柴油快艇废气涡轮增压器常见故障分析及对策
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摘 要：在实际工作中，经常会遇到因废气涡轮增压器故障引起柴油快艇处于不适航状态，更严重者会引起主机损坏，造成重大机损事故。本文介绍了废气涡轮增压器的工作原理、故障症状，从机器要素和人为要素两方面分析废气涡轮增压器故障原因，提出废气涡轮增压器防控对策，供船舶轮机部一线工作人员参考。
关键词：柴油快艇 废气涡轮 增压器 故障 分析
大潮起珠江，40年改革开放给广东航道带来翻天覆地的发展。2018年全省航道维护里程达到11233公里，繁重的维护任务对船舶提出更高的要求，采用电控高压共轨技术、废气涡轮增压等新技术的柴油主机不断装备航道系统的工作船舶，新型柴油快艇用来日常巡查航道、航标保养，废气涡轮增压器故障是柴油快艇相對常见的故障，因此一线的管理人员及船舶轮机人员需要不断学习新技术，掌握工作原理，正确维护保养机器。
1.废气涡轮增压器工作原理
1.1废气涡轮增压器原理
废气涡轮增压器是利用船舶柴油主机排出的废气能量来驱动增压器的涡轮，并带动同轴上的压气机叶轮旋转，将空气压缩并送入柴油主机气缸，燃油就可以和更多的、密度更大的空气充分燃烧，从而提高船舶主机功率。
1.2废气涡轮增压器优点
废气涡轮增压器能够在不改变柴油主机工作容积的情况下提高柴油发动机功率及扭矩，并降低油耗及排放。符合现在航标工作船船型小、功率大的要求。
1.3废气涡轮增压器缺点
涡轮迟滞。因为涡轮增压是靠废气驱动，要先产生废气，增压器才能转起来，所以废气涡轮的工作相对于柴油发动机汽缸内的工作有一定的滞后，同时，由于涡轮、泵轮高速旋转时具有很大的惯性，当发动机改变工况时，涡轮增压器响应迟缓，特别是加速性能比自然吸气发动机（非增压）要差，这就是涡轮迟滞现象。比如日常柴油快艇巡查航道时，主机在3600转时突然拉小油门减速，转速逐渐降低至1000转，这时再重新推大油门加速，这时候由于之前拉小油门低转速，进气压力降低，重新推大油门的话，就需要重新建立高进气压力，从推大油门，到增压空气参与燃烧，是有一个时间差的，就能够感受到这种涡轮迟滞。
不宜长时间涡轮怠速。废气涡轮增压器要工作，必须要产生废气建立一定的压力，如果长时间柴油机低转速怠速，一方面机油压力建立不起来，主机润滑不良，比如曲轴润滑、气缸套润滑等，影响柴油机各系统润滑作用，严重造成机损事故，另一方面转速低吹不动涡轮，导致气缸进气量减少，容易产生积碳，降低喷油嘴使用寿命。
2.废气涡轮增压器故障实例分析
2.1废气涡轮增压器故障实例一
2017年5月，我所在航道站粤标巡126柴油快艇出现主机转速上不去，航速达不到正常速度。粤标巡126船ISUZU五十铃4JB1TCX柴油发动机，额定功率80.9kw，额定转速3200转。当时发现主机转速最高2800，冒黑烟，航速40km/h，转速和航速上不去，一般正常情况下，转速可达3200转，航速50km/h，当时下水检查螺旋桨没有缠住异物，排除螺旋桨缠住东西导致负荷过大的原因，更换新螺旋桨仍存在此现象，排除旧螺旋桨工况不良导致转速上不去的原因，检查喷油嘴压力正常，更换燃油滤器，更换使用中石化柴油也存在此现象，排除油路问题，船头增加压舱铁块也没明显改善效果，最后听从佛山中心船机主管意见，更换废气涡轮增压器，效果明显，基本恢复正常。
2.2废气涡轮增压器故障实例二
2018年6月，我所在航道站粤标118航标工作船（双主机，潍柴），发现左主机冒黑烟，转速上不去现象，一开始怀疑螺旋桨缠住异物，经下水检查，无任何异物，螺旋桨也无异状，清洗燃油滤器，此状况仍未改变，怀疑是废气涡轮增压器问题，后经拆检，增压器叶轮有一片损坏，碎屑导致轴承磨损，经更换增压器，转速恢复正常，问题解决。
