最終通道[9]。噴油器的開(kāi)啟壓力嚴(yán)重低于調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)壓力值，這是導(dǎo)致噴油器霧化不好的主要原因。當(dāng)噴油嘴的小噴孔受到磨損，或者是出現(xiàn)了一定數(shù)量的積碳，就可以直接影響到霧化的效果。當(dāng)霧化很差時(shí)，造成了燃油無(wú)法在燃燒室內(nèi)進(jìn)行正常燃燒。由于無(wú)法燃燒的柴油將順著缸壁流動(dòng)至下部曲軸箱，使得機(jī)油油面積增大，黏度減小，造成潤(rùn)滑效果的惡化，嚴(yán)重情況下還可能導(dǎo)致軸瓦燒蝕和拉缸等嚴(yán)重的機(jī)械事件[10]。故障排除:噴油器的調(diào)定壓力在它安裝時(shí)就應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)給定的標(biāo)準(zhǔn)壓力值去調(diào)節(jié)設(shè)定。此外，根據(jù)工作狀況，定期測(cè)量彈簧自由長(zhǎng)度和調(diào)整彈簧預(yù)緊力。如無(wú)法調(diào)整，及時(shí)換新調(diào)節(jié)彈簧，來(lái)排除噴油器霧化不良的出現(xiàn)的故障。4.1.4針閥偶件的卡緊或咬死當(dāng)前船用一般柴油機(jī)的噴油器結(jié)構(gòu)如圖2所示。分析故障可能產(chǎn)生的各種原因，做出如下分析:燃油不夠清潔，針閥與氣體配合的間隙內(nèi)部進(jìn)入的雜質(zhì)，引起針閥被卡死;噴油器中的針閥偶件與噴油時(shí)的配合間隙僅為0.002～0.003mm，雜質(zhì)造成了針閥卡滯，油液不能被霧化，燃燒狀態(tài)改變，排氣管往外排出的是很濃的白煙。在噴油器中會(huì)有少量的燃油從針閥和針閥體配合面間的縫隙中流出，對(duì)針閥體起到潤(rùn)滑作用，然后通過(guò)回油道螺栓內(nèi)孔進(jìn)入回油管，重新流回燃油箱[11]。故障分析:針閥在針閥體中出現(xiàn)卡緊或咬死故障時(shí)，針閥會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)啟閉或不能啟閉的狀況，發(fā)火表現(xiàn)就會(huì)異常，出現(xiàn)缸內(nèi)燃燒極度不穩(wěn)，可能造成某一氣缸熄火的風(fēng)險(xiǎn)。若針閥在關(guān)閉狀態(tài)不能開(kāi)啟，出現(xiàn)咬死，將同時(shí)會(huì)使噴射系統(tǒng)中的油壓劇增，高壓油管強(qiáng)烈脈動(dòng)，損壞高壓油管。如果針閥在開(kāi)啟狀態(tài)咬死，燃油在低壓下噴入氣缸，不會(huì)產(chǎn)生良好的霧化。圖2船用柴油機(jī)噴油器結(jié)構(gòu)排除措施:可以對(duì)柴油機(jī)的噴油器從零到點(diǎn)進(jìn)行一次系統(tǒng)性的檢查，其中所需要檢查的主體就是把噴油器上的各個(gè)零件逐塊拆開(kāi)，查看針閥的零部件有無(wú)損傷，若針閥有輕度損傷就可以做出研磨和修復(fù)，若針閥燒傷較為嚴(yán)重則直接替換新產(chǎn)品。4.2噴油器噴孔磨損、結(jié)炭、阻塞和裂紋4.2.1磨損故障分析:伸入燃燒室內(nèi)的部分是噴油器的噴油嘴，也可稱為霧化頭。當(dāng)噴油器運(yùn)行時(shí)，噴孔中高壓燃油持續(xù)沖刷著噴嘴，磨損后的直徑會(huì)變大，使得噴油壓力降低，霧化較差，造成燃燒不充分。當(dāng)噴孔孔徑增大10%時(shí)，該噴油嘴應(yīng)予以換新。4.2.2結(jié)碳、阻塞故障原因：噴孔堵塞大多由結(jié)碳引起。噴孔堵塞后，燃油噴射的射程變短，引起燃燒火焰移近噴孔，加劇結(jié)炭的速度，形成惡性的不利循環(huán)。其次噴孔堵塞還會(huì)改變油束形狀、數(shù)目、和分布情況，會(huì)讓噴射持續(xù)時(shí)間不穩(wěn)定。噴油嘴溫度過(guò)高，當(dāng)燃油在流經(jīng)噴孔時(shí)就會(huì)在孔的內(nèi)壁生成結(jié)碳，影響噴油器的噴油效果。噴孔外噴油嘴表面結(jié)碳的主要原因大多與針閥密封錐面密封不良有關(guān)。阻塞分析:燃油不干凈，在噴孔周圍形成積碳積結(jié)。防止方法:一方面是對(duì)于進(jìn)入噴油器的燃油要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的過(guò)濾;另一方面通過(guò)改善燃燒，防止因積碳過(guò)多而阻塞噴孔[12]。