唐為民
摘要：針對海洋運輸船舶存在的主機排氣閥故障，本文全面地分析了氣閥彈簧在實際使用中產生故障的原因，揭示了內部密封元件對設備的重要性，並提出了相應對策和預防措施。
關鍵詞：主機 空壓機 排氣閥 空氣彈簧
0 引言
海洋運輸船舶一般採用柴油機組作主機，其本身沒有自行起動能力。要使靜止的柴油機轉動起來，必須藉助於外力，創造柴油機獲得第一個工作行程的條件，即在外力作用下，進氣，壓縮，噴油，直至燃油燃燒膨脹做功才能推動活塞自行轉動。這一過程稱為柴油機起動。
船用大功率柴油機絕大多數採用壓縮空氣起動，原理是將具有一定壓力的壓縮空氣，按柴油機發火次序，在工作衝程時送入各氣缸，推動活塞，使柴油機轉動起來。待柴油機轉速達到起動轉速，噴入燃燒室中的燃料方能自行發火燃燒，使柴油機運行。
一般，船上的壓縮空氣可分為兩種：起動空氣及控制空氣。起動空氣用於柴油機的起動；控制空氣主要用於對船舶各相關設備的不同需求進行分配控制。可以說，空氣系統是保障柴油機正常運行的關鍵因素之一。下述案例為一起排氣閥空氣彈簧漏氣所引發的故障，在此進行分析，供大家參考。
1 故障現象
某輪，MAN B&W 8S35MC 十字頭二衝程直流掃氣柴油機；額定功5 920kW×2台；轉速173 RPM；缸徑350mm；衝程1400mm； 配用電子調速器；輔助鼓風機兩台；製造廠家MAN B&W DIESEL A/S DENMARK。
某日，航行途中，發現NO.1空壓機連續運轉不停，空氣壓力打不上去，只能臨時開啟NO.2空壓機一起使用，以保證正常供氣；同時，一方面組織人員對NO.1空壓機進行全面檢查；另一方面對全船空氣管路進行逐一排查，檢查結果，空壓機運行正常、全船空氣管路也沒有發現漏氣現象。
那麼，空氣到底從哪裡泄漏了呢？進一步對兩台主機控制空氣系統檢查，發現右主機的排氣閥控制壓力只有0.63Mpa，左主機為0.7Mpa，右主機比左主機的壓力要低0.07Mpa，問題明朗了，空氣是從排氣閥的氣閥彈簧機構內部泄漏了。
2 故障分析和處理
首先了解排氣閥的工作原理，它採用的是液壓排氣閥驅動系統，主要由液壓驅動系統和空氣彈簧系統兩個部分組成。
排氣閥的開啟，由液壓驅動系統驅動。液壓驅動系統由伺服油缸、液壓油管、液壓油缸等三部分共同組成一個液壓滑油作為工質，傳遞伺服活塞和液壓活塞的位移，提供開閥壓力。
排氣閥的關閉，除了藉助於主機活塞上行產生的氣流推動外，主要依靠氣閥彈簧推動。
空氣彈簧，主要由氣動活塞和空氣室組成。氣動活塞固定在排氣閥杆上隨同作往復運動，與空氣室之間有防止空氣泄漏的密封件；空氣室，上部是氣動活塞，底部與排氣閥杆配合處有兩道密封圈。空氣彈簧的氣源，來自主機控制空氣，通過一個截止止回閥進入，一般為0.7Mpa，為空氣彈簧補充空氣。
當氣動活塞上的密封圈失效，或底部與排氣閥杆配合處兩道密封圈失效，會造成空氣室內空氣泄漏。這樣，當排氣閥開啟即氣動活塞下行時，氣缸底部不能形成氣墊，導致排氣閥開啟時的敲擊，更有甚者將影響到排氣閥的正常關閉。
主機排氣閥空氣彈簧壓力偏低，但還沒有達到報警值，基本能保證排氣閥關閉。當某一個氣閥彈簧密封出現問題時，可能不至於出現空壓機空氣壓力打不上去的現象；而當多缸出現漏氣，那就勢必造成漏氣量增加，使得空壓機運轉時間延長或者運轉不停。
導致後果：
① 故障缸排氣閥比正常情況早開遲關，氣缸內的壓縮壓力降低，燃燒惡化，閥座熱負荷增大，油耗上升；
② 整台機負荷不均勻，低速性能下降；
③ 空氣壓縮機運轉時間延長；
④ 如果漏氣嚴重，將會造成故障缸不發火的嚴重現象，直接影響到船舶的安全航行。
找出原因，解決起來就方便了。首先判斷出故障排氣閥，然後解體、檢查、保養，更換所有密封圈，問題就迎刃而解了。
3 解決問題後的反思
（1）空壓機空氣壓力打不上，要綜合考慮各種情況，不要被表面現象所矇騙，要開闊思路，以免貽誤正確的處理時間。
（2）當班人員要增加工作責任性，集中精力，認真監控，密切注意各運行參數變化，以便相關人員作出正確的故障原因分析。
（3）無論遇到何種故障，要以最短、最快的時間作出正確的判斷，避免出現頭痛醫頭，腳痛醫腳的現象，從而達到去偽求真，標本兼治。
4 結束語
隨著MAN B&W十字頭二衝程直流掃氣柴油機在船舶運輸中的廣泛應用，類似的故障屢有發生，雖然該故障比較容易處理，但還是給管理帶來許多麻煩，嚴重時直接影響航行安全。所以管理者必須嚴格按照說明書要求，及時對相關設備的運行部件進行維修保養，更換易損部件，消除隱患，避免類似情況發生。
參考文獻：
[1]《MAN B&W柴油機使用說明書》
