一
故障现象
某船主机为1台SUIZER 6RA一48型柴油机 ，额定功率6525kw，转速130r／min。
二冲程直流排气，扫气箱各缸共用，其增压系统采用废气定压涡轮增压，增压器型号为VTR-631—1N，最大允许转速为16000r／min，最大允许气温为550℃，2个辅助电动鼓风机。
航行时发现主机排气温度发生逐渐升高，由原来正常运行时排气温度为350～380℃升 至400℃，个别缸甚至达到420℃，平均升高约30～40℃。
虽该温度没有超过理论上船用柴油机排气温度的最高值，但根据该机的运行参数及实际的设定工况，排气温度的突然升高，是一种不正常的现象，测取爆压发现各缸爆压仅7.0MPa左右，而正常值应为9.0MPa，主机功率明显不足。
二
故障原因分析
在一定的供油量下，柴油机功率不足、排气温度过高，依据柴油机工作原理主要有以下几方面的原因，燃油质量问题和喷油器雾化不良；喷油及排气定时不对，空气冷却器及排气不畅背压太高和废气涡轮增压器故障等。
根据该船主机运转状况，轮机长和大管轮对其进行了具体的分析并逐一排除。
1.燃油质量
燃油质量是影响主机排烟温度的重要因素，若燃油质量不能满足雾化要求，则会引起燃油雾化不良，燃烧恶化，排烟温度升高。
现船用主机燃油决大部分是渣油与稀释油(柴油)按不同比例调制成不同粘度的燃油，使用时应根据实际情况来投加粘度合适的燃油。
燃油的种类不同，所含成分也不同，且不同种类的燃油具有不相溶性。
假如两种不同种类的燃油混合使用，将产生大量的油泥物，导致燃油质量变差，影响主机正常工作，并且混合油还会析出沥青，在高温条件下生成焦碳物质，粘污排气阀和排气管路等部件，排烟温度必然偏高。
因此应尽量避免不同种类燃油混合使用。
另外，还要根据燃油的品种，选择合适的燃油添加剂，并按要求的比例投放，均匀混合，这样可以提高燃油质量，改善燃烧工况。
如果燃油的品位已定，其质量关键还得看分油机的工况，并选择恰当的比重环，确定合理的分离油温，并按规定尽量缩短其排渣周期，同时还要让燃油在沉淀柜中沉淀足够的时间，经化验排除燃油质量的问题后使用。
第３１卷增刊 ２０１１年１０月 铁道机车车辆 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ＆ＣＡＲ Ｖｏ１．３１ Ｓｕｐｐｌ ０ｃｔ． ２０１１
文章编号：１００８—７８４２（２０１１）ＳＯ一０１１０—０６
ＴｉｅｒⅢ法规对船用柴油机增压器布置和设计的影响
左彤梅，秦建平，李泽胜编译
（中国石油集团 济柴动力总厂，山东济南２５０３０６）
摘要 国际海事组织ＩＭＯ ＴｉｅｒⅢ法规将在２ｏ１６年实施，计划在排放控制地区（ＥＣＡ）内推行更低的排放限值，并 且要求２０１５年起ＥＣＡ地区内的燃料含硫量降至０．１ 。过去几年中研究了各种降低ＮＯｘ排放的方法，比如油水 乳化、空气加湿和米勒循环，然而这些方法不能经济地满足新限值的需要。 如果以增压器开发为关键突破口迎接将来的生态和经济挑战，重点在于两项重要技术：排气再循环技术 （ＥＧＲ）和利用选择性催化还原技术（ＳＣＲ）进行的排气后处理方法。两种技术都与增压系统有相当的关联。ＳＣＲ 产生效果需要一定的温度，这与燃料含硫量相关，所以可布置在增压器的上游或下游，在这两种情况下，催化剂的 压力损失都必须由增压系统补偿。ＥＧＲ系统对进气量影响很大，正在研究如何应对ＥＧＲ率达到４５ 的情况。同 时，因为清洁燃烧需要恒定空燃比，所以要求进气压力比更高。两级增压系统对高低压各级部件作了优化后，可适 应ＥＧＲ系统的特殊要求。 关键词Ｔｉｅｒ１］Ｉ方案；ＥＧＲ；ＳＣＲ；单级增压；两级增压；挑战 中图分类号：ＴＫ４２１ ．８ 文献标志码：Ａ