結(jié)碳分析與排除:某一船舶柴油機(jī)結(jié)炭的噴油器如下圖3所示。對(duì)其仔細(xì)分析，原因如下：圖3結(jié)炭的噴油器(1)噴油器針閥密封性不良導(dǎo)致噴油時(shí)產(chǎn)生延時(shí)，發(fā)生滴油，出現(xiàn)敲缸現(xiàn)象，造成油嘴噴孔處大量結(jié)炭。排除方法:可用經(jīng)過(guò)調(diào)和后研磨好的機(jī)油對(duì)針閥錐面進(jìn)行研磨，然后用輕柴油清洗，除去研磨產(chǎn)生的雜質(zhì)臟物。如果研磨起不到較好效果時(shí)，則更換針閥偶件。(2)在工作中噴孔會(huì)被逐漸磨損變大，變大的噴孔使噴油器噴油霧化質(zhì)量不佳，出現(xiàn)黑煙、結(jié)炭等現(xiàn)象。排除方法:拆下針閥體，更換新品。(3)在低負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。排除方法:盡量減少低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間。4.2.3裂紋噴油器的針閥偶件和噴油嘴會(huì)受到高溫的作用，噴油嘴的裂紋主要是受高溫作用引起的，高溫嚴(yán)重的影響著噴油器的性能。針閥偶件的磨損、漏油和卡緊以及噴孔的磨損、結(jié)炭、阻塞都會(huì)造成燃燒不良，這些都是產(chǎn)生高溫的因素，導(dǎo)致噴油嘴生成裂紋，產(chǎn)生故障。5噴油器故障實(shí)例分析及預(yù)防維修策略5.1主要故障現(xiàn)象及分析1）故障一：噴油器體密封錐面裂紋對(duì)某型號(hào)為5S60ME-C7，額定功率8833kW，額定轉(zhuǎn)速105rpm的船舶柴油機(jī)產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析。在某次航行中，主機(jī)燃油單元集油筒在上午08:00低油位報(bào)警，自動(dòng)放氣閥拆解后在閥的接頭有氣冒出，表明放氣閥工作正常。通過(guò)人工放氣，消除報(bào)警，但當(dāng)消除報(bào)警聲達(dá)到四個(gè)小時(shí)以后，再次采取暫停措施，在進(jìn)行人工手動(dòng)放氣之后，報(bào)警聲再次被消除。經(jīng)過(guò)輪機(jī)組人員的研究認(rèn)為，原因所在是由于集油筒中的空氣積聚比較多，自動(dòng)放氣閥釋出的空氣沒(méi)有及時(shí)排出，使得燃油的空間受到大量的空氣所占用，導(dǎo)致油位過(guò)低。輪機(jī)人員首先對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行分析，推測(cè)壓縮空氣進(jìn)入燃油系統(tǒng)，而對(duì)于壓縮空氣相互聯(lián)系的燃料部件，只能通過(guò)一個(gè)自清洗濾器。在拆裝過(guò)程中，需要對(duì)燃油自清洗過(guò)濾器內(nèi)部的氣動(dòng)式活塞進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其上的橡膠圈是完整無(wú)缺的。所以說(shuō)壓縮空氣不能夠直接流入到燃料管道，排除了由于這些壓縮空氣引起的故障。但在之后的操作過(guò)程中，報(bào)警間隔越來(lái)越短，一個(gè)多小時(shí)即需要輪機(jī)操作者人工放氣一次。晚上22:00主機(jī)NO.4缸突然排溫下降，低溫報(bào)警，主機(jī)自動(dòng)加快減速，由102rpm下調(diào)至46rpm。隨后主機(jī)暫停更換一臺(tái)備用噴油器，在安裝這臺(tái)噴油器的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)柴油機(jī)氣缸蓋上的噴油器圓錐型接觸面上有多道深約1mm長(zhǎng)的劃痕溝槽，輪機(jī)操作人員使用專門(mén)的工具進(jìn)行研磨，以便更換一個(gè)新的油頭。重新啟動(dòng)主機(jī)后運(yùn)轉(zhuǎn)正常，故障消除。圖4噴油器體密封錐面裂紋輪機(jī)人員對(duì)換下的噴油器進(jìn)行檢查，如圖4所示，發(fā)現(xiàn)前部噴油器殼體密封錐面有裂紋，指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)要求啟閥壓力30～38MPa，但是對(duì)換下的噴油器進(jìn)行壓磅試驗(yàn)時(shí)超過(guò)38MPa還不噴油。