摘要：柴油机是以柴油或劣质燃油为燃料、压缩发火的往复式内燃机。所谓动力不足就是柴油机输出的扭矩不足以达到额定功率，主要反映在速度与克服阻力的要求。本文主要对柴油机动力不足的常见原因进行分析，并提出相应的思路。
关键词：动力不足、柴油机、性能、影响
引言：船舶安全航行的重要性主要内容取决于船舶的机动性，船舶在航行、靠泊、作业过程中，船舶机械的正常运转是确保船舶安全的最重要因素，如果船舶机械存在重大的机械故障，那么将会影响船舶安全，对整个作业过程有严重的安全隐患。柴油机动力不足是常见的重要故障，引起柴油机动力不足的具体原因有很多，主要有机械因素（燃油压力不足，燃油的十六烷值（CN）的高低，喷油堵塞、进气管漏气或堵塞、气缸压力不足）或其他航行环境因素等。
一、船舶柴油机工作原理：
柴油机工作必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。柴油机启动后通过进气口吸气，在活塞与气缸的密闭空间通过活塞压缩，活塞压缩空气达到足够高的温度，在喷油时间点喷油器将雾化的燃油喷入高温高压的空气中，燃油高温高压的空气中燃烧，燃烧放出的大量能量推动活塞膨胀做功，活塞连杆作用于曲轴带动曲轴旋转，曲轴通过变速齿轮箱后带动螺旋桨旋转作用于水，水反作用于船体，从而推动船体航行。
二、案例
1、表征概述
某船舶柴油机在高速航行状态时，突然柴油机转速下降了两百转，影响船舶柴油机动力的因素主要有机械因素和航行环境因素；观察外部航行环境没有发现严重影响航行速度因素，基本确定为柴油机动力不足。
2、问题分析
机械故障多种多样，在缺少仪器等诊断条件时，可凭一定专业知识和工作经验采用看、听、摸（看排烟颜色、、听柴油机运转和涡轮增压器情况、用手触摸高压油管感受脉动、）等方法初步判断故障部位及原因。在柴油机工作过程中，在燃烧过程中空气、燃油、燃烧条件是不可缺少的，负载增大后燃油与空气都需随负载的变化而变化。在出现柴油机动力不足的情况下可从空气、燃油、燃烧条件出发排查问题。如燃油供给不足、进气不够或不充分、压缩不够（没有达到燃烧需要的高温高压条件）、冷却水进入气缸、喷油器的雾化情况不好、燃油质量差、船舶航行环境因素影响过大等原因均会造成柴油机动力不足，船舶航行过程中掉速情况。
3、故障检查与排除
3.1机械因素：
3.1.1看柴油机排烟现象，查油路：如果柴油机怠速和空载运行正常，且柴油机运行过程中没有其他异常情况，但温度检测器显示各缸温度差别较大现象时。
此时，一般是油路系统出现异常情况，检查油柜到各缸的供油情况（包括油箱、油管、燃油滤清器中是否有空气没有排出等），是否存在堵塞等问题，造成燃油供给量降低，燃烧产生的动力不足；若各缸为单独高压油泵供油，可拆开油泵与高压油管的连接处，查看气缸温度显示正常与异常的喷油多少与喷油频率，对比供油情况，判断高压油泵、油管、喷油器之间的问题，高压油泵偶件与喷油器偶件磨损、堵塞、压力异常会造成供油不足；若供油正常可对喷油器进行雾化试验检测压力与雾化情况，燃油的不完全燃烧或喷油时间点不正确也会造成能量的损失，降低产生的动力。
3.1.2 检查空气滤清器，空气滤清器脏堵会造成空气流量减少，充气量减小，压缩过程中产生的能量降低，从而减少产生的能量；若有涡轮增压器（涡轮机在排气量的推动下，带动压气机工作，实现增压，增压器的作用是提供进气压力，增加充气量，提高柴油机功率），应该查看涡轮增压器运转是否正常，避免涡轮增压器运行异常，增压器在运行时其内部流道会被灰尘、油雾、和炭粒所脏污，这会使流阻增大，增压器效率下降，增压压力降低，降低柴油机进气密度，从而降低燃烧产生的热能。
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3.1.3查看气缸压力：若气缸压力较低，可能出现漏气情况、轴瓦磨损造成压缩比较小，气缸或活塞环磨损过度，导致压缩压力不足，降低柴油机功率，气阀间隙不正确，气阀间隙过小会使气阀受热关闭不严引起漏气，气阀间隙过大会影响气阀定时，造成压缩过程能量损失，造成压缩压力不足，燃烧不完全，增加燃油的消耗，功率降低，降低柴油机产生的动力。
