柳州航区船舶动力不足原因探析及解决方法

◎ 覃茂莹 徐　捷　广西柳州船舶检验局

柳州航区船舶动力不足原因探析及解决方法

◎ 覃茂莹 徐捷广西柳州船舶检验局

船舶的动力系统是船舶的一个重要组成部分，对船舶营运的可靠性、经济性、安全性等将产生直接的影响。本文针对柳州航区营运船舶动力不足的现象，分析影响动力不足的几个主要因素，并提出相应的解决思路。

船舶动力不足

在船舶的发展史上，船舶动力的发展一直紧紧相随。按照船舶动力的发展划分，船舶动力经历了由舟筏时代的人力动力和帆船时代的风帆风力动力，到蒸汽工业革命年代的蒸汽机动力，最后到了目前专业化、大型化、自动化的现代柴油机动力时代。

船用柴油机是目前绝大部分船舶的主推进动力源，柳州航区所有的营运船舶动力装置均采用柴油机。动力的不足会导致主机功率的下降甚至熄火失去动力，航速降低，燃油消耗增加；还会使主机冷却水温升高，排气温度下降，加剧各部件的磨损，缩短主机的使用寿命以及降低主机运行的可靠性。特别在柳州航区，船舶动力的不足，使得很多船舶无法逆水正常运载回航或者无法通过急流滩头。这就影响了船舶营运的效率，降低了船舶的可靠性、经济性和安全性，对正常的营运航行产生了极大的影响。因此，探讨柳州航区内船舶动力不足的原因，寻找及时有效的解决方案显得尤为重要。

1.船舶动力不足的原因

1.1柴油主机故障的因素

动力不足故障时柴油机最为常见的故障之一，引起柴油机动力不足故障的因素存在很多，几乎涵盖了柴油机所有的机构和系统。也就是说，柴油机大部分机构或者系统出现问题或者故障，都有可能造成柴油机动力不足。柴油机动力不足的基本原因见表1。

根据表1所示，柴油机动力不足故障是一个涉及多方面的问题，但总的来说，柴油机动力不足不外乎：油（包括低压油路和高压油路）、气（包括进气系统和排气系统）、柴油机本身（如气缸套磨损、控制系统或者传感器故障等）这三个方面的因素。

1.2航区航道水文条件的因素

柳州航区位处我国珠江水系广西境内柳州市附近内河航区，航区内融江汇入柳江并与红水河汇合后流入黔江，经浔江、西江最后进入广东省境内河流后汇入出海口。柳州航区自古以来就是远近闻名的魔鬼航道，航道内水流湍急，礁石林立，险滩众多。在船舶设计建造初始，由于未考虑到航区内的恶劣的航道条件因素船舶航行的影响，迫使航区内很多船舶只能空载运载时回航，究其原因，主要是因为水文因素导致的动力不足。

1.3船舶设计建造因素

1.3.1船型选择不当

表1　

船舶设计选型是一个必须考虑各种因素的综合性问题。船舶设计中的一个重要步骤是确定船型参数，就是确定表征船体水线以下部分的一些特征参数的数值和几何形状。船型参数的选择应顾及总体布置、工艺结构、快速性、耐波性、稳性、航区和经济性等诸方面既有联系又有矛盾的各种要求。现有柳州航区的运输船舶主要的船型参数的选择往往依赖于以往的经验和借用过去摸索到的船型参数规律，并未考虑船型与实际航区特定的通航条件以及船舶预期的营运模式。

而船型与船舶航行阻力之间有着密切的联系。相同条件下，船型参数的正确选择可以减小船舶航行中的阻力，从而有效地保证船舶动力供给；而不恰当甚至错误船型参数的选择则会增加船舶航行的阻力，必将会导致船舶动力不足故障的产生，这就影响了船舶营运的安全，降低了营运的经济性和效益。

1.3.2主机选型不当

船舶主动力装置是船舶的心脏，船舶主机的选择对船舶动力装置的可靠性、经济性、机动性等将产生直接的影响。由于受到航区限制及经济因素的影响，目前柳州航区船舶的主机大多数为中小型高速柴油机。在船舶图纸设计之初，由于缺乏理论依据和对实际航区各种情况的具体了解，发现有部分船舶在选用主机时，选择了功率偏小的柴油机，导致船舶在营运过程中动力表现不足，满足不了柳州特定航区航道的航行，造成营运成本增加，达不到预期的经济效益。

