船用发动机故障分析与排除方法探讨

引言：

船用发动机运行状态直接关系到船舶行驶的安全性与可靠性。随着船舶技术的不断发展，船用发动机的性能要求日益提高。然而，在实际运行中，船用发动机常面临各类故障，如启动困难、功率下降等，这些故障不仅影响船舶正常运行，还可能带来安全隐患。因此，深入研究船用发动机常见故障及其排除策略，对于提高船舶运行效率、保障航行安全具有重要意义。

一、船用发动机常见故障分析

船用发动机作为船舶的核心动力设备，其运行状态对船舶行驶的安全起着至关重要的影响。首先，船舶发动机可能出现启动故障，诸如电池电量不足、启动电路故障、燃油系统问题以及机械故障等，均会致使发动机无法正常启动。这些故障的产生，或许是软件系统异常所致，亦可能是硬件模块失效造成，工程师务必做好深入且细致的排查工作。其次，发动机在运行过程中也会出现运行故障，例如功率不足，可能出现功率下降的状况，导致这类故障的因素众多，可能是燃油供给不足、进气不畅、喷油正时不当或者气缸密封性欠佳。而且发动机在运行时过热，也会致使运行效率降低，这有可能是冷却系统故障、电子绕组过热或者传动环境温度过高所引发的。此外，大部分船用发动机是柴油发动机，存在排烟异常等情况，像冒黑烟、冒白烟、冒蓝烟，都表明船用发动机在运行过程中存在故障隐患。另外，船用发动机频率不稳定，产生噪音或者振动，很可能影响正常运作。除了上述故障，燃油架卡住，会使得发动机转速波动或者无法从静止状态启动；启动空气阀泄漏也可能导致运行异常，比如热气回流到发动机空气管路进而引发爆炸。总之，船用发动机的故障较为常见，大致可分为启动故障和运行故障这两类。工程师理应做好深层次分析，排查故障，保障其处于良好的运行状态。

二、船用发动机故障排除策略

（一）系统检查与诊断

工程师在对船用发动机故障进行排查诊断时，必须做好对系统的全面检查和深入分析。系统检查涵盖诸多内容，工程师应当精心制定一套完善的检查工作表。首先，工程师需要仔细观察并详细记录发动机出现故障的现场情况，诸如无法启动、功率不足、震动异常等现象，这些情况能够为后续的深层诊断提供关键线索。其次，工程师还应当耐心询问操作人员关于发动机的运行历史，包括近期是否有过维修、更换配件以及故障发生前的具体表现等，这有助于快速定位故障问题。接着，工作人员需要依据初步观察和了解的结果，重点对燃油系统展开检测。可以认真分析燃油滤清器是否正常，评估其中是否存在堵塞从而导致燃油供应失衡。倘若发现此处存在堵塞问题，就应当及时更换零部件。随后，工程师要检查燃油泵，它是提供足够燃油压力的关键部件，若出现故障便无法提供稳定的流量供给。工程师应当拆解燃油泵进行检测，并修复或更换损坏零件。在燃油系统检查中，工程师还应当着重对喷油嘴进行检测，喷油嘴堵塞或损坏会影响燃油喷射雾化效果。若存在故障，可对其进行拆换清洗，以确保其使用品质，保证喷油嘴的喷射角度和雾化效果满足要求。之后，工作人员还应当做好对电机系统的检查，可以检查蓄电池，相关部件若存在电量不足或损坏，均会导致发动机无法启动。工程师可测量蓄电池电压，若低于规定值则需要进行充电或更换。在后续的电机检测中，还应检测启动电机，需拆卸电机检查碳刷磨损情况，若磨损严重则需要更换碳刷。此外，还能够使用万用表检测电枢绕组电阻，以此判断是否存在启动电机故障或短路。