2.3废气涡轮增压器其他故障症状
在实际船舶轮机部工作中，涡轮增压器还容易产生以下症状，一是增压压力不足，主要是吸气端滤网堵塞，清洗不及时导致;二是增压器冷却水温度过高，主要是冷却系统进口滤器容易堵塞，三是增压器有异响，由于航道工作船及快艇都属于小型主机，异响发生几率较少。
3.废气涡轮增压器故障原因分析
3.1人员因素
废气涡轮增压器发生故障，最主要原因还是人员的使用操作、维护保养不当造成的。驾驶人员不合理的操作方式，比如主机启动热车（怠速）一段时间后，才可逐渐推大油门加速高速航行，有的驾驶员开机后直接大油门航行，很容易伤机器;再比如返航后，主机也要怠速一段时间，才关停主机，有的驾驶员停泊好后就直接关停主机，也容易伤机器;有的轮机员没有定期保养增压器，比如清洁空气滤网、更换机油等，也容易造成增压器故障。没有正常操作及定期开展船舶机械设备的维护保养是造成船舶机器故障的主要人为因素。
3.2机器因素
废气涡轮增压器发生故障客观原因有两方面因素，一是增压器本身质量不好，容易耗损发生故障。市场上废气涡轮增压器质量参差不齐，价格不一，有国产品牌，也有进口品牌，很难保证质量。二是增压器与主机配套问题，防止发生小牛拉大车或者大牛拉小车的现象，选定增压器主要根据船舶主机的功率，主机功率通常与空气和燃油量成正比。一旦确定了主机功率和排量，根据不同需求考虑增压器壳体尺寸，很多程度上取决于气流的要求。例如，想要快速的主机加速响应，就考虑较小的涡轮增压器或较小的涡轮壳体，小涡轮可以增加排气背压，提高油门响应，但往往功率较小。或者需要大马力高速航行，就考虑一个更大的涡轮增压器或涡轮外壳，提供充分进气量，但越大的增压器，需要长时间的涡轮怠速，油门不立即响应。
4.柴油快艇废气涡轮增压器常见故障处理
4.1增压压力不足
增压器空气滤器阻塞，进气量不足，造成增压压力不足。一般情况下，空气滤器在使用1000h应清洗一次。
4.2增压器转速上不去，冒黑烟
增压器叶轮变形损坏或者轴承磨损，造成进气不足，转速上不去，冒黑烟，航速变慢，一般情况下，柴油快艇的废气涡轮增压器考虑直接更换处理。
4.3增压器冷却水温度过高
增压器冷却水温过高，主要是由于整个主机冷却系统冷却效果不良引起的，通常情况是由于进水口滤器堵塞引起，尤其是内河低等级航道，河水垃圾较多，水位较浅，淤泥较多。一般清洗进水口滤器就可以解决。
5.废气涡轮增压器防控对策
5.1人员安全教育
废气涡轮增压器防控对策，主要以加强人员正确操作和维护安全意识教育为主。
驾驶人员应按照正确驾驶操作规程操作，开车和停车前，应进行充分的备车时间，避免主机启动后直接出航或者停泊后直接关停主机走人。加速或减速时应逐渐拉动油门，避免大油门用车。
轮机人员应按船舶轮机部三级保养规定按时保养，定时进行清洁或更换增压器空气滤网，定期拆检增压器检查叶轮和轴承，定期检查淡水和机油冷却系统。发现问题及时解决，绝不能让机器带病运行，造成更大损失。
5.2严格执行船舶三级保养制度
船舶三级保养制度，涉及驾驶部、轮机部方方面面，不管是驾驶员还是轮机员，严格按照船舶三级保养制度进行船舶维护，确保制度执行到位。
6.结束语
综上所述，废气涡轮增压器在柴油快艇上是比较成熟常见的技术应用，通过对废气涡轮增压器工作原理分析，常见故障分析和处理，提出加强人员安全意识教育和严格落实船舶三级保养制度的预防对策。以点带面，供航道系统一线船员参考。
参考文献：
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