船用共軌柴油機排氣閥常見故障與排除

羅昌波

摘 要：隨著船舶智能化的日益發展以及世界能源危機和環境污染的加重，為了節約能源、降低排放，提高柴油機燃燒效果，電控噴射技術得到了飛速的發展。而高壓共軌燃油噴射系統既對滿足柴油機的經濟性能，又對實現低污染、低排放發揮了重要作用，電控共軌柴油機的排放已達到相當理想的狀態。以Wartsila RT-flex共軌柴油機為例，其主要組成包括供油單元、共軌單元（共軌油管、ICU、VCU、安全閥、減壓閥等）、伺服油自清濾器、曲軸轉角傳感器、E95控制箱、E90控制箱，其中VCU（閥控單元）驅動排氣閥。相對于傳統的凸輪軸式柴油機，共軌柴油機不僅結構簡單，而且也可以有效地降低排放，控制主機排煙溫度。本文主要以共軌技術的特點和發展趨勢為切入點，對共軌柴油排氣閥常見故障進行分析，展開了排查。

關鍵詞：船舶共軌柴油機；排氣閥；故障；排除

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.023

1 前言

隨著我國經濟的不斷壯大，各行各業的發展也逐漸迅猛起來，尤其是在航海領域，為了保障船舶高效運行，我國不斷地提高設備質量和技術，尤其是在船舶柴油機電噴技術設備方面，打破了傳統的柴油機設備的運行方式，提高設備的工作效率，減少故障的發生，為船舶安全高效營運帶來更為可靠的保障。

2 共軌技術的特點和發展趨勢

柴油機的電噴技術是世界船用柴油機發展的一個新的方向，由于該技術采用了高度自動化智能化的控制單元，使得電噴主機具高度靈活的控制功能，它可以實現很高的噴射壓力，達到極佳的燃油霧化效果，并實現理想噴油過程中的壓力可調；同時它可以實現滿足各種工況下最低排放要求的多種噴射規律控制以及靈活精確的噴油定時控制，這樣就加大了柴油機控制的自由度，使之具有了未來柴油機滿足更嚴格的排放法規要求所必需的發展潛力，為進一步提升柴油機的性能提供了更廣闊的空間。共軌技術的應用使設備輕、尺寸小、結構簡單、安裝和維護更加方便。同時，又具有故障自動診斷和自動修復的功能，操作過程可以獲取故障代碼，然后對代碼進行分析，找到對應的維修方法，保障設備的安全運行，并且減少有害氣體的排放，降低震動以及噪音，大大改善了人們生活的環境，所以說共軌技術廣泛應用到船舶上并且成為主流技術是一種必然的發展趨勢。

3 船舶共軌柴油機排氣閥故障分析

現在隨著機艙自動化的不斷完善、柴油機結構的不斷改進，在船舶柴油機上，電（力）、液（壓）、氣（動）融合為一體，他們之間相互配合、相互制約，共同服務于機器，使得機器正常運轉。然而，在船舶柴油機的實際運行過程中會出現一些意想不到的問題，這就需要輪機管理人員根據其原理認真分析，找出故障的原因，進而解決問題，使機器恢復正常運轉，保證船舶航行安全。

排氣閥是組成柴油機燃燒室的重要部件，其工況直接影響換氣過程的質量，影響柴油機的動力性、經濟性、可靠性及排氣污染，是柴油機工作優劣的先決條件之一。同時，其工作環境十分惡劣，底面與高溫直接接觸，容易造成材料的熱變形，導致排氣閥工作效率下降；柴油機運行中，排氣閥頻繁啟閉，閥與閥座相互碰撞造成密封面變形或磨損，引起密封不良，造成高溫燃氣泄露，燒毀排氣閥，降低柴油機的工作效率，減少了柴油機的使用壽命，阻礙了共軌技術的直接發展。共軌柴油機營運中，排氣閥由共軌滑油作為開啟驅動力，對滑油油質、油壓要求很高；而燃用的是劣質燃油，許多廠家想要獲得巨大的經濟效益，就出售低價、惡劣的燃用油，一些劣質燃用油粘度低、滯燃期長，并且含有許多的釩、鈉、硫，燃燒產物不僅嚴重威脅到人的身體健康，還會造成嚴重的環境污染，剩下的殘渣在高溫的條件下就會生成具有腐蝕性的物質，會破壞一些金屬設備的結構，嚴重影響到設備工作的正常運行。總的來說，共軌柴油機排氣閥常見故障有：（1）排氣閥打不開，一般由于共軌滑油漏泄導致油壓不夠引起的。（2）排氣閥燒損，一般是排氣閥密封不良，造成高溫燃氣泄漏，燒穿金屬材料。（3）排氣閥高溫腐蝕，目前航運市場上普遍使用的劣質燃油中含有大量的釩、鈉和硫等元素，釩、鈉等高溫燃燒產物腐蝕排氣閥。（4）閥桿卡緊，氣閥間隙過小或氣閥導管中沉積物增多會導致閥桿卡住。（5）閥桿斷裂，這種斷裂大多由于頻繁撞擊引起金屬疲勞以及高溫下金屬的機械強度降低造成的。（6）氣閥彈簧斷裂，大多是因為振動造成的，也可能是因為材質、熱處理不符合要求或在保管中銹蝕所致。（7）閥殼產生裂紋，通常由于安裝時將固定螺栓擰得太緊造成的。

4 排氣閥故障排查

排氣閥對共軌柴油機來說非常重要，所以要及時做好檢查和維護。首先要選擇適合本船的燃油滑油，確保油的質量，對于低價、質量差的燃油要堅決抵制，不能因為貪圖便宜就購買質量不合格的燃用油，這樣不僅對環境造成污染，還會損害自身的健康。其次，要加強日常管理，包括對噴油器、排氣閥閥桿、彈簧、閥殼等檢查，確保各部件工況正常。噴油器使用前輪機員要嚴格按照說明書進行試壓、霧化試驗、密封性等檢查，測試其能夠正常工作后方可投入使用，避免其工況不良而產生其他故障。經常檢查柴油機振動情況，以免因異常振動造成排氣閥過度磨損而引起密封不良，降低運行效率。此外，要注意柴油機排溫的變化，因為溫度過高或過低都不好。所以為了保障共軌柴油機排氣閥正常的運行，在排查期間嚴格按照說明書要求進行，確保其工況正常。

5 結束語

雖然共軌柴油機具有許多優點，但在實際營運過程中，共軌柴油機也存在故障方面的諸多問題，尤其是排氣閥時常發生故障，所以全面地研究和解決這些問題才能更加完善柴油機的性能，提高柴油機的工作效率。當前，多點噴射技術讓電噴柴油主機的振動降低到了一個新的低點，柴油機的各項指標也有了新的標準。相信隨著世界科技的日新月異，未來不斷技術革新的船用共軌柴油機會為全世界的發展進步提供更加綠色、環保、高效的動力保證。

參考文獻：

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