【船机帮】12VE230柴油机海水进入气缸的故障分析与排除

分析了12VE230柴油机海水进入气缸的故障原因，指出了在使用柴油机过程中应该注意的问题和改进措施。

1．12VE230柴油机简介

12VE230柴油机是一种直接喷射、带增压中冷的中速二冲程柴油机。

该柴油机可以正反转工作，以实现船舶的前进或后退。该柴油机有12个缸V型结构，气缸盖为单体式，铸铁材料制造。 

机体由机架和承油盘组成，机架用于固定气缸，安装曲轴以及各附件。

该机型结构紧凑，性能良好。 

2.故障现象

某船有4台12VE230柴油机，分别带动4个螺旋桨。

由于航行需要，要求三台柴油机正车工作，一台柴油机停车 (3号机 )。

在停车过程中，由于轮机员转动操作手轮力量过大，操作手轮从“正车工作”位置转到“停车”位置，又转到“倒车起动”位置 ，见图1。

图1  12VE230柴油机操作手轮

大约经过1min左右时间，手轮从“倒车起动”转到“停车”位置，柴油机停止工作。

这时船舶仍向前进方向运动 ，通过螺旋桨带动3号机继续按正车方向旋转 (正常操作的方法是操作手轮从“正车工作”位置直接转到“停车”位置 )。

航行一段时问 (30min左右)后，起动3号机柴油机，起动困难，且有异常声响。

停止起动，组织人员进行检查。

1.柴油机起动困难原因分析

首先检查柴油机启动困难的原因，手动盘车正常；

检查高压空气瓶空气压力，正常。

检查燃油系统。

由于前期3号机工作正常，分析供油提前角和喷油器不会出现故障，所以没有进行检查。

检查循环油柜油位正常，燃油系统也没有空气。

对柴油机进行吹车检查 ，打开示功阀，缸内有水吹出，用舌头偿有咸味，说明是海水；打开扫气箱放水阀，也有水放出，也是海水。 

打开扫气箱检查，其中两个气缸套壁面有少量水向下滴，但水没有味，说明是淡水；加淡水到指定水位，观察发现水位有所下降，说明淡水泄露，可能漏入气缸内。

怀疑气缸套密封圈损坏，卸下气缸盖，结果发现两个缸盖有裂纹，随即更换了两个气缸盖。 

吹除气缸内海水，起动柴油机，工作正常。 

但没有找到气缸进海水的原因。 

2.海水进入气缸的原因分析

海水进入气缸的原因可能是中冷器损坏或海水经排烟管进入气缸。

经检查中冷器正常，海水系统没有漏水现象。

因此，估计海水有可能经排烟管进入气缸。大家苦思冥想也找不到原因。

这时，一名轮机员想起，另一船也曾经发生过类似故障，船正常航行，停用一台12VE230柴油机，操作手轮转到“倒车起动”，这时，听到有异常声响，立即打开示功阀，气缸内有水吹出，立即转到 “停车”位置 ，柴油机没有发生故障，也就没有查找原因。

结合这两次故障现象，我们怀疑该故障很可能与停车操作失误有关。 

12VE230柴油机的正车配气相位是：

扫气开始点为下止点前44°；扫气结束点为下止点后44°；排气开始点为下止点前90°；排气结束点为下止点后52°。

图 2 12VE230柴油机正车 (顺时针 )配气相位

图2为正车时的配气相位 (假定正车时曲轴转向为顺时针方向)。

正车停车时，操作手轮从“正车工作”转到“停车”，柴油机依靠惯性仍然顺时针转动，船舶航行状态，在离合器没有脱开的情况下 (在航行状态，一般离合器不脱开)有水涡轮现象，水也迫使螺旋桨顺时针转动。

如果操作手轮从“停车”转到“倒车起动”，这时柴油机的换向装置工作。

换向的方法是排气凸轮逆原转动方向转36°，喷油凸轮顺原转向转动60°。

柴油机正车时按照图2所示的配气相位工作，在柴油机转向没变的情况下，换向后就会按图3所示的配气相位工作。

图3  凸轮换向后的配气相位

排气门应该是晚开晚关，所以排气门打开 (排气开始点)为上止点后126° (90°+36°)，排气门关闭为 (扫气结束点)下止点后 88°(52°+36°)。喷油开始点变为上止点前 79°(60°+19°)。

柴油机正车转动，凸轮轴仍然正向转动，见图3。

假设活塞从下止点向上止点运动，活塞到达下止点后44°扫气孔关，到下止点后88°排气结束，排气门关，进入压缩行程，活塞到达上止点前79°，喷油器喷油，由于压缩行程变短，压缩压力小，气缸容积比较大。

虽然喷油但不能发火，经过上止点后下行，到上止点后90°时，气缸内压力接近进气压力。

活塞继续下行，压力继续下降，将低于一个大气压，在气缸内形成真空。

活塞继续下行到上止点后126°，排气门打开(排气开始点)，由于该柴油机是在水线下面排气，海水就会经排烟管被迅速吸入气缸。

水被吸入气缸后，活塞下行到下止点前 44°时，扫气孔打开，有部分空气进入气缸，活塞停止从排烟管吸海水，气缸内的海水流入扫气箱，这就是扫气箱有海水的原因。

活塞到达下至点后，开始向上止点运动，到下止点后44°(扫气结束点)扫气孔关，气缸内没有流完的水就会积在气缸内，到下止点后88°排气门关闭，气缸内的空气被压缩。

由于水不可压缩，水多的气缸，气缸盖被压坏，水少的气缸缸盖完好。

这就是为什么有两个气缸盖损坏的原因。 

通过以上分析，我们看出，操作失误确实是造成这次柴油机故障的原因。

同时也反映出该柴油机在设计上存在一定的缺陷。

END