关键词：主机；燃油系统；喷油器；积炭故障
引言
在造船业领域和航海领域，现代船舶的设计和建造正朝着大型船体，而这样的船舶必然是具备复杂的结构，而且具备先进的自动化设备复。而其中的船舶主机也不断地发展，不再是传统的简单的提高功率，而是包括运营寿命在内的全面智能化的提高。作为整船的动力装置，船用柴油机的性能备受关注。由于柴油机常常处于恶劣的工作环境下的，故障率持续上升，一旦出现重大故障，造成停机，轻则造成延误船期等经济损失，重则危害船上人员的生命财产安全。因此通过各种手段保障主柴油机及其辅机的可靠运行具有至关重要的意义。
在船舶主机中，柴油机是工程机械的心脏，在很大程度上决定了工程机械的动力性能，燃油系统是柴油机重要的动力系统之一，其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口处。其中喷油器作为整个燃油系统的三大部件之一，其作用是将高压柴油雾化成细小颗粒喷入燃烧室，油雾与高压空气混合生成可燃烧混合气，通过燃烧产生高温高压气体，推动活塞下行，使柴油机运转做功。但喷油器在实际运行过程中，容易受到多种因素影响导致积炭进而影响燃油系统正常运行，对此加强主机喷油器积炭故障分析具有重要意义。
1喷油器构成及原理
喷油器是维持发动机运转的重要部件，主要由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、锁紧螺帽和喷油器体等零部件组成。喷油器安装固定在汽缸盖上，喷油嘴置入燃烧室。
柴油机做功，需要喷油泵向喷油器提供高压油，高压油进入喷油器，其内部的针阀受到向开启方向的作用力，当油压超过喷油器的调定值时，喷油嘴针阀克服弹簧力移动开启，高压油从喷嘴小孔瞬间呈雾状喷到发动机燃烧室里，雾状燃油遇到高压气体瞬间燃烧，膨胀的燃气推动活塞运动，实现对外做功；当喷油泵停止供油时油压突然下降，针阀在调压弹簧的作用下及时回位，将喷油孔关闭，喷油器完成了一个喷油循环。
2主机喷油器积炭故障分析
2.1喷油嘴积炭故障
柴油机喷油嘴积炭故障的具体表现为由于喷油断断续续、喷孔长时间堵塞，使燃油做不到雾化，喷油量减少、启动性较差、排气冒烟、积灰加多，导致发动机基本功率持续下降、油耗增多、磨损严重。关于此种故障原因的分析主要由以下几种：
首先是柴油机的针阀和针阀体封闭锥面的磨损情况比较严重，出现较大面积的积痕，从而使得锥面封闭环带的接触面积加宽，表面出现变形，粗糙度加大，导致喷油嘴出现滴油现象，喷孔周围极易出现积灰，甚至严重堵塞喷孔。其次，当高压油管内的剩余压力（即高压油管在喷油嘴发生连续喷油间隙的压力）越高，喷油嘴积炭越严重，影响剩余压力的主要因素是出油阀的偶件。喷油嘴积炭故障并不单单只是发生在喷油嘴上，而是和出油阀偶件的封闭性有着极为密切的关系。出油阀的过度磨损，是会导致喷油嘴发生滴油状况的。最后，喷油嘴的针阀和针阀体之间的导向面摩擦性较差，或针阀与针阀体导向面发生严重磨损、针阀体和喷油嘴体过度接触，或针阀和针阀体密封锥面含有大量杂质，致使其高度升高，封闭性降低，也会使喷油嘴产生积炭故障。
2.2喷油器本体积炭故障
大多主机喷油器与喷油衬套是靠半圆锥形面密封的。正常情况下，混合气体在燃烧室中燃烧，不会窜入喷油器本体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆造成喷油器本体积炭的原因主要有：一，由于此处安装工艺要求高，存在技术人员把关不严，喷油器衬套表面或喷油器本体螺母表面未彻底清洁干净就装复的现象；二，安装工艺不到位，喷油器压紧螺母预紧力不恰当。
