柳州航區(qū)船舶動力不足原因探析及解決方法

◎ 覃茂瑩 徐　捷　廣西柳州船舶檢驗局

柳州航區(qū)船舶動力不足原因探析及解決方法

◎ 覃茂瑩 徐捷廣西柳州船舶檢驗局

船舶的動力系統(tǒng)是船舶的一個重要組成部分，對船舶營運的可靠性、經(jīng)濟性、安全性等將產(chǎn)生直接的影響。本文針對柳州航區(qū)營運船舶動力不足的現(xiàn)象，分析影響動力不足的幾個主要因素，并提出相應(yīng)的解決思路。

船舶動力不足

在船舶的發(fā)展史上，船舶動力的發(fā)展一直緊緊相隨。按照船舶動力的發(fā)展劃分，船舶動力經(jīng)歷了由舟筏時代的人力動力和帆船時代的風(fēng)帆風(fēng)力動力，到蒸汽工業(yè)革命年代的蒸汽機動力，最后到了目前專業(yè)化、大型化、自動化的現(xiàn)代柴油機動力時代。

船用柴油機是目前絕大部分船舶的主推進動力源，柳州航區(qū)所有的營運船舶動力裝置均采用柴油機。動力的不足會導(dǎo)致主機功率的下降甚至熄火失去動力，航速降低，燃油消耗增加；還會使主機冷卻水溫升高，排氣溫度下降，加劇各部件的磨損，縮短主機的使用壽命以及降低主機運行的可靠性。特別在柳州航區(qū)，船舶動力的不足，使得很多船舶無法逆水正常運載回航或者無法通過急流灘頭。這就影響了船舶營運的效率，降低了船舶的可靠性、經(jīng)濟性和安全性，對正常的營運航行產(chǎn)生了極大的影響。因此，探討柳州航區(qū)內(nèi)船舶動力不足的原因，尋找及時有效的解決方案顯得尤為重要。

1.船舶動力不足的原因

1.1柴油主機故障的因素

動力不足故障時柴油機最為常見的故障之一，引起柴油機動力不足故障的因素存在很多，幾乎涵蓋了柴油機所有的機構(gòu)和系統(tǒng)。也就是說，柴油機大部分機構(gòu)或者系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者故障，都有可能造成柴油機動力不足。柴油機動力不足的基本原因見表1。

根據(jù)表1所示，柴油機動力不足故障是一個涉及多方面的問題，但總的來說，柴油機動力不足不外乎：油（包括低壓油路和高壓油路）、氣（包括進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)）、柴油機本身（如氣缸套磨損、控制系統(tǒng)或者傳感器故障等）這三個方面的因素。

1.2航區(qū)航道水文條件的因素

柳州航區(qū)位處我國珠江水系廣西境內(nèi)柳州市附近內(nèi)河航區(qū)，航區(qū)內(nèi)融江匯入柳江并與紅水河匯合后流入黔江，經(jīng)潯江、西江最后進入廣東省境內(nèi)河流后匯入出?？?。柳州航區(qū)自古以來就是遠近聞名的魔鬼航道，航道內(nèi)水流湍急，礁石林立，險灘眾多。在船舶設(shè)計建造初始，由于未考慮到航區(qū)內(nèi)的惡劣的航道條件因素船舶航行的影響，迫使航區(qū)內(nèi)很多船舶只能空載運載時回航，究其原因，主要是因為水文因素導(dǎo)致的動力不足。

1.3船舶設(shè)計建造因素

1.3.1船型選擇不當(dāng)

表1　

船舶設(shè)計選型是一個必須考慮各種因素的綜合性問題。船舶設(shè)計中的一個重要步驟是確定船型參數(shù)，就是確定表征船體水線以下部分的一些特征參數(shù)的數(shù)值和幾何形狀。船型參數(shù)的選擇應(yīng)顧及總體布置、工藝結(jié)構(gòu)、快速性、耐波性、穩(wěn)性、航區(qū)和經(jīng)濟性等諸方面既有聯(lián)系又有矛盾的各種要求。現(xiàn)有柳州航區(qū)的運輸船舶主要的船型參數(shù)的選擇往往依賴于以往的經(jīng)驗和借用過去摸索到的船型參數(shù)規(guī)律，并未考慮船型與實際航區(qū)特定的通航條件以及船舶預(yù)期的營運模式。

而船型與船舶航行阻力之間有著密切的聯(lián)系。相同條件下，船型參數(shù)的正確選擇可以減小船舶航行中的阻力，從而有效地保證船舶動力供給；而不恰當(dāng)甚至錯誤船型參數(shù)的選擇則會增加船舶航行的阻力，必將會導(dǎo)致船舶動力不足故障的產(chǎn)生，這就影響了船舶營運的安全，降低了營運的經(jīng)濟性和效益。

1.3.2主機選型不當(dāng)

船舶主動力裝置是船舶的心臟，船舶主機的選擇對船舶動力裝置的可靠性、經(jīng)濟性、機動性等將產(chǎn)生直接的影響。由于受到航區(qū)限制及經(jīng)濟因素的影響，目前柳州航區(qū)船舶的主機大多數(shù)為中小型高速柴油機。在船舶圖紙設(shè)計之初，由于缺乏理論依據(jù)和對實際航區(qū)各種情況的具體了解，發(fā)現(xiàn)有部分船舶在選用主機時，選擇了功率偏小的柴油機，導(dǎo)致船舶在營運過程中動力表現(xiàn)不足，滿足不了柳州特定航區(qū)航道的航行，造成營運成本增加，達不到預(yù)期的經(jīng)濟效益。