拆解后發(fā)現(xiàn)針閥體在開(kāi)啟位置被卡住，針閥體外側(cè)黏附著有油泥及顆粒性碳渣，噴孔處堵塞。油泥屬于冷態(tài)燃料，而碳渣是由于這種燃料作用而形成的。以此可以確定是氣缸內(nèi)的高壓高溫燃?xì)獯┻^(guò)了噴油器殼體裂紋，隨著回油進(jìn)入集油筒中導(dǎo)致集油筒中空氣增多，油位低引發(fā)報(bào)警。剛開(kāi)始出現(xiàn)裂紋相對(duì)較小，燃?xì)庑孤遁^少，報(bào)警區(qū)域間隔較長(zhǎng);后來(lái)由于裂紋逐漸擴(kuò)展而增大，漏氣流量也逐漸增加，因此在后來(lái)工作操縱運(yùn)行過(guò)程中報(bào)警很頻繁，同時(shí)由于高溫燃燒引起針閥產(chǎn)生過(guò)熱，動(dòng)作困難，導(dǎo)致針閥最終被卡緊于針閥體內(nèi)不能動(dòng)作，主機(jī)某一氣缸中存在的噴油流量有所減少，使主機(jī)降速停車。輪機(jī)人員早期一直懷疑壓縮空氣原因，直到主機(jī)降速才確定真正原因，如果及時(shí)確認(rèn)由于燃?xì)庠斐傻膱?bào)警，就可以及早查找主機(jī)燃油系統(tǒng)的原因，通過(guò)拆開(kāi)回油管接頭是可以判斷出哪一個(gè)噴油器故障的，因此就不會(huì)造成缸蓋的破壞，以致產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)損失[13]。故障二：噴油器霧化嘴噴孔裂紋在某錨地輪機(jī)工作人員對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行日常的拆卸和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)NO.6缸噴油器被拆開(kāi)和分解后，發(fā)現(xiàn)針閥體外部和螺栓閥體外部都粘附著的碳渣顆粒，經(jīng)過(guò)協(xié)商分析，這些都是由于燃?xì)饬魅雵娪推饕鸬?。噴油器的噴孔附近還有聚集積碳，在對(duì)噴油器的清洗之后發(fā)現(xiàn)其上方有一條長(zhǎng)3mm左右的裂紋，此類問(wèn)題的存在會(huì)讓氣缸內(nèi)高溫、高壓的燃?xì)饬魅氲絿娪推?，?dǎo)致噴油器因?yàn)殚L(zhǎng)久高溫而過(guò)熱受到破壞。所幸輪機(jī)人員通過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)，及時(shí)的查出了問(wèn)題與故障產(chǎn)生的部位，避免了對(duì)航行安全中造成的風(fēng)險(xiǎn)，以免航行中出現(xiàn)柴油機(jī)停車更換新的噴油器，影響正常航行。拿來(lái)備用的原來(lái)廠家的噴油器換新后，使用之后故障消除。5.2設(shè)計(jì)上的對(duì)策可以從設(shè)計(jì)的角度考慮，重新考慮所用材料產(chǎn)生的裂紋和斷裂造成的故障，改進(jìn)噴油器，減少故障的發(fā)生。1)噴油器在安裝之后，接觸到氣缸蓋上的部分需要承受很多機(jī)械應(yīng)力，所以氣缸蓋上會(huì)產(chǎn)生形態(tài)變化，應(yīng)力就更加集中;同時(shí)其位置緊挨著燃燒室，溫度相對(duì)較高，使之能夠承受更多的熱應(yīng)力和加熱負(fù)載。因而，在選擇材料的過(guò)程中，一定要盡量選擇具備良好的機(jī)械性和抗高溫腐蝕性。2)通過(guò)改進(jìn)對(duì)噴油器零件的結(jié)構(gòu)，提高其冷卻效果及工作特性，例如目前較先進(jìn)的噴油器在各種類型中都是以燃油切斷桿形式，減小了燃料滴漏，可以避免噴油嘴的過(guò)熱。3)噴油器對(duì)針閥是一種精密的偶件，需要在加工時(shí)能夠有很高的精度與合適的外觀處理，以確保它的耐磨、抗腐蝕以及尺寸上的穩(wěn)定。5.3噴油器的檢查與調(diào)整船用柴油機(jī)噴油設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)決定著柴油機(jī)的運(yùn)行性能，對(duì)燃油的燃燒過(guò)程起著十分重要的作用，它是燃油在氣缸內(nèi)形成霧化的前提，也是柴油機(jī)生成動(dòng)力輸出的基礎(chǔ)。因此對(duì)噴油器進(jìn)行正確的維護(hù)與保養(yǎng)是十分必要的，使它保持在良好的狀態(tài)下工作很重要。如今，世界上絕大多數(shù)的船舶任然依靠船舶柴油機(jī)來(lái)提供動(dòng)力輸出，實(shí)現(xiàn)海上航行運(yùn)輸。