摘 要：MTU4000系列船用柴油机在工作时易出现过高的排气温度的不利工况，本文针对这一情况进行了故障分析，得到了引发这一故障的主要因素有：燃油质量、雾化质量、进气质量、运动部件状况，并对上述因素进行逐个的排查。本文还探讨了燃油系统的工作原理，以及喷油器的工作原理、检查方法及故障处理，并提出了相应的应对措施。此外，本文从管理的角度出发，给出了有效避免柴油机排温过高的建议，并阐述了对机械设备进行日常管理时需要注意的问题。
关键词：MTU4000柴油机 柴油机排温过高 故障分析 解决方法
1.MTU4000系列柴油机以及排气系统
在20世纪90年代，德国MTU公司开发研制了MTU4000系列柴油机，该系列的柴油机能够达到IMOⅡ 排放标准（船舶行业），原有的喷油泵也变为使用共轨式喷射系统（COMMON RAIL）。MTU4000系列柴油机开发中运用到的新技术是柴油机燃烧技术，这一技术的优点是：共轨式喷射系统的利用改变了传统喷射系统的约束，削弱了有害物质的排量，同时也使柴油机的燃烧效率得到了很大的提高，作为新一代柴油机，具有大功率、高速的特点。MTU4000系列柴油机利用了直喷燃烧技术和液体冷却技术，总排量为65L，气缸径内为165mm，行程为190mm，柴油机的额定转速为2000rpm，按ISO3046标准最大功率为2320KW即为该款柴油机的系列号。MTU4000M70是我国粤港澳地区高速双体客船主机的主要型号，下面以该型号为例对柴油机的进排气系统作简要介绍：
1.1低负荷工作时
当发动机低负荷时（即转速低于1680），空气由A排废气涡轮增压器吸入并增压送入A排中冷器，由于低负荷时只有一半的气缸为有效做功，由ECU控制断缸喷油，B排增压器进气风门处于关闭状态，所以B排空气通过A排中冷器与B 排中冷器之间的平衡管输入，空气经中冷器冷却后经由进气管进入气缸。
1.2高负荷工作时
当发动机高负荷时（即转速高于1680），A、B排废气涡轮增压器同时工作，A排空气由A排废气涡轮增压器吸入并增压送入A排中冷器经冷却后由进气管进入到气缸头，B排空气由B排废气涡轮增压器吸入并增压送入B排中冷器经冷却后由进气管进入到气缸头，A、B排多余的增压空气由平衡管进去到中间的预推阀排到排气歧管。
2.常见故障检查，分析与修理
燃油燃烧情况能够通过排气温度的高低来判断，柴油机的排气温度过高时，会导致其热负荷增加，增强了热应力，这就会对材料性能、润滑条件、使用寿命等造成不利的影响。若不能对过高的排气温度进行有效的控制，可能会导致零件烧毁，最常见的就是排气阀烧毁，零件烧毁可能使正在高速运行的柴油机的安全受到威胁。因此，监测并控制好排气温度，有利于保证柴油机在正常工况下运行。在对柴油机进行故障检修时，应提前向船方相关负责人咨询该主机在运性时的情况；如：排温偏高的状态是固定的还是波动的；排温偏高的气缸与正常温度气缸的偏差大小等。这些信息对之后的故障判断都会很有用，排温偏高的气缸若是有波动则大多数是电气部分引起的故障，如排温传感器故障，信号线束故障，ECU故障等。如果排温偏高数值没有波动的则大多数是机械部分引起的故障。主机机械部分引起的排温偏高应要引起充分的重视，特别是在初步排除了燃油、进气方面的故障后应尽快泊厂检修。
2.1燃油供给系引致的排温高
2.1.1雾化质量
导致雾化质量差的原因是：燃油颗粒粗糙，质量差，燃烧时燃油与空气的接触不完全、混合不均匀，发生了不充分燃烧，提高了排气温度。通过化学成分和技术指标可以分析燃油的质量，在对燃油进行选择审核这些指标，对于不能满足指标要求的燃油应该严格禁止使用。因为一旦选用了质量不达标的燃油，燃油就会发生不充分燃烧，这会使得柴油机的排气温度持续增加。在燃油选择的时候，除了要关注燃油的质量是否达标以外，其选择还应该具有针对性，即不同的机型所选用的燃油粘度应有所差异。若燃油与柴油机不能进行合理的匹配，也会使得排气温度增大，甚至会导致柴油机的运行出现中断。在进行燃油的选择时，还有应该考虑到燃油运行的温度，根据生产实践中四冲程柴油机的使用情况，可对燃油温度进行手动控制，通过对温度的调节来改变燃油的粘度，从而达到对燃油质量进行控制的目的。
2.1.2喷油器出现故障
导致排气温度过高的原因有三點：（1）启阀压力过低，启阀压力过低主要是由下述情况引发的：因错误安装或卡死使喷油器处于常开状态；压力弹簧断裂；压力弹簧或安装在压力弹簧上的锁紧螺母发生松懈。启阀压力过低，喷油器喷油开始工作时会提早喷油，喷油结束时又发生延迟，这就增加了喷油过程的时长。喷油时长的增加会降低雾化质量、使得燃油发生不充分燃烧，降低燃烧质量；同时还是会使后燃期燃烧情况恶化加剧，进一步降低了加燃烧质量，此时机件会出现过热现象，引发排气温度升高。（2）喷油孔直径偏大，会降低雾化质量，造成燃烧不充分，从而增加排气温度。（3）喷油嘴出现小孔、裂纹、以及密封不严的情况。都会使喷油嘴出现滴漏的现象，导致后燃期时长增加、燃烧情况恶化，从而增加排气温度。当出现这种情况时，需要拆下喷油嘴并观察其结碳程度，此外，还需要进行一系列的试验，包括：密封性试验、启阀压力试验、雾化质量试验，以便验证该情况产生的具体原因。
2.1.3喷油提前角过小或过大
柴油机的排气温度、最高爆炸压力、平均压力增长率都与喷油提前角有关。角度过小，将导致后燃恶化，增加排气温度和热负荷、减小热效率。角度过大，将导致滞燃期延长、最高爆炸压力增大、柴油机启动困难、以及震动严重等情况发生。因MTU4000系列的燃油喷射是通过电子技术实现，实际生产中，应依据说明书对ECU的数据进行核实和控制，以便确定合理的喷油提前角。