2.解決方法

根據(jù)以上列舉的三種導(dǎo)致柳州航區(qū)船舶主機動力不足的原因以及分析，針對性地提出解決的方法，解決動力不足的故障。

2.1柴油機故障的排除

2.1.1進、排氣系統(tǒng)故障排除

如確認故障是由于進、排氣系統(tǒng)造成的，則保證空氣濾芯和中冷器的清潔，暢通進、排氣氣路，確保氣路和中冷器的氣密性，檢修測量進、排氣的相應(yīng)傳感器。

2.1.2燃油系統(tǒng)故障排除

如確認故障位置為燃油系統(tǒng)，就應(yīng)保證柴油濾清器濾芯的清潔，確保油路的暢通及氣密，回油安全閥和輸出油泵應(yīng)能正?；赜秃捅ＷC燃油的供給；噴油器的柱塞磨損過大或出油閥密封不嚴應(yīng)時地更換，保證油頭和高壓油泵的正常工作；對于電控系統(tǒng)元件的故障，則應(yīng)測量診斷后進行修復(fù)或者更換。

2.1.3機械部位故障排除

機械部位出現(xiàn)故障時，要保證氣門間隙處于規(guī)定的范圍值內(nèi)，確保氣門、汽缸墊的密閉性；在活塞環(huán)、缸套或者活塞過度磨損或者到達使用時間后應(yīng)該及時地更換；在氣缸壓縮余量過大時，應(yīng)調(diào)整軸瓦或者活塞銷間隙并且適當(dāng)調(diào)整汽缸蓋螺栓的預(yù)緊力矩使其符合說明書的規(guī)定范圍值。

2.1.3操作（控制）系統(tǒng)故障排除

對于操控系統(tǒng)的故障，應(yīng)保證系統(tǒng)中各電子、控制元件的正常工作，如：應(yīng)確保調(diào)速器和調(diào)速機構(gòu)故障后應(yīng)及時檢修、調(diào)整，對于損壞的器件、元件要及時更換，避免柴油機的飛車超速、低速熄火或者車令的失效。

當(dāng)然，柴油機的正常運行還需要良好的燃油品質(zhì)、正常的機油壓力以及避免大功率的軸帶設(shè)備等。

2.2船型和主機的正確選用

船型的選擇應(yīng)充分考慮珠江水系通航技術(shù)條件、各航段的差異性、干支流的相通性，遵循船型與航道等級、船閘、升船機等通航建筑物相匹配，盡可能簡化尺度系列檔次，兼顧船型優(yōu)選及實用性，以及與相關(guān)國家標準、交通運輸行業(yè)標準和行業(yè)政策相協(xié)調(diào)等原則，并經(jīng)多種方案技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化論證研究制定?？梢詤⒄铡吨榻怠叭€”過閘船舶標準船型主尺度系列》、《珠江水系“三線”過閘船舶標準船型主尺度系列》和《珠江干線貨運船舶船型主尺度系列》（JT/T559-2004）。正確船型參數(shù)的選擇才能保證營運安全、降低船舶 、提高效率，確保航運業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和提高競爭力。

而主機的選擇應(yīng)滿足船舶最經(jīng)濟的航運模式。即在船舶設(shè)計時，船舶主機能夠保證船舶在有效地營運狀態(tài)下，滿足一定的經(jīng)濟航速，并具備一定的動力儲備（考慮船舶的營運條件、狀態(tài)、航區(qū)航道水文條件和安全的因素），使得船舶主機功率得到最充分有效地利用從而保證船、機、漿最高效率的配合。主機功率的確定之時，在確定排水量及設(shè)計航速等技術(shù)參數(shù)時，可采用“海軍系數(shù)法”進行估算，即

式中：

D——排水量，t；

C——海軍系數(shù)；

L——船長，m；

V——航速，m/s；

且，根據(jù)公式：

T=9.55×P/N

式中：

T——輸出扭矩，N/m；

P——功率，kW；

N——轉(zhuǎn)速，r/min；

得知，船舶在經(jīng)濟航速下需要的特定推進力矩時，主機功率和額定轉(zhuǎn)速成正比。因此主機選用時，應(yīng)選用轉(zhuǎn)速相對低一些的來保證動力的充沛，而低轉(zhuǎn)速柴油機相對高轉(zhuǎn)速柴油機來說其效率更高，磨損更少，使用壽命更長，燃油消耗更低。

不僅僅是柳州航區(qū)的運輸船舶，在內(nèi)河船舶中，船舶動力不足時普遍存在的現(xiàn)象。動力不足的故障影響到了到眾多船舶從業(yè)者的切身利益。船舶表現(xiàn)動力不足時，應(yīng)因地制宜地剖析其產(chǎn)生的原因并切而實際地盡快排除。在船舶設(shè)計建造之初，應(yīng)把船舶營運要求、航區(qū)航道的區(qū)域特性融入設(shè)計度量中。當(dāng)然，日常的輪機管理員對主機的正確維護保養(yǎng)，對避免船舶動力不足的故障也是非常重要的環(huán)節(jié)。

［1］于洪亮，黃連忠.船舶動力裝置技術(shù)管理［M］.大連海事大學(xué)出版社，2009，9.

［2］母忠林.國Ⅲ柴油機故障診斷與典型案例分析［M］.機械工業(yè)出版社，2012，5.

［3］藍富華，張彬.柴油機技術(shù)問答［M］.中國石化出版社，2011，10.