【船机帮】某艇用发电柴油机排气温度过高的故障分析及诊断

柴油机排气温度过高是常见的综合性故障，会导致柴油机工作效率降低，如果不及时排除,可能造成排气管破裂甚至引起火灾。

TBD234V6柴油机是河南柴油机集团公司从德国引进并批量生产的高速柴油机，目前装备于某艇作为发电柴油机使用。

本研究就该型柴油机出现排气温度过高的故障案例进行原因分析，制定诊断流程。

一、故障现象

某艇执行任务时，电工兵按操作规程起动2 号副机发电，并怠速运转15min待各参数达到规定值后 ，加负荷运行向全艇供电，各指示参数正常。

约供电30min后，值班人员从机旁控制箱上的仪表发现A列缸排温已经接近500℃，明显高于B列缸排温,并且机器伴随着不正常声响，于是立即应急停机检查。

二、 故障分析

柴油机的故障现象是排气温度过高。除了柴油机超负荷和监控系统故障以外，对于柴油机本体来说 ，分析排气温度过高的故障原因主要可以从四个方面进行：

一是由于燃烧过程滞后,燃烧所产生的能量没来得及做功，就从排气门排出；

二是由于气缸内燃烧不良,未完全燃烧的燃油颗粒进入到排气管后,接触到其它各缸排出的高温废气中残余的氧气开始燃烧;

三是柴油机冷却水温度过高,不能及时将气缸内过高的热量带走;

四是进入柴油机气缸内的空气温度过高。

导致柴油机排气温度过高的具体原因非常多,涉及燃油系统进排气系统、配气机构、冷却系统、监控系统、主体机件中的许多部件。文献[1]以18V40/45柴油机为例分析了喷油泵、喷油器、气缸密封性、中冷器、增压器、排气管等对排气温度的影响;

文献[2]从柴油机超负荷、喷油嘴出现二次喷射和滴油、喷油太迟、增压器气量不足等方面分析了故障原因;

文献[3]从燃油喷射与燃烧质量、换气质量等方面分析了故障原因;文献[4]从喷油器雾化、柴油机负荷、燃油质量，喷油正时、气阀、空冷器、增压器等方面分析了故障原因。

以上的原因分析各有侧重,但是还不够全面。

对于排气温度过高这种综合性故障,应当根据出现排温过高的机理,按系统、分部件归纳原因，这样才能更全面的分析出所有的可能原因。

排温过高的原因分析如表1所示。

三、故障诊断

柴油机排气温度过高的故障所涉及的部件比较多，若逐个将部件拆卸下来检查需要耗费大量的人力和时间。

因此，诊断此类综合性故障时必须要遵守“先检后测、从简到繁、先判后拆，从外到内”的原则[5]。

针对排气温度过高的故障,根据诊断原则，本研究将故障现象划分为整机排气温度过高和单缸排气温度过高两种情况来诊断。

通过对故障现象的细化 ，从两个方向梳理诊断思路,能够大大缩小排查的范围,提高排故效率[4]。

导致整机排气温度升高的原因和部件主要有: 

环境温度过高，柴油机超负荷运行，燃油油质，调速器故障，供油提前角不正确，喷油泵供油齿条卡滞，配气相位,废气涡轮增压器故障，空气滤清器堵塞, 进、排气管堵塞或漏气，冷却系统故障等。

其中，废气涡轮增压器故障、进排气管堵塞或漏气、空气滤清器堵塞可能会造成某一列的气缸排气温度都升高。

导致个别缸排气温度升高的原因和部件主要有：

喷油器、气门间隙、进排气门和气缸漏气等。

当然,也不能排除极个别特殊情况，如所有缸的气门间隙都不正确或所有缸的喷油器都出现问题等。

本案例TBD234V6型柴油机在怠速运行时一切正常，加负载后出现了 A 列缸排气温度升高，并伴随有异响的故障现象。

由于TBD234V6型柴油机的排温传感器只安装于A 列和B列排气总管末端，因此，还不能直接断定是整机排温高还是各别缸排温高。

按照诊断原则,制定如下排故流程。

1) 起动柴油机，用红外测温仪测量A列各缸排气歧管的温度。

经检查发现,A2缸的排气歧管温度明显高于其它各缸，因此，可以按照个别缸排温高的诊断方法进行排除，也就是说应当把故障原因重点锁定在喷油器、气门间隙、进排气门和气缸漏气这三个可能原因。

2 ) 手摸A列缸各缸高压油管，比较高压油管的脉动情况。

经检查发现A2缸高压油管脉动正常,并且高压油管的温度没有明显高于其他各缸，初步排除喷油器的原因。

3) 停机后，打开A1缸、A2缸和A3缸的气缸盖罩壳，用手晃动气门摇臂，初步检查气门间隙是否正常。

因为某一缸排温过高也有可能是由于临近缸排气温度不正常的干扰，所以不能只检查A2缸，还需要检查临近缸的气门间隙[6]。

经检查发现, A2缸的进气门摇臂上的调整螺钉已经松脱，进气门的气门顶杆已经弯曲变形。

故障排除:

更换A2缸进气门顶杆，并且用塞尺重新调整A2缸的进排气门间隙。

起动柴油机并带负荷运行,未见故障现象出现。

原因归纳:

在日常维护时,没有按照规定严格认真的检查气门间隙,长时间工作后，由于A2缸进气门间隙不正确,导致气门顶杆被顶弯并且气门摇臂的调整螺钉松脱，致使进气门无法完全打开,气缸内新鲜空气不足使得燃油无法充分燃烧。

在怠速时由于排气歧管的温度不高，所以没有明显故障现象;带负荷运行时，由于其他各缸排气温度上升，使得A2缸排气歧管内的温度也明显上升，燃油在超过220℃的温度下与临近缸排出的剩余氧气混合燃烧，使得A2缸排气歧管温度急剧上升。

该故障已经导致气门顶杆弯曲，如果不及时发现和排除，极有可能会导致气门顶杆、摇臂等配气机构的损毁，后果十分严重。

四、结论

柴油机排气温度升高是一个常见的综合性故障，涉及的因素很多，逐项排查必然影响排故效率。 

本文根据故障现象将故障区分为整机排温高和某缸排温高二种类型，可大大减少需要排除的故障因素,按照诊断原则，先检查判断再拆卸部件，避免了盲目拆卸导致的二次故障，同时提高了排除故障的效率。 

根据实际案例排故情况来看，只用了三步就找到故障点并排除故障，并且没有进行多余的拆卸工作，可见，本文所述的柴油机排气温度过高的故障排除方法具有一定的实践指导意义。

参考文献：

[1] 刘贵深.18V40/45柴油机排温升髙的原因分析与排除措施[J].柴油机,2003,25(6) :24-26.

[2] 蒙绪武.柴油机排气温度过髙的原因分析和解决措施[J].船海工程，2003,32(6) :37-38.

[ 3 ] 王大镇，尚广庆，闫勇刚.船用发电柴油机排气温度过高故障判断及处理 [J].船海工程 ,2010,39(1) :91-93.

[4] 彭陈.某船发电柴油机排气温度过髙故障分析及排除[J] .邢台职业技术学院学报 ,2016,33( 5) :101 -104.

[5] 田野，陈海龙，仇远旺.基于故障树分析法诊断柴油机水温过髙的故障 [J].内燃机 ,2014(1) :52-54.

[6] 姚叔林.柴油机气缸排气温度与排气管关 系的研究[J] . 内燃机工程，1994,15(3) :1-6.

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