當前，絕大多數船舶采用柴油機作為動(dòng)力裝置。柴油機燃燒不良，危害有三，增加耗油率降低經(jīng)濟性，超負荷（包括熱負荷和機械負荷）損壞設備，排氣增大污染環(huán)境甚至超過(guò)排放標準被港口國滯留。

保持柴油機燃油良好燃燒是輪機人員的職責。

柴油機示功圖，除計算功率外，還可以顯示柴油機燃油燃燒過(guò)程。比較實(shí)測示功圖與正常示功圖，參照柴油機主要特性參數，可判斷柴油機故障點(diǎn)，以便及時(shí)合理調整和檢修，確保柴油機安全可靠、經(jīng)濟。

本文試圖從柴油機示功圖和主要特性參數分析缸內燃燒情況，指出可能的故障點(diǎn)。

1正常示功圖

示功圖，主要指P-V圖和P-Ф圖（展開(kāi)圖）。

畸形示功圖，指示功器選用不當、示功器本身故障、示功器傳動(dòng)機構不正常等生成的不正常示功圖，與柴油機無(wú)關(guān)，本文不討論。

異常示功圖，指柴油機故障生成的示功圖，可分別按爆壓高和爆壓低分析。

正常示功圖，工作過(guò)程曲線(xiàn)圓滑，無(wú)異常波動(dòng)，無(wú)過(guò)度銳角和突變，壓縮壓力和爆壓與說(shuō)明書(shū)規定數值一致，如圖1。

2爆壓高示功圖

爆壓高，指爆炸壓力高出正常值。

2.1爆壓高伴有排氣溫度升高

如圖2所示（圖中虛線(xiàn)表示正常值），爆炸壓力高出正常值，膨脹線(xiàn)也比正常高，且伴有排氣溫度升高，可判斷是噴油量增加，做功增多，即主機超負荷，檢查高壓油泵齒條可見(jiàn)刻度指示過(guò)大。

故障點(diǎn)通常在：

·燃油發(fā)熱值增加，

·調速器輸出過(guò)大，

·油門(mén)控制桿連接松動(dòng)導致長(cháng)度變化，

·油門(mén)控制桿或油泵齒條卡在大油量位置，等。

2.2爆壓高伴有排氣溫度降低

若爆炸壓力偏高，同時(shí)伴有排氣溫度降低，示功圖顯示燃燒過(guò)程曲線(xiàn)過(guò)早離開(kāi)壓縮曲線(xiàn)，膨脹過(guò)程曲線(xiàn)比正常曲線(xiàn)偏低，如圖3所示（圖中虛線(xiàn)表示正常值），可判斷是噴油定時(shí)過(guò)早且噴油量不增加。

（1）噴油定時(shí)過(guò)早：

·上死點(diǎn)前燃油已噴入氣缸，單缸內壓力和溫度尚低不能點(diǎn)燃燃油，油霧積存在缸內；

·當活塞上行到接近上死點(diǎn)時(shí)，缸內壓力和溫度升高，較多燃油同時(shí)燃燒，缸內壓力急劇升高，柴油機

工作粗暴引起振動(dòng)和敲擊，示功圖顯示燃燒過(guò)程曲線(xiàn)過(guò)早離開(kāi)壓縮曲線(xiàn)，壓力峰值前移。

（2）噴油量不增加，大部分燃油在上死點(diǎn)附近燃燒完畢，后燃減少，示功圖顯示膨脹線(xiàn)偏低，排氣溫度也比正常低。

噴油定時(shí)過(guò)早且噴油量不增加，故障點(diǎn)通常在：

·高壓油泵噴油定時(shí)提前，尤其是回油閥調節式高壓油泵?；?/SPAN>

·噴油器啟閥壓力即噴油壓力過(guò)低（例如油頭彈簧斷裂）。

2.3爆壓高伴有壓縮壓力升高

壓縮壓力高，可能導致爆炸壓力升高。

壓縮壓力高，有幾種可能：

·減少缸頭墊片或增加連桿大端墊片，致使氣缸余隙過(guò)小，壓縮壓力升高，導致爆炸壓力偏高。但是減少缸頭墊片或增加連桿大端墊片，都是為了調整氣缸余隙即調整壓縮壓力，一般都經(jīng)過(guò)計算，壓縮壓力不會(huì )過(guò)高。