摘要：針對海洋運輸船舶存在的主機排氣閥故障，本文全面地分析了氣閥彈簧在實際使用中產生故障的原因，揭示了內部密封元件對設備的重要性，並提出了相應對策和預防措施。
關鍵詞：主機 空壓機 排氣閥 空氣彈簧
0 引言
海洋運輸船舶一般採用柴油機組作主機，其本身沒有自行起動能力。要使靜止的柴油機轉動起來，必須藉助於外力，創造柴油機獲得第一個工作行程的條件，即在外力作用下，進氣，壓縮，噴油，直至燃油燃燒膨脹做功才能推動活塞自行轉動。這一過程稱為柴油機起動。
船用大功率柴油機絕大多數採用壓縮空氣起動，原理是將具有一定壓力的壓縮空氣，按柴油機發火次序，在工作衝程時送入各氣缸，推動活塞，使柴油機轉動起來。待柴油機轉速達到起動轉速，噴入燃燒室中的燃料方能自行發火燃燒，使柴油機運行。
一般，船上的壓縮空氣可分為兩種：起動空氣及控制空氣。起動空氣用於柴油機的起動；控制空氣主要用於對船舶各相關設備的不同需求進行分配控制。可以說，空氣系統是保障柴油機正常運行的關鍵因素之一。下述案例為一起排氣閥空氣彈簧漏氣所引發的故障，在此進行分析，供大家參考。
1 故障現象
某輪，MAN B&W 8S35MC 十字頭二衝程直流掃氣柴油機；額定功5 920kW×2台；轉速173 RPM；缸徑350mm；衝程1400mm； 配用電子調速器；輔助鼓風機兩台；製造廠家MAN B&W DIESEL A/S DENMARK。
某日，航行途中，發現NO.1空壓機連續運轉不停，空氣壓力打不上去，只能臨時開啟NO.2空壓機一起使用，以保證正常供氣；同時，一方面組織人員對NO.1空壓機進行全面檢查；另一方面對全船空氣管路進行逐一排查，檢查結果，空壓機運行正常、全船空氣管路也沒有發現漏氣現象。
那麼，空氣到底從哪裡泄漏了呢？進一步對兩台主機控制空氣系統檢查，發現右主機的排氣閥控制壓力只有0.63Mpa，左主機為0.7Mpa，右主機比左主機的壓力要低0.07Mpa，問題明朗了，空氣是從排氣閥的氣閥彈簧機構內部泄漏了。
2 故障分析和處理
首先了解排氣閥的工作原理，它採用的是液壓排氣閥驅動系統，主要由液壓驅動系統和空氣彈簧系統兩個部分組成。
排氣閥的開啟，由液壓驅動系統驅動。液壓驅動系統由伺服油缸、液壓油管、液壓油缸等三部分共同組成一個液壓滑油作為工質，傳遞伺服活塞和液壓活塞的位移，提供開閥壓力。
排氣閥的關閉，除了藉助於主機活塞上行產生的氣流推動外，主要依靠氣閥彈簧推動。
空氣彈簧，主要由氣動活塞和空氣室組成。氣動活塞固定在排氣閥杆上隨同作往復運動，與空氣室之間有防止空氣泄漏的密封件；空氣室，上部是氣動活塞，底部與排氣閥杆配合處有兩道密封圈。空氣彈簧的氣源，來自主機控制空氣，通過一個截止止回閥進入，一般為0.7Mpa，為空氣彈簧補充空氣。
當氣動活塞上的密封圈失效，或底部與排氣閥杆配合處兩道密封圈失效，會造成空氣室內空氣泄漏。這樣，當排氣閥開啟即氣動活塞下行時，氣缸底部不能形成氣墊，導致排氣閥開啟時的敲擊，更有甚者將影響到排氣閥的正常關閉。
主機排氣閥空氣彈簧壓力偏低，但還沒有達到報警值，基本能保證排氣閥關閉。當某一個氣閥彈簧密封出現問題時，可能不至於出現空壓機空氣壓力打不上去的現象；而當多缸出現漏氣，那就勢必造成漏氣量增加，使得空壓機運轉時間延長或者運轉不停。
導致後果：
① 故障缸排氣閥比正常情況早開遲關，氣缸內的壓縮壓力降低，燃燒惡化，閥座熱負荷增大，油耗上升；
② 整台機負荷不均勻，低速性能下降；
③ 空氣壓縮機運轉時間延長；
④ 如果漏氣嚴重，將會造成故障缸不發火的嚴重現象，直接影響到船舶的安全航行。
找出原因，解決起來就方便了。首先判斷出故障排氣閥，然後解體、檢查、保養，更換所有密封圈，問題就迎刃而解了。
3 解決問題後的反思
（1）空壓機空氣壓力打不上，要綜合考慮各種情況，不要被表面現象所矇騙，要開闊思路，以免貽誤正確的處理時間。
（2）當班人員要增加工作責任性，集中精力，認真監控，密切注意各運行參數變化，以便相關人員作出正確的故障原因分析。
（3）無論遇到何種故障，要以最短、最快的時間作出正確的判斷，避免出現頭痛醫頭，腳痛醫腳的現象，從而達到去偽求真，標本兼治。
4 結束語
隨著MAN B&W十字頭二衝程直流掃氣柴油機在船舶運輸中的廣泛應用，類似的故障屢有發生，雖然該故障比較容易處理，但還是給管理帶來許多麻煩，嚴重時直接影響航行安全。所以管理者必須嚴格按照說明書要求，及時對相關設備的運行部件進行維修保養，更換易損部件，消除隱患，避免類似情況發生。
參考文獻：
[1]《MAN B&W柴油機使用說明書》
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