【船机帮】船用共轨柴油机排气阀常见故障探析

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导读

船舶正常运行的必要条件就是船舶柴油机，排气阀是组成船舶柴油机的主要工作部件。

排气阀因为会直接接触高压高温燃气，另外很多船舶会选用劣质燃油获得更多经济利益，这些劣质燃油燃烧时会产生氧化物，与盐接触后会形成“高温腐蚀”，所以排气阀的工作条件一般都较差，同时气阀部件在运动中会发生磨损，因此船用共轨柴油机发生故障的几率较高。

一

船用共轨柴油机排气阀常见故障及其原因剖析

（一）常见故障

首先，高温腐蚀。

船用共轨柴油机燃油质量不高，含有诸多 硫、钠、钒等元素，这些元素因为燃烧会产生腐蚀排气阀的混合物，排气阀遭到腐蚀后密封面上会产生诸多麻点，柴油机气阀会因为麻点导致密封不良，进而发生漏气现象。

其次，排气阀烧损。

这是船用共轨柴油机最为常发生的一种故障现象。

船用共轨柴油机由于排气阀没有实现严格密封，会导致高温燃气发生泄漏情况。

泄漏位置温度过高，严重时会将金属材料融穿。

船用共轨柴油机排气阀未能实现严格密封的原因包括三个：

其一，工作温度条件下，一般排气阀密封锥面不具备较高硬度，闭阀撞击沉淀硬质燃烧形成的颗粒物之后，会导致密封面产生对应的凹坑，进而发生漏气情况；

其二，船用燃油通常都含有较多杂质，这些沉淀物硬度较高、含有碳粒。

倘若沉积物的沉积厚度不断增大，到一定程度时，闭阀过程中的撞击力会形成裂纹，多次撞击后会发生剥落现象，进而促使通道中喷出高温燃气，最终烧损气阀；

其三，因为船用共轨柴油机排气阀阀盘各个部位的厚度与形状都不一样，散热与受热条件也不一样，阀盘周边温度未能实现均匀分布，导致排气阀阀盘径产生了温度差。

温度差过大时会促使阀盘形状发生变化，进而发生漏气现象。

第三，排气阀密封锥面磨损速度较快。

船用共轨柴油机排气阀阀盘和阀座会因为燃烧时的爆发压力和气阀落座撞击出现弹性变形，从而导致阀盘密封锥面会出现磨损情况。

排气阀间隙较大导致其阀座和阀盘刚度不够充足，气阀和阀座材料性能和相关标准要求不相契合，倘若排气阀冷却条件不够良好，未能实现充分燃烧，或是处于高负荷运行状态，那么排气阀导管和阀杆间隙会比较大，气阀机构振动会导致气阀落座速度比较大，进而加快了磨损速度。

第四，气阀卡死。

船用共轨柴油机排气阀导管与阀杆两者间的间隙比较小，温度升高后就会发生膨胀，导管与阀杆两者间间隙会变得更小，进而出现卡死情况。

另外，倘若排气阀阀杆出现弯曲变形，阀杆也会在导管中出现卡死情况。

第五，阀杆和阀盘断裂。

船用共轨柴油机排气阀阀杆装设卡块的凹槽部位与阀杆和阀盘的过渡圆角位置比较容易集中应力，倘若应力达到一定大小，就会出现断裂破坏情况。

气阀机构振动、局部受力因为阀座和阀盘变形而增大等都是导致阀杆和阀盘断裂的原因。

排气阀最薄弱位置当属阀杆装设卡块凹槽部位，如果闭阀冲击力较大或薄弱位置凹槽加工工艺较差都会导致疲劳断裂发生。

最后，气阀弹簧断裂。

船用共轨柴油机排气阀弹簧自身不具备合理的结构，内部不够完善，或者加工工艺较差，或是应用中出现了扭曲皆会造成气阀弹簧断裂。

气阀弹簧断裂后，可能会导致气阀坠入气缸。

（二）故障检修

检修排气阀阀座之前，应当先对排气阀和缸盖两个底面的距离进行测量，看其合乎规定与否。

如果测量结果差距较大，就会对柴油机压缩比产生影响，进而让活塞和气阀出现碰撞，所以此时需要对排气阀坐垫进行更换。

检修时候，应当测量长期运行气阀阀杆磨损后的圆柱度与圆度误差。

倘若这两项误差和导管配合间隙极限相比，超过50%，就需要做报废处理，需对其做更 换处理。

检修过程中应把排气阀放置在车床的尾顶针和主轴头间，检查排气阀是否存在裂纹、凹坑与麻点等，倘若排气阀存在裂纹，就需要报废更换。

二

船用共轨柴油机常见故障解决策略

（一）加强柴油机航行巡检 

在航行过程中要做好共轨柴油机的巡回检查，主要是查看柴油机排气阀是否有严重的排温变化，同时要检查共轨柴油机排气阀驱动机构供应压力良好与否。

倘若外界海况一定且共轨柴油机主机负荷没有变化，某一缸排烟温度不断增长，或者声音出现异常等现象，需要第一时间对排气阀故障位置进行判断识别，同时要制定相应的应对策略，将事故控制在合理范围内，减少排气阀故障带来的损失。

（二）强化日常维护力度

轮机员应根据船用共轨柴油机使用说明书要求，对排气阀进行定期检查，要对船用共轨柴油机的阀壳、弹簧、阀杆、喷油器等加强管理，保证排气阀各个部件能够正常运行。

倘若喷嘴雾化状况较差，喷嘴最近的阀座内侧都能被看到，一些未充分燃烧的混合物与结碳都会堆积在此处，而且阀座内侧表面呈液态状，朝着下方流动，直到密封耦合面上，造成结碳，这也是导致阀烧损的主要原因。

而维护管理喷油器，能够促使喷油器实现正常工作，进而保证航行的安全性和稳定性。

要对船用共轨柴油机振动情况进行检查，防止由于异常振动导致排气阀磨损严重，这会影响排气阀的密封性，不利于提升柴油机的运 行效率。

（三）选用高质量燃油

选用高质量燃油，不能只考虑经济性而选择劣质燃油。

劣质燃油不但会在燃烧过程中产生诸多污染物，还会影响柴油机的正常运行。

高质量燃油能够提高燃烧质量，不仅有利于保护环境，而且还可以提高燃油的利用率。

三

结语

综上所述，共轨柴油机受到市场的认可，因为其具备诸多优势，可是实际运行时候，船用共轨柴油机依然会发生一些故障问题，尤其是船用共轨柴油机的排气阀发生故障的几率较高。

因此，对排气阀常见故障进行探究具有一定借鉴价值，能够成为改进船用共轨柴油机性能的依据，促使共轨柴油机运行效率大大提 升。

船用共轨柴油机的使用符合海洋事业的发展趋势，而且随着技术的发展，船用共轨柴油机会朝着更为高效、环保和绿色的方向发展。

本文原创作者系：

中交广州航道局有限公司   李 昆

END