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摘要：文章以柴油机四大系统常见故障为切入点，对故障产生的机理进行了分析，并给出了解决的措施，提出了柴油机管理过程中应注意的问题。
关键词：柴油机；系统管理；故障
中图分类号：TK42 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2009)23—0095—02
1 柴油机的发展现状
1896年，第一台四冲程柴油机的面世，使柴油机在各个领域内被广泛利用，一百多年来，柴油机技术得到全面发展，应用的领域也越来越广。今年，金融危机严重影响了世界各国的重工业，作为船舶主要动力装置的柴油机的生产也受到了影响，但是由于世界远洋航运、船舶工业持续稳定健康的发展，迫使我们培养更多的柴油机管理人员。
2 柴油机几大系统的故障
2.1 进排气系统的主要故障
高速柴油机一般采用透平增压是为了提高功率、提高进气压力和密度，如果增压器发生喘振，那可能是由于流道阻塞导致进排气系统出现问题，增压系统气体流动路线是压气机进气滤清器——叶轮——扩压器——空气冷却器——进气阀——排气阀——排气管——废气涡轮喷嘴环及叶轮——消音器——外界大气，增压器在工作过程中向汽缸内输送的空气量不足时，导致空气压力产生较大的波动，在压气机端发出异响，从而引起柴油机的增压压力下降并且发生较大波动，增压器的喷嘴环通道发生变化时，柴油机动力会下降导致运转不平衡，同时排气冒黑烟。针对这些情况要做好定期检查、保养空气滤清器，清除增压器进气管道的沉积物，按规定更换空气滤清器滤芯。
涡轮或叶轮端排油。当转子轴磨损，转子体轴向间隙或径向间隙特别是径向间隙超差较大时，密封环即失去作用；或者操作不当使润滑条件恶化，密封环磨损、拉伤，造成密封失效而产生涡轮端或压气机叶轮端排油，严重时会造成排气管、消音器有大量油污和积炭，增大了排气阻力，降低了增压器的转速，使柴油机动力下降。叶轮端排油严重时，增压器至中冷器的管路中会存有大量机油，中冷器因被油污部分堵塞而增大了进气阻力，也会使柴油机动力下降。因此，当机油消耗量大时，如不是柴油机本身的问题，应检查增压器是否排油严重。若密封环严重磨损，在频繁使用排气制动时会加大排油现象，最严重的情况是在使用排气制动时，柴油机会在加机油口处向外喷油。如果发现积油严重，则应判断该油是从排气系统带来的，还是从涡轮或叶轮端排出的。如果排油是从涡轮或压气机叶轮端排出并且比较严重时，应进行拆卸检修。如果排油来自排气系统，而涡轮上的积油较多，应拆卸清洗涡轮。
增压器和高速机运行失配。相对低速机和中速机来说，高速机喷油设备更容易发生故障，使燃烧不充分，后燃严重；很多情况下高速机活塞环断裂或者粘着，气阀烧损，气阀间隙太小，都会造成气缸漏气，排气温度升高，增压器转速升高，供气量增多，这就破坏了高速机和增压器的正常匹配，严重时还会发生喘振。这时主要从机体着手，只要排除了高速机故障，喘振也随之消除。要定期检查喷油设备及压缩压力，发现问题及时处理。
2.2 燃油系统的主要故障
燃油系统放气。柴油机工作时，燃油的流动路线是燃油箱——输油泵——油水分离器——燃油滤清器——喷油泵——高压油管——喷油器——燃烧室。燃油供给系统是封闭系统，主机在运行的过程中，不会有气体进入机体。而积气主要是在清洗滤清器和拆装燃油管路时进入的。在进行维修保养时，必须在装好滤清器和燃油管路后进行放油驱气。
喷油器喷油定时的变化。喷油定时的变化，会引起燃烧质量的变化，导致主机排温的改变。喷油提前角是燃油开始喷入汽缸的时刻相对于曲轴上止点的曲轴转角，供油提前角是喷油泵向汽缸供油时的曲轴转角，可见供油提前角大于喷油提前角，由于供油提前角便于检查调整，所以采用较多，喷油提前角需要复杂精密的仪器才能测量，因此只用在科研当中。也就是说，柴油机的供油时间是通过调整喷油泵的供油提前角来实现的，当喷油提前角(供油时间)减少时，燃烧不完全，排气温度升高。通常，高速机使用时间长后导致供油时间减少，喷油结束时间推迟，引起后燃，这是排温升高的主要原因。所以，必须定期检查喷油提前角，如不在范围之内，必须调整。
保持燃油清洁。柴油机的主要燃料是柴油，它的质量影响着燃烧的质量，还对柴油机的功率、经济性和可靠性都有着不容忽视的影响。柴油机根据转速、使用地区与季节来选用柴油。在加装柴油时一定要注意柴油的品质，并定期清洗柴油滤清器，滤清器状况可根据燃油流经滤清器前后的压差来判断：若压差超过正常值，表明滤器已变脏堵塞，需清洁；若无压差或压差变小，则表明滤网破损或滤芯装配不对，需拆卸检查。
