船用柴油机排温的调整

排气温度是柴油机的一项重要参数, 在运行管理中, 压缩压力 、爆发压力和排气温度, 通常作为衡量各缸工作平衡的主要依据。

柴油机在正常状态下排温高, 说明输出功率大, 即柴油机的排温与负荷成正比。

通过改变各缸每循环的供油量, 可以调整各缸排温的高低。 

基于这个原理, 有些轮机员在航行中经常性的调整喷油泵的供油量, 力求各缸排温相差在30 ℃以内, 以图各缸工作平衡。 

这种单纯根据排温来调整各缸供油量的做法 , 并不可靠, 特别对于接近修理期的柴油机, 有可能造成相反的效果。 

例如某些气缸燃油雾化不良, 燃烧不完全, 排温必然升高, 为了降低排温, 把该缸供油量调少 , 而将排温相对稍低的正常缸的供油量调大, 必然加剧柴油机各缸的不平衡度。 

柴油机排温的调整, 必须根据柴油机的实际情况, 结合爆发压力、压缩压力等数据综合考虑后进行。 

特别是爆发压力, 它反映了燃油雾化状态、工质混合状态和燃烧状态 。 

a.排温偏高, 压缩压力正常, 而爆发压力偏高。

爆发压力偏高的主要原因有三方面:

喷油时间过早;

压缩压力过高;

喷油量过多。

据此说明排温偏高, 压缩压力正常, 而爆发压力偏高是供油量过多造成。

当用手捏高压油管时, 感觉脉动强烈, 气缸内爆发声音较强, 冷却水温和机油温度也会同时出现偏高现象。

遇到这种情况, 可适当减少整机油门或调少单缸供油量, 以免超负荷。

有时供油量过大是喷油咀喷孔经长期使用后扩大, 条件允许应换新喷油咀。 

b.排温偏高, 压缩压力正常, 而爆发压力偏低。

这种现象说明气缸内燃烧不良。

燃烧不良包括喷油过迟, 出油阀磨损, 喷油器工作恶化。

调整前应结合排气是否连续冒黑烟或间隔冒黑烟判断, 也可打开气缸试验阀, 观察喷出的火焰 , 来对比各缸的燃烧, 或单缸断油作停缸检查, 尚可根据高压油管的脉动来区分不同情况，如高压油管脉动正常, 爆发压力偏低可能是喷油太迟, 或油咀有滴油现象，如高压油管脉动无力, 可能是喷射压力过低, 喷油器针阀关闭不严或卡滞。

对于废气脉冲增压的柴油机, 还要对比各缸排温与排气支管的排温加以分析。

当柴油机出现后燃时, 部分燃油将进入排气支管内继续燃烧, 排气支管的排温将比单缸排温高出许多。 

碰到排温偏高, 压缩压力正常, 而爆发压力偏低这种情况, 运行中不能贸然调整, 应利用停车时间先作喷油压力、燃油雾化情况、出油阀密封性和喷油定时的检查, 再作出相应的措施。

c.排温偏高 , 压缩压力偏低 , 爆发压力也偏 低。

即使在检修过程直接或间接加大了燃烧室的存气间隙, 也同样需要查清原因, 酌情处理。

航行中只作不超极限排温的调整。

气缸过度磨耗、活塞环磨损、气阀密封性差或热车时气阀无间隙, 都将使压缩压力下降。

气缸间隙过大, 运行时燃气将窜入曲轴箱, 透气口可观察到冒烟。

运行中柴油机气阀是否有间隙, 可用手握推杆, 如可灵活转动, 说明间隙存在, 如转动 困难, 说明气阀无间隙。 

另外, 气阀的间隙过大, 将使气阀迟开早闭, 导致进气不足, 排气不完全, 也将使排温有所升高。 

a.排温偏低, 压缩压力正常, 而爆发压力偏低。

这明显是供油量过少的结果。

喷孔堵死, 喷油器内高压滤器堵塞, 针阀卡死在关闭位置, 喷油压力调得太高, 都会使供油量减少, 这时喷油泵排油压力升高, 泵 体温度比平常高, 甚至有“砰”、 “砰” 声响 , 高压油管脉动强烈, 而气缸内爆发声则较弱。

若高压油管脉动无力, 可能是喷油泵柱塞卡死, 柱塞与套筒配合间隙过松, 或是喷油器调压弹簧折断, 从而造成供油量过少。

高压油管未出现异常的强烈脉动, 泵体温升正常, 则可将排温较低气缸供油量调大。

b.排温偏低, 压缩压力正常, 而爆发压力偏 高。

一般是喷油过早造成, 柴油机运转中可能会出现敲缸现象, 采用断油法检查, 敲缸声会明显减弱甚至消失。 

在这种情况下增加供油量使排温上升, 将使个别缸出现超负荷, 必要时应采取相反做法即以爆发压力为依据, 适当减少供油量, 待有时机停车调整供油定时后, 再次调整排温 。 

c.排温偏低, 压缩压力偏低, 爆发压力也偏低。

改变这种异常状态首先应查明压缩压力偏低的原因。

这种现象通常出现在燃烧室密封性很差的情况, 如气阀或阀座严重烧蚀, 气阀不能完全关闭, 气缸垫烧坏, 或是柴油机修理后存气间隙的调整不符要求。

由于压缩压力偏低, 燃烧室内的温度过低, 喷入气缸内的燃油相当部分不参与燃烧, 排温下降, 打开试验阀检查, 没有正常的“火舌” 喷出。

在上述这种情况下增加供油量, 虽然排温可能上升, 实质上随油量的增加燃烧逐渐恶化, 甚至转化为严重后燃, 排温的升高是不正常的, 应在排除压缩压力偏低的原因后再调整, 才是根本的做法。

各缸排温允差是一个相对值, 是对平均排温而言, 船用中低速柴油机在额定工况下各缸排温允差为≤±5%，高速机允许≤±7%。

具体可按下式计算： 

其中：

ε——各缸排温不平衡度

Tmax——最高排温

Tmin——最低排温

Tm——各缸平均排温

有些柴油机说明书指出各缸排温相差不能超过30℃, 在实际调整中为了顾及其他重要 参数, 最大温差可能超过30℃, 但只要不超过±5%, 仍然是允许的。 

例如某型直列六缸机的排温分别为410℃、425℃、420℃、430℃、435℃、445℃, 平均排温为427.5℃，单缸排温要求＜450℃, 最高与最低温差达35℃, 按公式计算, 相对于各缸平均值的误差只是±4.1%。

对于没有各缸排温计的小型柴油机, 可以采用土办法粗略比较：

在柴油机起动后最初阶段 , 可直接用手摸各缸排气歧管, 感觉哪一缸排气歧管先热或较热, 初步掌握低速燃烧情况；

进入全负荷热状态后, 改用火柴分别接触各缸排气歧管, 比较火柴着火燃烧的时间来加以判断。 

经修理后的柴油机, 压缩压力和燃油的喷射处于比较正常的状态, 可以直接调整每循环的供油量, 使各缸排温接近, 满足负荷平衡的要求。

对于经长时间运行的柴油机, 各缸排温相差过大需调整供油量时, 应结合爆发压力、压缩压力和排温计的误差等因素综合考虑。

调整前, 条件许可应先测量各缸爆发压力和压缩压力, 结合排烟和高压油管的脉动情况, 有无敲缸现象, 或打开气缸试验观察, 对比各缸燃烧情况综合考虑, 做到有的放矢。

调整工作应在柴油机全负荷热态情况下进行, 控制各缸温差在±5%以内。

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