例如，在一次船舶作业中，船用发动机出现功率不足的问题。当船舶以正常航速行驶时，原本应能稳定维持在15 节的航速，却只能达到10 节左右，且在加速过程中，速度提升极为缓慢，无法达到额定功率下应有的速度。故障排查时，技术人员对发动机故障现场进行仔细观察。发现发动机在运行时，排烟颜色明显变深，呈现出浓黑色，与正常运行时浅灰色的排烟有显著差异。这表明发动机的燃烧过程可能存在问题，是功率不足的一个重要线索。接着询问操作人员发动机的运行历史，得知在故障发生前一周，船舶曾进行过一次短途航行，期间发动机出现过轻微的抖动现象，但当时并未引起足够重视。而且在一个月前，刚刚更换过燃油滤清器。这一信息为判断故障原因提供了方向，初步排除了燃油滤清器因长期未更换而堵塞的可能性。基于初步观察和了解，重点对燃油系统展开检测。分析燃油滤清器时，通过专业检测设备测量燃油通过滤清器的流速，正常情况下流速应为每分钟 5 升，而实际检测结果仅为每分钟 3 升，明显低于标准值，说明滤清器存在一定程度的堵塞，这可能导致燃油供应不足，影响发动机功率。虽然滤清器是新更换的，但可能由于燃油质量问题，杂质较多，导致滤清器提前堵塞。于是及时更换了新的燃油滤清器。随后检查燃油泵，燃油泵正常工作时，应能提供 300 千帕的燃油压力，以保证稳定的燃油流量供给。但实际检测发现，燃油泵输出压力仅为 200 千帕，远远低于标准值。拆解燃油泵后，发现内部的叶轮出现了严重的磨损，叶片部分断裂，这直接导致了燃油泵无法正常工作，无法提供足够的燃油压力。针对这一情况，更换了全新的燃油泵。

（二）电源与启动电路检测

电源与启动电路的排查检测，同样应当基于前期的观察结果。依据上述的诊断分析结果，工程师需认真做好对电池组的检查。可以精准测量电池电压，确保其在正常范围内。若电压过低，可能是电池电量不足或电池老化造成的。对于发动机的铅酸电池，工程师需要仔细检测电解液的液位和比重。若液位过低，可能导致电池性能下降，而比重异常则反映出电池内部存在故障。之后，需定期清洁电极，对其连接线进行检测，同时清理其氧化物和污垢。另外，在启动检测中，工程师还需要着重对电池进行充电，评估是否因电量不足而导致启动异常。在完成对电池组的检测之后，工程师需要将重心转移到启动电路检查。需检查启动电机的外观和内部零部件，确保无磨损和损坏。在此过程中，还需要测量启动电机电阻判断其是否正常。在完成对启动电机的检测之后，工程师需检查启动继电器，它是控制电机通断的关键部件，需确保其触点良好，线圈完整。之后，工程师需检查点火开关，作为负责控制电源通断和启动电机启动的核心部件，需重点评测开关触点是否存在磨损或腐蚀，必要时加以更换。最后，在启动电路检查中，工程师还应当对保险丝和断路器进行检测，评估保险丝是否熔断，断路器是否跳闸，并进行更换维修。上述检测过程较为繁杂，工程师可以尝试通过模拟启动测试等方式来进一步优化检测流程。比如，在确定电源和启动电路异常之后进行模拟启动测试，观察电机转动情况。同时，在检测前也可以着重对启动电流和电压进行评测，以此进一步缩减检测范围，减少工作量。

例如，在某一次船舶运行前准备启动发动机时，出现了启动困难的情况。工程师优先进行电源检测，精准测量了船用发动机的铅酸电池组电压，发现其仅为 10V，而正常的船用铅酸电池组电压范围应在 12V-13V 之间，很明显电压过低。接着仔细检测电解液液位，发现液位低于最低刻度线，这极有可能导致电池性能下降。同时，测量电解液比重为1.10，正常范围是1.25-1.30，比重异常反映出电池内部存在故障。随后，工程师认真清理了电极上明显的氧化物和污垢，并且对连接线进行了全面检测，确保连接稳固。为了评估是否因电量不足导致启动异常，还对电池进行了充电操作。完成电池组检测后，将重心转移到启动电路检查。检查启动电机外观时，发现其外壳有轻微破损，内部零部件也有一定程度的磨损。测量启动电机电阻为 5Ω，而正常启动电机电阻应为 3Ω-4Ω，显然电阻不正常。接着检查启动继电器，这是控制电机通断的关键部件，经检测发现其触点有明显烧蚀痕迹，线圈也有部分损坏。然后检查点火开关，作为控制电源通断和启动电机启动的核心部件，发现其触点磨损严重，已出现腐蚀现象，必须进行更换。最后，对保险丝和断路器进行检测，发现有一个保险丝已经熔断，断路器也处于跳闸状态，及时进行了更换和维修。在整个检测过程中，工程师为了优化检测流程，在确定电源和启动电路存在异常后，进行了模拟启动测试。在测试过程中，观察到电机转动缓慢且无力，进一步验证了故障的存在。同时，在检测前着重对启动电流和电压进行了评测，通过分析启动电流和电压的数据，成功缩小了检测范围，有效减少了工作量。最终，通过对电源与启动电路的全面检测和维修，船用发动机恢复正常启动，顺利投入使用。