如果問(wèn)題出現(xiàn)以后得不到合理的維護(hù)與解決，就會(huì)使得它的使用壽命明顯縮減，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢[14]。5.3.1啟閥壓力的檢查與調(diào)整噴油器啟閥壓力影響著燃油霧化的形成，大多數(shù)船舶柴油機(jī)啟閥的壓力平均值通常為20～35mpa，一般柴油機(jī)的說(shuō)明書(shū)里面會(huì)說(shuō)明。噴油器在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行以后，因?yàn)轫敆U和針閥相互磨損或卡滯，啟閥時(shí)的壓力就會(huì)出現(xiàn)變化，因此一切情況都需要定期審核。5.3.2密封性檢查對(duì)噴油器的密封性檢查有兩處:針閥與針閥套圓柱面、針閥與閥座錐面這兩處。試驗(yàn)時(shí)，使燃油壓力保持略低于啟閥壓力，然后查看錐面。若噴孔處只有輕度潮濕，無(wú)燃油滴漏則密封性良好，若噴孔處有燃油出現(xiàn)，則說(shuō)明密封性不佳，需要排除。同時(shí)，應(yīng)該觀察該燃油下降的快慢，通常均在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)壓力降低不超過(guò)規(guī)定的范圍為標(biāo)椎。5.3.3霧化質(zhì)量檢查衡量燃油霧化質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是油粒的細(xì)度和油粒霧化在燃燒室內(nèi)的均勻程度。噴油器的良好運(yùn)行狀態(tài)要求每一次噴油都能夠做到由開(kāi)始至結(jié)束的噴油動(dòng)作很快、明顯及其利落，并且會(huì)發(fā)出獨(dú)特的清脆"吱吱"聲，在連續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間后幾乎不會(huì)出現(xiàn)滴油的情況。噴油器緊帽擰緊力矩的標(biāo)準(zhǔn)值為35Nm。過(guò)大會(huì)引起針閥體部件產(chǎn)生形狀變化，使偶件針閥卡滯。為防止總成因贓物積聚而難以拆卸，噴油器總成插入缸蓋后應(yīng)裝上防塵護(hù)套。噴油器螺母的擰緊力矩為(60±10)Nm。噴油器的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)低尾管排放的高效發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的關(guān)鍵。由于噴油嘴孔尺寸較小，使得在設(shè)計(jì)階段，特別是在實(shí)際的缸內(nèi)熱力學(xué)條件下，為了從根本上理解噴油嘴內(nèi)過(guò)程，制造高端噴油嘴具有很大的挑戰(zhàn)性[15]。5.4注意事項(xiàng)在日常的維護(hù)管理中，應(yīng)注意以下事項(xiàng):1)確保噴油器可靠冷卻，防止過(guò)熱產(chǎn)生故障。2)通過(guò)排煙顏色、排氣溫度、判斷噴油設(shè)備的工作狀況。3)若換了一個(gè)新的噴油器偶件，在噴油過(guò)程中發(fā)生了滴漏的現(xiàn)象，則要對(duì)噴油泵的出入口和減壓環(huán)帶進(jìn)行檢查評(píng)估。若出油閥磨損較重，則屬于噴油器的制造工藝質(zhì)量差[16]。結(jié)論通過(guò)針對(duì)性地分析了船用柴油機(jī)噴燃?xì)馄鞯墓收显?，提出了具體的解決辦法，采取了有針對(duì)性地維修措施來(lái)排除故障，能有效地降低了船用柴油機(jī)發(fā)生的故障幾率。但是，由于柴油機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜和多變，零部件很多，所以產(chǎn)生的事故并非全是由于噴油器造成的。因而，在研究船用柴油機(jī)時(shí)，就要從許多個(gè)方面來(lái)考量，仔細(xì)地去檢查，根據(jù)柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷，不能盲目拆解噴油器，否則會(huì)破壞其加工與裝配精度，反而不能解決問(wèn)題。參考文獻(xiàn)[1]滕桂紅.柴油機(jī)噴油器常見(jiàn)故障及排除[J].才智，2010(34):57.[2]晏飛，杜雨辰，張建，王黎輝，劉博.船用柴油機(jī)噴油器故障分析及維護(hù)方法[J].機(jī)械工程師，2015(12):208-210.[3]陳文捷.船用柴油機(jī)噴油器故障及檢修淺析[J].科技資訊，2012(12):1