2.解决方法

根据以上列举的三种导致柳州航区船舶主机动力不足的原因以及分析，针对性地提出解决的方法，解决动力不足的故障。

2.1柴油机故障的排除

2.1.1进、排气系统故障排除

如确认故障是由于进、排气系统造成的，则保证空气滤芯和中冷器的清洁，畅通进、排气气路，确保气路和中冷器的气密性，检修测量进、排气的相应传感器。

2.1.2燃油系统故障排除

如确认故障位置为燃油系统，就应保证柴油滤清器滤芯的清洁，确保油路的畅通及气密，回油安全阀和输出油泵应能正常回油和保证燃油的供给；喷油器的柱塞磨损过大或出油阀密封不严应时地更换，保证油头和高压油泵的正常工作；对于电控系统元件的故障，则应测量诊断后进行修复或者更换。

2.1.3机械部位故障排除

机械部位出现故障时，要保证气门间隙处于规定的范围值内，确保气门、汽缸垫的密闭性；在活塞环、缸套或者活塞过度磨损或者到达使用时间后应该及时地更换；在气缸压缩余量过大时，应调整轴瓦或者活塞销间隙并且适当调整汽缸盖螺栓的预紧力矩使其符合说明书的规定范围值。

2.1.3操作（控制）系统故障排除

对于操控系统的故障，应保证系统中各电子、控制元件的正常工作，如：应确保调速器和调速机构故障后应及时检修、调整，对于损坏的器件、元件要及时更换，避免柴油机的飞车超速、低速熄火或者车令的失效。

当然，柴油机的正常运行还需要良好的燃油品质、正常的机油压力以及避免大功率的轴带设备等。

2.2船型和主机的正确选用

船型的选择应充分考虑珠江水系通航技术条件、各航段的差异性、干支流的相通性，遵循船型与航道等级、船闸、升船机等通航建筑物相匹配，尽可能简化尺度系列档次，兼顾船型优选及实用性，以及与相关国家标准、交通运输行业标准和行业政策相协调等原则，并经多种方案技术经济优化论证研究制定。可以参照《珠江水系“三线”过闸船舶标准船型主尺度系列》、《珠江水系“三线”过闸船舶标准船型主尺度系列》和《珠江干线货运船舶船型主尺度系列》（JT/T559-2004）。正确船型参数的选择才能保证营运安全、降低船舶 、提高效率，确保航运业的可持续发展和提高竞争力。

而主机的选择应满足船舶最经济的航运模式。即在船舶设计时，船舶主机能够保证船舶在有效地营运状态下，满足一定的经济航速，并具备一定的动力储备（考虑船舶的营运条件、状态、航区航道水文条件和安全的因素），使得船舶主机功率得到最充分有效地利用从而保证船、机、浆最高效率的配合。主机功率的确定之时，在确定排水量及设计航速等技术参数时，可采用“海军系数法”进行估算，即

式中：

D——排水量，t；

C——海军系数；

L——船长，m；

V——航速，m/s；

且，根据公式：

T=9.55×P/N

式中：

T——输出扭矩，N/m；

P——功率，kW；

N——转速，r/min；

得知，船舶在经济航速下需要的特定推进力矩时，主机功率和额定转速成正比。因此主机选用时，应选用转速相对低一些的来保证动力的充沛，而低转速柴油机相对高转速柴油机来说其效率更高，磨损更少，使用寿命更长，燃油消耗更低。

不仅仅是柳州航区的运输船舶，在内河船舶中，船舶动力不足时普遍存在的现象。动力不足的故障影响到了到众多船舶从业者的切身利益。船舶表现动力不足时，应因地制宜地剖析其产生的原因并切而实际地尽快排除。在船舶设计建造之初，应把船舶营运要求、航区航道的区域特性融入设计度量中。当然，日常的轮机管理员对主机的正确维护保养，对避免船舶动力不足的故障也是非常重要的环节。

［1］于洪亮，黄连忠.船舶动力装置技术管理［M］.大连海事大学出版社，2009，9.

［2］母忠林.国Ⅲ柴油机故障诊断与典型案例分析［M］.机械工业出版社，2012，5.

［3］蓝富华，张彬.柴油机技术问答［M］.中国石化出版社，2011，10.