3.1.4检查燃油推杆与各高压油泵之间是否存在卡滞现象，造成燃油泵没有按规定行程供油，喷油量减少造成燃烧产生的动力越少。
3.1.5 检查供油提前角，供油提前角过大或过小会造成油泵喷油时间过早或过晚（喷油时间过早则燃烧不充分，过晚则会冒白烟，燃油也会燃烧不充分），燃烧过程没处于最佳状态。此时应检查喷油传动轴接合器螺钉是否松动，如果松动，则及时按照要求调整供油提前角，并拧紧螺钉。
3.1.6燃油的性能也是影响柴油机动力的因素，燃油中的十六烷值（CN）对燃烧过程影响最大，十六烷值高，则自然性好，滞燃期短，燃烧平稳，反之，十六烷值低，则自然性差，滞燃期长，燃烧过程粗暴，燃油性能越好则燃烧反应产生的能量越足，活塞膨胀做功产生的动力越高，柴油机的动力性能越好。
3.1.7柴油机使用年限对动力损失成正比，柴油机在使用过程中会造成各机械部件相对运动的接触面磨损，扭转力矩造成的不对中，密封面的密封性等机械磨损都会是动力损失的因素。
3.1.8 检查柴油机气缸冷却水密封性，防止冷却水进入气缸，降低气缸内压缩空气的温度影响燃烧反应，降低燃烧产生的热能。
3.1.9 检查柴油机调速器工作是否正常，观察燃油推杆是否在最大位置，若柴油机调速器弹簧变形松弛，弹簧预紧力不够，在柴油机加速过程中会因飞重旋转离心力加大而造成飞车事故，在调速器未达到额定转速时，调速器作用于油门推杆造成供油量不足，降低燃油燃烧产生的热能，降低柴油机的动力。
3.2航行环境因素：
3.2.1船舶在水面上航行，大自然中风是时刻存在的，在船舶航行时，受风压的作用，船舶航行受到风阻力的作用也会对船速起阻碍作用，尤其是船舶甲板面与桥楼受风面积较大的情况，船舶航行速度与受风压产生的风阻增大而增大，因此，风是影响船舶航行速度因素之一。
3.2.2船体在水下部分会有藻类滋生附于船体，在船舶航行时，尤其是船舶吃水较深，水阻力较大，也会增加船舶航行阻力；船舶航行无法避免水下渔网缠绕在螺旋桨上，阻碍螺旋桨的旋转，造成螺旋桨的扭力减小，从而降低柴油机的动力性能。
三、示功分析
在船舶柴油机可以做示功图分析的情况下，根据柴油机运行情况进行示功图分析。示功图是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形，通过示功图可以研究缸内的燃烧过程、燃烧放热规律，计算缸内温度，评估进气过程，计算柴油机指示功率，确定柴油机最大爆发压力和压缩压力等。通过柴油机正常示功图与所测示功图进行比较，找出他们之间的差别，判断柴油机工作过程的优劣以及产生的偏差，对柴油机工作过程产生偏差及时调整，确保柴油机保持良好的运行状态。通过示功图检测与分析，可以科学的管理柴油机运行，及时判断柴油机各工作过程的情况，针对出现的情况做好柴油机的维护。
四、结束语
造成船舶柴油机动力不足有诸多因素，日常保养应做好空气滤清器、燃油滤清器的清洁与更换；根据柴油机运行情况检查喷油器的喷油压力及雾化情况，必要是给予调整至规定压力，按柴油机规定调整气门间隙，对燃油柜进行放残。做好日常维护保养工作，保证船舶柴油机各部件的正常，在柴油机运行过程中做好各参数的记录为柴油机日常保养、机械维修提供故障分析条件。
参考文献：
孙培廷；船舶柴油机；大连；大连海事大学出版社；2002
华道生；柴油机维修技术
作者简介：
王燕斌（1990-），男，大学，中国船舶重工集团公司七五〇试验场试验船队，云南省昆明市；650000；主要从事船舶轮机机械。
论文作者:王燕斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：柴油机论文; 燃油论文; 船舶论文; 机动力论文; 气缸论文; 示功图论文; 压力论文; 《基层建设》2019年第27期论文;