3主机喷油器积炭故障排除措施
3.1喷油嘴积炭故障排除
（1）调整喷油压力
针对喷油嘴积炭故障，其调整必须根据国家执行工艺的标准进行，不仅有必要对标准喷油压力进行调整和检测，而且还需要按照现实状况对喷雾锥角、喷油质量等进行进一步的检查，特别是对喷油器的密封性检查更应需引起足够的重视。若在喷油器试验器上完成，以多孔长型喷油器为例，将喷油器试验器初始压力设在22~25MPa，把喷油器喷油压力调至26~30MPa，当喷油器试验器压力从22MPa降低到15MPa时，喷油器标准历时是8~15s，允许时间调整范围需不小于10s。
（2）清洁喷油器
首先拭去过多的积炭，然后将整个喷油嘴浸泡在清洁的煤油中，如没有煤油可用－10#轻柴油代替，洗掉整个油嘴上的积炭，注意不能用棉纱。当喷孔堵塞时可先用煤油浸泡，然后用略小于喷孔直径的钢探针疏通。
（3）研磨或更换针阀。对于针阀锥面密封性不良引起的滴油现象，可用少许研磨剂调和机油仔细涂在锥面处进行研磨，然后用轻柴油洗掉研磨剂，再装复，进行密封性试验。如果针阀处有严重磨损，则只能换新，要求针阀成对换新。
3.2喷油器本体积炭故障排除
针对喷油器本体积炭，在现有情况下，必须严把技术关和安装工艺，尤其注重对两处半圆锥面的清洁和具体安装要求。另外，可以考虑对喷油器密封面进行改型，比如改为平面接触型等，以增大密封面接触范围，避免类似问题的出现。
此外，在喷油器安装过程中，应注意以下几点：
（1）全面检查喷油器各零件是否清洗干净。（2）检查喷油嘴紧固螺帽的台阶是否产生滑角。如果台阶出现滑角，则使压紧螺帽不起作用，导致针阀卡滞，不能运动。因此，在换用新喷油嘴时，必须检查压帽的状态，对使用长久变形的压帽要更换，安装压帽时，扭紧力矩要适当，一般是60～80N·m为宜，不要用力过大，否则容易损坏喷油器。当继续使用旧压帽时，必须认真清除其内腔的积碳，否则，容易使喷油嘴体歪斜变形，导致针阀运动不灵活，影响喷雾质量。（3）对于使用时间长的喷油器，由于喷油嘴针阀尾部台肩对喷油器体端面的长期冲击磨损，而产生凹坑，使针阀升程增大（正常值为0.35～0.45mm）而影响喷油，这时可采用研磨的办法去消除磨痕。研磨时，将喷油器体接触面用细研磨膏在平板玻璃上研磨，喷油器体中心线应和平板玻璃平面垂直。另外，还要检查顶杆下端凹位的小钢球，如丢失应重新安装上一个直径1mm的钢球。同时，组装喷油器时应先把调压弹簧放松致自由状态，以免喷油器安装前事先顶压针阀，使之安装不正而影响工作。
4结束语
柴油机作为现今船舶领域应用最广泛的主机设备，绝大多数大型、中小型船舶均以柴油机为主机，所以柴油机的工作安全性是确保船舶长时间正常运转的关键因素。柴油机在经过一段时间的使用后，常常会出现各种故障问题，如果不及时加以检修，就会导致柴油机的使用寿命大大缩短，甚至导致柴油机的报废。喷油器是柴油机燃油系统中非常重要的部件，本文从喷油器积炭故障出发，分析了积炭的原因以及排除方法，以期保证柴油机喷油器正常运行。
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作者简介:黎德华（1989-）男、大专学历、主要从事航标维护管理工作。
论文作者:黎德华
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：喷油器论文; 柴油机论文; 船舶论文; 针阀论文; 喷油嘴论文; 主机论文; 锥面论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;