船舶柴油機排氣閥常見故障分析與檢修

摘 要：柴油機排氣閥是柴油機的重要零部件，安裝在氣缸蓋上與氣缸蓋、氣缸套、活塞組成柴油機燃燒室。排氣閥工作性能影響著柴油機工作的穩定性、可靠性、動力性、經濟性及排放氣體指標。排氣閥工作條件極差，受高溫、高壓、撞擊、交變載荷等作用，容易發生各種故障，文章闡述了排氣閥常見故障，分析了故障機理，提出了排氣閥檢查與修復的方法。

關鍵詞：船舶柴油機；排氣閥；故障分析；故障機理；檢修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.035

排氣閥是柴油機燃燒室重要組件之一，也是柴油機換氣機構中的重要工作部件，排氣閥持續良好的工作對柴油機工作的動力性、可靠性起著重要的作用，同時也影響著船舶柴油機工作的經濟性和NOx排放氣體指標。由于排氣閥工作條件極為惡劣，是柴油機在工作中易出現故障的零部件之一，輪機工作人員平時要特別關注檢查排氣閥的工作狀態，及時發現問題、排除故障，確保船舶柴油機正常工作，保證船舶安全運營。

1 排氣閥常見故障分析

（1）高溫腐蝕。主要是由劣質燃油中含有較高的釩、鈉、硫等元素等在燃燒過程中形成的混合物對排氣閥的腐蝕，造成在排氣閥密封面上形成麻點 ，引起氣閥密封不良而漏氣。

（2）排氣閥燒蝕（燒損）。由于受燃燒室高溫燃氣直接接觸和沖刷，容易造成密封閥面燒損，引起漏氣，燒損結果是使氣閥密封面出現灼傷、凹陷、局部脫落現象。

（3）氣閥密封錐面磨損過快。氣閥密封錐面與閥座嚴重磨損，使得密封環帶過寬，影響密封性能。主要是由氣閥間隙過大、冷卻不良、高溫腐蝕、氣閥變形、氣閥材料缺陷等等引起的。

（4）氣閥卡死。主要是由氣閥閥桿與閥桿套管配合間隙過小或閥桿彎曲變形引起氣閥卡死現象。

（5）氣閥彈簧變形、斷裂、彈性減弱。主要是氣閥彈簧疲勞破壞導致的，或是氣閥彈簧材料缺陷引起的。為防止氣閥彈簧折斷而掉入燃燒室里，通常使用兩根旋向相反的氣閥彈簧。

2 排氣閥故障機理

（1）受高溫高壓燃燒產物的直接作用。柴油機工作過程，排氣閥直接受到高溫高壓燃氣作用，工作條件差，冷卻條件不良。高溫降低了排氣閥金屬材料的機械性能，使得排氣閥產生變形。破壞閥的密封性而引起高溫燃氣對閥面的燒損。

（2）受沖擊交變載荷的作用。排氣閥工作時在慣性力和氣閥彈簧力作用下，承受著撞擊與交變載荷，使得閥面、閥桿容易發生變形、磨損，甚至排氣閥閥桿與套管發生卡死現象。

（3）排氣閥閥桿與閥桿套管、閥面與閥座容易積炭、磨損。排氣閥工作中潤滑條件差，閥桿與導管間潤滑不良而發生磨損。為了降低船舶營運成本，提高經濟性，船舶柴油機通常都是使用劣質燃油，劣質燃油粘度高，霧化不良，燃燒不完全，后燃嚴重，造成氣閥閥面、閥座閥桿、閥桿套管積炭，使排氣閥磨損加劇。

（4）容易造成高溫腐蝕。由于劣質燃油品質差，劣質燃油含有較高的釩、鈉和硫，燃燒產物除了一部分排出外，還有一部分對柴油機燃燒組件造成高溫腐蝕。

（5）氣閥彈簧疲勞損壞。氣閥工作是不斷作往復運動，氣閥彈簧支撐著氣閥，也隨之被反復彈性壓縮變形，容易引起氣閥彈簧疲勞破壞，造成彈簧裂紋或折斷。

3 排氣閥的檢修

氣閥發生故障將影響柴油機正常工作，輪機管理人員要加強日常管理，發現問題，及時檢修。

（1）氣閥與氣閥套管間隙的測量檢查。首先將氣閥從套管中提起，使氣閥閥面距離氣缸蓋平面約15mm～20mm。如圖1氣閥閥桿和氣閥套管間隙測量示意圖（a）所示。

其次將磁性表座固定在氣缸蓋上，裝上千分表，使千分表測頭與氣閥閥盤邊緣輕輕接觸，并沿觸針方向來回擺動氣閥，進行氣閥與氣閥套管間隙的測量檢查。對照說明書技術參數，如間隙等于或超過極限間隙，氣閥套管換新。如圖1氣閥閥桿和氣閥套管間隙測量示意圖（b）所示。

（2）氣閥與氣閥閥座研磨。拆下氣閥，表面除炭清潔，檢查氣閥與氣閥座的密封面，如發現麻點、凹陷等輕微缺陷，可通過研磨的方法進行缺陷修復。

（3）氣閥閥座的鉸削。如發現氣閥密封面上有較為嚴重的麻點和腐蝕等現象，必須在氣閥研磨前對閥座進行氣閥鉸刀鉸銑來修復。

（4）氣閥密封性檢驗。研磨修復好的氣閥要進行密封性的檢驗。可采用氣閥密封錐面鉛筆劃線檢驗法和煤油滲漏檢驗法進行密封性檢驗。必要時進行再研磨，保證其密封性達到要求。

（5）氣閥彈簧的檢修。主要檢查氣閥彈簧彈性是否下降、是否出現傾斜變形、彈簧是否有裂紋、折斷損壞的跡象，如有應及時換新。

4 結語

氣閥是柴油機重要的零部件之一，其工作性能狀態直接影響柴油機正常工作。輪機管理人員要加強對氣閥的日常管理、檢查，對氣閥的閥盤、氣閥閥座、閥桿、閥桿套管等進行檢查、測量。視其失效情況，可通過測量調整氣閥間隙、閥面與閥座互相研磨、堆焊光車、絞刀鉸削以消除缺陷，必要時換新。要及時發現并修復排除故障，以確保柴油機工作的穩定性、可靠性。

參考文獻：

[1]劉轉照，張進堂，馬海成.動力設備拆裝與操作[M].大連：大連海事大學出版社，2013.

[2黃步松，呂鳳明.船舶柴油機[M].2009.

[3]姜世勛，孫玉濤.船舶柴油機排氣閥常見故障的預防及處理[J].天津航海，2013（01）.

作者簡介：鄭振杰（1970-），男，福建福州人，本科，高級實驗師，從事船舶輪機工程技術專業教學。