（三）燃油与进气系统维护

工程师对船舶发动机的燃油和进气系统进行维护，必须做到常态化。其中，工程师需重点对燃油滤清器进行检测和更换，要定期检查相关设备的状态，一般每运行一定周期之后，比如两个小时，按照制造商的建议进行检测。检测中需重点判断滤清器是否存在堵塞，若存在严重的堵塞现象或者达到了更换周期，就需要更换新的滤清器，以保证燃油清洁通畅。随后，工程师也应当对燃油泵进行检测，可以使用燃油压力表检测其输出压力，确保其在正常范围内。若压力不足，需拆解其内部结构进行检测，包括柱塞、弹簧等关键部件，评估其磨损情况，对于磨损严重的部件则需要进行更换。此外，在燃油系统维护中，工程师还应当着重关注喷油嘴的清洗与更换作业。通常情况下，当发动机运行500 个小时，就需要对其进行更换清洗。在清洗过程中，可使用专业的清洗设备，确保清洗之后的喷油嘴喷射角度和雾化效果符合要求。而在进气系统维护中，工程师需要对空气滤清器进行检测，同样需要对其堵塞现象进行评估分析，确保进气通畅。之后，着重对涡轮增压器进行检测，主要是对其转动灵活性、冷却与润滑系统进行排查，确保无异常声响或过热磨损等情况。在完成检测之后，工程师需制定综合性的维护措施，并做好实施监测与把关，保证燃油和进气系统时刻处于良好的运行状态。

（四）安全与应急处理

船用发动机在运行过程中，有时会突发异常情况。为此，工程师应当在最短的时间内完成对故障的排除、诊断以及处理。首先，需采取有效预防措施，通过定期检测维护，提前判断设备的临界运行状态，及时发现潜在的故障隐患，并针对此制定详细的维护计划，确保在设备出现故障异常时能够做到及时高效处理。这一过程要求相关单位提升人员培训水平，让其了解发动机工作原理、安全操作规程以及常见故障排查方法等，并制定严谨的应急处理流程，安排人员进行实战操作演练。在实践中，当发现发动机出现故障时，操作人员应当立即停机，仔细观察故障现象，进行初步判断，务必避免盲目启动发动机。要确保在明确故障问题并做好精细化处理之后再启动发动机，防止故障扩大造成二次损害。另外，根据故障情况，工程师也应当及时切断燃油、电源等危险源，防止故障引发火灾、爆炸等严重后果。之后，启动船舶备用设备，比如备用电源，以备不时之需。在具体的应急处理环节，工程师需针对不同问题采取差异化的应急管控策略，以确保在短时间内减少损失。例如，针对燃油泄漏应急处理，工程师应当及时切断燃油供应，使用沙土、吸油棉等材料隔离泄漏区，并开启通风设备，降低泄漏区内燃油蒸汽浓度，在确保安全的前提下做好抢修工作。而针对发动机过热的应急处理，工程师应当降低其工作负荷，迅速打开冷却系统放水阀，放出部分冷却液以降低发动机温度，同时检测冷却系统是否存在堵塞或泄漏等问题。在抢修环节，工程师应当找到故障原因并进行修复更换。倘若发动机出现火灾事故，应当同时切断电源，并使用灭火器材进行初期灭火。如果火势无法控制，则应当撤离到安全区域。

结束语

总体来说，本文通过对船用发动机常见故障的分析与排除策略的探讨，进一步加深了对船用发动机故障处理的认识。系统故障的深入分析、全面检查与诊断、电源与启动电路的细致检测、燃油与进气系统的常态化维护以及安全与应急处理措施的制定与实施，共同构成了船用发动机故障处理的完整体系。

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王丽华（1986.09）, 男 汉族 江西九江人，本科 ，质量控制经理，负责船用发动机质量日常管理

向江（1989.10）, 男 汉族 湖北随州人，本科 ，项目工程师，负责船用发动机项目日常管理。