2.3 润滑系统的常见故障
润滑系统主要是将清洁、干净、温度适当的润滑油以稳定的压力输送到各个摩擦面，使得摩擦表面之间形成一层油膜来避免干摩擦，减小摩擦阻力和损失功率，从而来延长柴油机的使用寿命和可靠性。目前，柴油机润滑主要采用以压力循环润滑为主、飞溅润滑和油雾润滑为辅的复合润滑方式，主轴承、连杆轴承等由于承受负荷大，相对运动速度较高的摩擦面，采用压力润滑，其利用滑油泵的压力，把滑油从油底壳经过油道和油管输送到各运动部件的摩擦表面。汽缸壁、凸轮表面等主要靠连杆大端甩出并飞溅出来的滑油来润滑，对滑油的质量提出了很高的要求，对于高速机来说，滑油品质更加重要，滑油质量差可导致轴瓦异常磨损、烧瓦，甚至整机报废。
影响滑油的因素主要有：①密封性较差，我们利用润滑油膜来提高汽缸的密封性，当汽缸套由于长时间的作用受到磨损后，导致活塞和汽缸套之间的间隙变大，滑油的密封作用也减弱，燃烧室会发生泄漏，没有燃烧的燃油和燃烧的产物会漏入曲轴箱，稀释和污染滑油，使得滑油质量下降，更为严重的是如果曲轴箱中存在有大量的油气将导致曲轴箱发生爆炸。②滑油的乳化，冷却系统中的水由于管路的损坏而进入曲轴箱，导致滑油黏度、滑油压力降低，添加剂失效，使滑油变质，破坏了润滑性能，加速了部件的磨损。因为淡水系统为全封闭循环，如果淡水进入曲轴箱，滑油面将升高，淡水面将下降。海水系统为开式系统，发生滑油乳化时，如果进入曲轴箱会导致滑油面升高，淡水面不变。滑油乳化严重，压力急速上升，粘度增大，会使得其减小摩擦的作用基本丧失，这样会容易引起拉缸、烧瓦。
2.4 冷却系统的主要故障
柴油机在工作的时候，燃油在燃烧室燃烧放出大量的热量，使汽缸内产生高温气体，与高温气体直接接触的零件温度会马上升高，这样，必须对这些零件进行冷却，否则就会破坏各零件之间的正常配合间隙，也可能由于高温燃气的作用导致零件的机械强度和刚度下降。润滑油也由于高温而失去作用，将导致零件摩擦表面的过度磨损或变形，更严重的是配合件会卡死、损坏。柴油机工作时，必须要进行适度的冷却，冷却液温度过低，会带走更多的热量，燃气的燃烧滞后，有效功率降低，燃油的消耗量增多，滑油粘度增大，零件的磨损量增大；冷却液温度过高，导致充气系数降低，燃烧不正常，功率降低，耗油量增大。所以，必须保证柴油机在最适宜的冷却温度下工作，在采用较高冷却水温度的同时加快冷却水的流速，使单位时间内带走的热量增多，提高冷却效果。另一方面，冷却水流过金属表面的速度越快，更有利于壁面的散热。
柴油机采用的冷却介质为淡水和海水，冷却淡水是未经处理的呈弱酸、弱碱或盐溶质的弱电解质溶液，这些与金属缸套外壁接触的弱电解质溶液跟缸壁上的金属和杂质一起形成了无数的微小原电池。缸壁上的金属颗粒为正极，杂质为负极的原电池发生电化学反应，导致柴油机缸套电化学腐蚀。另外，在气缸套与缸体的接触处，由于水流缓慢，冷却水的温度较高，氧的溶解度较小，冷却水中含氧浓度不同形成的氧浓差现象加速了柴油机缸套的电化学腐蚀。针对以上原因可以采取如下措施：①使用经过处理的软水可减轻缸套的电化学腐蚀。实验证明，软水的穴蚀速度与硬水相比要相差几十倍。②在冷却水中加入缓蚀剂。例如乳化油缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套表面的冲击作用，还可以减轻穴蚀。③尽量使冷却水保持合适的温度和必要的压力，实践表明，当冷却水温度达到85～95℃，压力达到1.1～1.2个大气压力时，能有效地防止穴蚀，当冷却水温度在40～60℃时，最容易发生穴蚀。④定期化验和处理冷却水以确保质量，如果冷却水处理不当、不及时导致局部结垢、腐蚀、脏堵，造成传热不良和局部过热。
3 管理过程中采取的方法
①遵守柴油机的操作规则，熟记柴油机不同负荷时的主要运行参数(油压、水温、油温以及排温等)；②做好各阶段的保养工作，平时的保养对柴油机的使用寿命来说影响是非常大，要根据机器的运行工况，制定出合理有效的保养计划，尤其要熟练掌握停机以后的保养技术；③做好修理计划。根据实际工作的需要和机器的工况，做到定时维修和视情维修相结合，防止不必要的重复浪费。
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