摘 要：MTU4000系列船用柴油機(jī)在工作時(shí)易出現(xiàn)過(guò)高的排氣溫度的不利工況，本文針對(duì)這一情況進(jìn)行了故障分析，得到了引發(fā)這一故障的主要因素有：燃油質(zhì)量、霧化質(zhì)量、進(jìn)氣質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)部件狀況，并對(duì)上述因素進(jìn)行逐個(gè)的排查。本文還探討了燃油系統(tǒng)的工作原理，以及噴油器的工作原理、檢查方法及故障處理，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。此外，本文從管理的角度出發(fā)，給出了有效避免柴油機(jī)排溫過(guò)高的建議，并闡述了對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行日常管理時(shí)需要注意的問(wèn)題。
　　關(guān)鍵詞：MTU4000柴油機(jī) 柴油機(jī)排溫過(guò)高 故障分析 解決方法
　　1.MTU4000系列柴油機(jī)以及排氣系統(tǒng)
　　在20世紀(jì)90年代，德國(guó)MTU公司開(kāi)發(fā)研制了MTU4000系列柴油機(jī)，該系列的柴油機(jī)能夠達(dá)到IMOⅡ 排放標(biāo)準(zhǔn)（船舶行業(yè)），原有的噴油泵也變?yōu)槭褂霉曹壥絿娚湎到y(tǒng)（COMMON RAIL）。MTU4000系列柴油機(jī)開(kāi)發(fā)中運(yùn)用到的新技術(shù)是柴油機(jī)燃燒技術(shù)，這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：共軌式噴射系統(tǒng)的利用改變了傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)的約束，削弱了有害物質(zhì)的排量，同時(shí)也使柴油機(jī)的燃燒效率得到了很大的提高，作為新一代柴油機(jī)，具有大功率、高速的特點(diǎn)。MTU4000系列柴油機(jī)利用了直噴燃燒技術(shù)和液體冷卻技術(shù)，總排量為65L，氣缸徑內(nèi)為165mm，行程為190mm，柴油機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2000rpm，按ISO3046標(biāo)準(zhǔn)最大功率為2320KW即為該款柴油機(jī)的系列號(hào)。MTU4000M70是我國(guó)粵港澳地區(qū)高速雙體客船主機(jī)的主要型號(hào)，下面以該型號(hào)為例對(duì)柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)作簡(jiǎn)要介紹：
　　1.1低負(fù)荷工作時(shí)
　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)（即轉(zhuǎn)速低于1680），空氣由A排廢氣渦輪增壓器吸入并增壓送入A排中冷器，由于低負(fù)荷時(shí)只有一半的氣缸為有效做功，由ECU控制斷缸噴油，B排增壓器進(jìn)氣風(fēng)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，所以B排空氣通過(guò)A排中冷器與B 排中冷器之間的平衡管輸入，空氣經(jīng)中冷器冷卻后經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸。
　　1.2高負(fù)荷工作時(shí)
　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷時(shí)（即轉(zhuǎn)速高于1680），A、B排廢氣渦輪增壓器同時(shí)工作，A排空氣由A排廢氣渦輪增壓器吸入并增壓送入A排中冷器經(jīng)冷卻后由進(jìn)氣管進(jìn)入到氣缸頭，B排空氣由B排廢氣渦輪增壓器吸入并增壓送入B排中冷器經(jīng)冷卻后由進(jìn)氣管進(jìn)入到氣缸頭，A、B排多余的增壓空氣由平衡管進(jìn)去到中間的預(yù)推閥排到排氣歧管。
　　2.常見(jiàn)故障檢查，分析與修理
　　燃油燃燒情況能夠通過(guò)排氣溫度的高低來(lái)判斷，柴油機(jī)的排氣溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其熱負(fù)荷增加，增強(qiáng)了熱應(yīng)力，這就會(huì)對(duì)材料性能、潤(rùn)滑條件、使用壽命等造成不利的影響。若不能對(duì)過(guò)高的排氣溫度進(jìn)行有效的控制，可能會(huì)導(dǎo)致零件燒毀，最常見(jiàn)的就是排氣閥燒毀，零件燒毀可能使正在高速運(yùn)行的柴油機(jī)的安全受到威脅。因此，監(jiān)測(cè)并控制好排氣溫度，有利于保證柴油機(jī)在正常工況下運(yùn)行。在對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行故障檢修時(shí)，應(yīng)提前向船方相關(guān)負(fù)責(zé)人咨詢?cè)撝鳈C(jī)在運(yùn)性時(shí)的情況；如：排溫偏高的狀態(tài)是固定的還是波動(dòng)的；排溫偏高的氣缸與正常溫度氣缸的偏差大小等。這些信息對(duì)之后的故障判斷都會(huì)很有用，排溫偏高的氣缸若是有波動(dòng)則大多數(shù)是電氣部分引起的故障，如排溫傳感器故障，信號(hào)線束故障，ECU故障等。如果排溫偏高數(shù)值沒(méi)有波動(dòng)的則大多數(shù)是機(jī)械部分引起的故障。主機(jī)機(jī)械部分引起的排溫偏高應(yīng)要引起充分的重視，特別是在初步排除了燃油、進(jìn)氣方面的故障后應(yīng)盡快泊廠檢修。