·換新缸套、活塞和活塞環(huán)，增加了氣缸密性，導致壓縮壓力增加，導致爆炸壓力升高。但是換新缸套、活塞和活塞環(huán)，只能恢復氣缸氣密程度，壓縮壓力不會(huì )高出設計值，當然也不會(huì )導致爆炸壓力過(guò)高。

·掃氣溫度（含海水溫度）過(guò)高，壓縮壓力可能高出設計值導致爆炸壓力過(guò)高，等。

所以，爆炸壓力高于正常值且伴有壓縮壓力高，主要是掃氣溫度（含海水溫度）過(guò)高所致。

3爆壓低示功圖

爆壓低，指爆炸壓力低于正常值。

3.1爆壓低伴有排溫高

爆壓降低伴有排溫高，示功圖顯示壓縮與膨脹曲線(xiàn)有明顯分界點(diǎn)，壓力曲線(xiàn)高度偏低，最高壓力滯后，膨脹過(guò)程曲線(xiàn)高于正常位置（見(jiàn)圖4，圖中虛線(xiàn)表示正常值）。

這種情況，多因噴油太遲，燃燒過(guò)程滯后引起，故障點(diǎn)可能是：

·單位時(shí)間噴油量減少，例如油泵柱塞偶件磨損漏油，或燃油凸輪和傳動(dòng)機構磨損，或油頭噴孔結碳堵塞延長(cháng)噴油時(shí)間引起后燃。示功圖顯示，噴油定時(shí)無(wú)明顯變化但最高壓力偏低，且排氣溫度升高。

·油頭霧化不良（漏油），膨脹過(guò)程中積在缸內的燃油燃燒引起后燃使缸內壓力和溫度比正常高。示功圖現示最高壓力偏低，膨脹曲線(xiàn)高于正常曲線(xiàn)且有小鋸齒狀波動(dòng)。

·噴油壓力太高致使針閥跳動(dòng)造成多次重復噴射。示功圖顯示膨脹曲線(xiàn)前段呈不平滑波浪形。

·霧花形狀與燃燒室不匹配，油霧噴到氣缸壁或活塞上，惡化并延長(cháng)燃燒過(guò)程。示功圖顯示膨脹曲線(xiàn)高于正常位置。

3.2爆壓低伴有排溫低

示功圖“矮小”，最高壓力偏低，膨脹曲線(xiàn)偏低，壓縮曲線(xiàn)和膨脹曲線(xiàn)有明顯的壓力波動(dòng)，且排溫低，功率不足（如圖5所示，圖中虛線(xiàn)表示正常值）。某一（些）氣缸低轉速時(shí)還可能表現為轉速不穩定。

原因可能是，氣缸供油不夠或進(jìn)氣不足。

（1）氣缸供油不足，原因可能有：

·柴油機供油系統故障（濾器堵塞、供油泵故障、油泵的油門(mén)齒條卡死等）

·高壓油泵柱塞偶件過(guò)度磨損，

·出油閥關(guān)閉不嚴，等。

（2）氣缸進(jìn)氣不足，原因可能有：

·氣缸過(guò)度磨損，

·活塞環(huán)咬死在槽內失效，

·排氣閥嚴重泄漏，

·增壓器故障，

·空冷器堵塞，等。

3.3爆壓低伴有壓縮壓力下降

若爆壓下降的同時(shí)壓縮壓力下降，且排溫升高，則是掃氣壓力太低供氣不足，導致燃燒惡化。

故障點(diǎn)可能是：

·氣口堵塞；

·增壓系統故障；

·活塞桿填料函失效；

·排氣閥關(guān)閉不嚴；

·活塞環(huán)咬死或磨損過(guò)大；

·缸套磨損超極限；

·塞頂嚴重燒蝕，等。

作者：劉賜輝  來(lái)源：航海技術(shù)