增压发动机的开发最初是受功率密度增加和比质量 降低的驱动，副效应是发动机的效率也同时获得提高。 自２０世纪末开始，世界对环保方面的关注与Ｅｌ俱 增，推进全球排放立法。这使得发动机开发商的开发路 线图上又增添了额外的目标。由于喷油和进气系统的 持续改进，在过去已取得令人印象深刻的重大技术进 步，可以做到在恒定的功率输出下降低ＣＯ、ＮＯｘ、炭烟、 ＣＯ 排放和比油耗而对发动机整体仅有微小影响。 １ ＩＭＯ ＴｉｅｒⅡ方案 ２０１１年以后，所有敷设龙骨的船舶必须达到ＩＭＯ Ｔｉｅｒ ＩＩ的排放限值，即发动机制造必须考虑符合相应的
一、二冲程柴油机的换气过程可分为
哪几个阶段？各阶段有何特点？
答：（1）自由排气阶段（2）强制排
气和扫气阶段（3）过后排气阶段，
对某些直流扫气二冲程柴油机，还有
（4）额外进气阶段
二、分析比较脉冲增压和定压增压。
答：1）废气可用能的传递效率ηE。
脉冲增压排气可用能传递效率ηE在
低增压 时明显高于等压增压，但随
着增压度的提高，等压增压的ηE与
脉冲增压的ηE差别不断减小。在高
增压时，二者的差别就消失了。 2）涡轮增压器的综合效率ηTk。脉
冲涡轮增压器的综合效率ηTk也就比等压增压的ηTk低。 3）涡轮增压系统的有效性指标K。
当柴油机发展到高增压时，脉冲增压
的ηE高于等压增压不多，由于其η
Tk较低，就使得等压增压系统的K
较脉冲增压大。低速机因此均改为等
压增压。
4）部分负荷时的K值。在部分负荷
工况运转时，脉冲增压方式比等压增
压方式有效。这是一些增压度相当高
的中速机仍采用脉冲增压的原因。 5)扫气性能。柴油机在满负荷工况下
运转时，两种增压方式均能很好地扫
气。在低负荷时， 脉冲增压系统扫
气质量仍然很好。等压增压系统扫气质量迅速恶化，甚至出现废气倒流的
现象。因此在部分负荷工况下，等压
增压方式的扫气质量比脉冲增压方
式的差。
6)加载性能。等压增压加载性能较脉
冲增压差。 7)其它方面。脉冲涡轮由于间歇进气、
部分进气，其叶轮叶片容易发生较强
的振动，在叶片根部产生较大的附加
应力。等压涡轮叶片振动则小得多。
为了有效地利用废气的脉冲动能，系
统的布置、构造和加工等都有较严格
的要求。如要求排气管尽量短而细、
光滑且弯头少。因此脉冲增压对气
口、管道的清洁程度 较敏感。脉冲增压的涡轮离排气阀（口）很近，燃
气中的燃烧产物较容易 污损 涡轮。
所以其维护管理工作量较大。
三、新型船用柴油机为什么会采用定
压涡轮增压？
答：在低、中增压时，采用脉冲增压，
可以更多地利用废气中的能量。虽然
在结构、管理、涡轮机效率等方面有
缺点，但与其优点相比尚属次要。而
船舶电气与通信
而脉冲上升、下降时间以及脉冲间隔时间对转速的 波动和增压压力、排气温度的波动影响并不大。
(2)在多个电流脉冲过程中，脉冲时间间隔的
不同，对第一个脉冲周期基本没有影响，但是对后
面的循环有较大影响。随着时间间隔日益缩小，柴
油机的转速波动渐趋减小。(3 )如果不在调速器设定和增压器选型方面采
取措施，柴油机增压压力峰值为0.4 MPa，排气温
度的峰值也在900T：左右。主要原因是涡轮增压器
转速相对于油量变化滞后，导致喷油量增加后，增
压压力没有及时增加，使燃烧过量空气系数偏低，
导致燃烧温度较高，但这种高排温是瞬时性的，表
观温度处于合理范围[6]。(4) 随着机组综合惯量的减小，转速波动加剧。
(5) 电子调速器的各个参数对转速波动有影
响。比例控制加强，转速超调现象减弱；积分控制
加强，转速超调增加；微分控制加强，对转速的影
响较小。(6) 电子调速器精度降低后，转速波动率增
大。排气最高温度降低；但每个脉冲周期排气温 度高于700T：的时间仍约为3 s。(7)涡轮增压器转子转动惯量减小后，转速
波动减小，最高排气温度降低，最高排气温度持
续时间缩短。
实践证明，机组的合理设计可满足脉冲工况
使用要求；但为了优化机组的工作状态，更准确
地控制电流脉冲波形，必须在调速器和增压器方
面开展相关适用性改进并进行样机试验。
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