　　2.1燃油供給系引致的排溫高
　　2.1.1霧化質(zhì)量
　　導(dǎo)致霧化質(zhì)量差的原因是：燃油顆粒粗糙，質(zhì)量差，燃燒時(shí)燃油與空氣的接觸不完全、混合不均勻，發(fā)生了不充分燃燒，提高了排氣溫度。通過(guò)化學(xué)成分和技術(shù)指標(biāo)可以分析燃油的質(zhì)量，在對(duì)燃油進(jìn)行選擇審核這些指標(biāo)，對(duì)于不能滿足指標(biāo)要求的燃油應(yīng)該嚴(yán)格禁止使用。因?yàn)橐坏┻x用了質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的燃油，燃油就會(huì)發(fā)生不充分燃燒，這會(huì)使得柴油機(jī)的排氣溫度持續(xù)增加。在燃油選擇的時(shí)候，除了要關(guān)注燃油的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)以外，其選擇還應(yīng)該具有針對(duì)性，即不同的機(jī)型所選用的燃油粘度應(yīng)有所差異。若燃油與柴油機(jī)不能進(jìn)行合理的匹配，也會(huì)使得排氣溫度增大，甚至?xí)��?dǎo)致柴油機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)中斷。在進(jìn)行燃油的選擇時(shí)，還有應(yīng)該考慮到燃油運(yùn)行的溫度，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中四沖程柴油機(jī)的使用情況，可對(duì)燃油溫度進(jìn)行手動(dòng)控制，通過(guò)對(duì)溫度的調(diào)節(jié)來(lái)改變?nèi)加偷恼扯�，從而達(dá)到對(duì)燃油質(zhì)量進(jìn)行控制的目的。
　　2.1.2噴油器出現(xiàn)故障
　　導(dǎo)致排氣溫度過(guò)高的原因有三點(diǎn)：（1）啟閥壓力過(guò)低，啟閥壓力過(guò)低主要是由下述情況引發(fā)的：因錯(cuò)誤安裝或卡死使噴油器處于常開(kāi)狀態(tài)；壓力彈簧斷裂；壓力彈簧或安裝在壓力彈簧上的鎖緊螺母發(fā)生松懈。啟閥壓力過(guò)低，噴油器噴油開(kāi)始工作時(shí)會(huì)提早噴油，噴油結(jié)束時(shí)又發(fā)生延遲，這就增加了噴油過(guò)程的時(shí)長(zhǎng)。噴油時(shí)長(zhǎng)的增加會(huì)降低霧化質(zhì)量、使得燃油發(fā)生不充分燃燒，降低燃燒質(zhì)量；同時(shí)還是會(huì)使后燃期燃燒情況惡化加劇，進(jìn)一步降低了加燃燒質(zhì)量，此時(shí)機(jī)件會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，引發(fā)排氣溫度升高。（2）噴油孔直徑偏大，會(huì)降低霧化質(zhì)量，造成燃燒不充分，從而增加排氣溫度。（3）噴油嘴出現(xiàn)小孔、裂紋、以及密封不嚴(yán)的情況。都會(huì)使噴油嘴出現(xiàn)滴漏的現(xiàn)象，導(dǎo)致后燃期時(shí)長(zhǎng)增加、燃燒情況惡化，從而增加排氣溫度。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，需要拆下噴油嘴并觀察其結(jié)碳程度，此外，還需要進(jìn)行一系列的試驗(yàn)，包括：密封性試驗(yàn)、啟閥壓力試驗(yàn)、霧化質(zhì)量試驗(yàn)，以便驗(yàn)證該情況產(chǎn)生的具體原因。
　　2.1.3噴油提前角過(guò)小或過(guò)大
　　柴油機(jī)的排氣溫度、最高爆炸壓力、平均壓力增長(zhǎng)率都與噴油提前角有關(guān)。角度過(guò)小，將導(dǎo)致后燃惡化，增加排氣溫度和熱負(fù)荷、減小熱效率。角度過(guò)大，將導(dǎo)致滯燃期延長(zhǎng)、最高爆炸壓力增大、柴油機(jī)啟動(dòng)困難、以及震動(dòng)嚴(yán)重等情況發(fā)生。因MTU4000系列的燃油噴射是通過(guò)電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)依據(jù)說(shuō)明書(shū)對(duì)ECU的數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)和控制，以便確定合理的噴油提前角。

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