保持柴油机良好的工作状态,是获得柴油机性能良好的关键条件。燃油喷雾与喷射定时是否正常;气缸是否漏气;涡轮增压器通流部件是否积污;进、排气系统是否堵塞;冷却水温度是否恰当以及润滑系统、传动系统和操作系统等的技术状况是否良好等,都对柴油机的经济性等发生极大的影响。所有这些部位和系统,只要有一处不正常,都会增加燃油的消耗率。例如:气缸、活塞与活塞环严重磨损而漏气时,耗油率会显著增加;进、排气系统堵塞,气流不通畅时,耗油量将增加2~3%或更多;燃油喷射系统磨损或调整不当,会严重增加油耗;冷却水温度降低,会使柴油机循环效率降低;润滑系统不顺畅会使机械磨损增加,当然也就增加了油耗;传动系统、操作系统的好坏会使油耗有20%左右的差别。因此,对柴油机必须及时地检查与调整、精心地维护与保养和正确地操作与使用,以确保整个柴油机动力装置系统的技术状态良好。
一、对柴油机进行合理的维护保养
为了更好地维护好柴油机,船东应该做到如下几点:
1、按安全生产的规章制度的规定,要配备足额的轮机管理人员,加强岗位培训与考核,选择业务水平高,工作责任心强的人员上岗。
2、坚持机舱值班制度,坚持记录轮机日志,值班轮机人员应经常对运转中的机器通过眼看、手摸、耳听、鼻闻、口尝等感觉器官检查机器的运转情况,发现故障立即组织人员抢修排除,确保主要机械设备始终处于良好状态。
3、制定装备使用、保养岗位责任制和主要设备的操作规程,并严格执行,杜绝违章操作,做到科学管理、合理使用,减少事故。
二、 使用经济航速,降低油耗
渔船根据主机不同转数时油耗与航速的关系,摸索航行、生产作业方式与经济航速的规律,尽可能使主机降低负荷运转,是节约燃油、降低燃油消耗的一项重要措施。然而,对于我国渔船特别是群众渔业的渔船来说,不仅没有采用经济航速,相反地经常使主机处于超转速或超负荷等不良工况下运转,其耗油之甚是十分惊人的。
燃油的消耗量与航速的关系并不是一般的线性比例关系。一般来说,航速的变化与主机功率及燃油消耗量呈三次方关系。也就是说若航速减慢10%,则燃油消耗可减少30%,对经济效益的产生也是显而易见的。
航速不仅对油耗而且对机械损伤也相当严重,因为渔船主机功率储备有限。航速一旦提高,便使主机处于超转速或超负荷运转。(拖网作业时,虽然主机转速并没有超过标定转速,但往往处于超负荷工况)。超转速运转时,机械摩擦增大,机械效率下降,同时,随着转速过分提高,换气时间减少,流阻损失较大,换气质量变差。同样,随着转速提高,燃烧过程所占的时间减少,后燃比较严重。由于上述种种原因,在超转速运转时,主机耗油率增大。在超负荷工况下运转时,过量空气系数下降,燃油未能完全燃烧,排气冒黑烟,指示效率严重下降。同时,由于燃油未完全燃烧,就使得在柴油机气门、活塞以及活塞环上产生积炭,影响气密,使压缩终点压力温度下降,燃油的燃烧条件变差,又促使燃烧恶化。因此,在超负荷工况下,柴油机耗油率明显上升,燃料消耗随之增大,同时也对柴油机造成严重损伤。因此,除了遇到极其特殊的情况,如抗暴风,鱼汛异常旺发外,一般情况下绝不可超航速超负荷运转。
总之,渔船的自由航速应控制在主机标定功率的85%以内,作业航速应控制在主机标定功率范围内,就能减少机械损伤,最大限度内降低油耗,减少生产成本。
三、船、机、桨的合理配合
螺旋桨安装在船上,通过轴系与主机相联,船、机、桨组成一个复杂的联合体。其中机是能量的发生器,桨是能量的转换器,而船则是能量的消耗者。三者有自己的特性,而相互间又存在着运动和力的平衡与制约关系。柴油机的外特性反映出来的功率和转速近似于一次方关系,而螺旋桨吸收的功率与其转速则呈三次方关系,因此,当柴油机带动螺旋桨工作时,它们之间就存在如何配合的问题。对于一定的柴油机,必须选配合适的螺旋桨,螺旋桨选配的过重或过轻都是不利的。
螺旋桨选配得过重,当柴油机达到标定功率时,柴油机的转速低于标定转速,功率亦下降,拖力不足,这与拖网作业对于发挥功率的要求恰恰相反。渔民为了保持一定的拖网速度,只得加大油门,把柴油机置于超标定的外特性下工作,这就是渔船柴油机经常出现超负荷的根本原因。超负荷工况是造成主机耗油率上升的重要的直接和间接的原因。
螺旋桨选配的太轻,当柴油机达到标定转速时,柴油机功率仍无法发挥,船速仍然缓慢,在这种情况下,往往迫使柴油机超速运转。转速过分提高,机械效率就要下降,耗油率也就有所增大。
然而,不少群众渔船是凭经验建造,其所用的螺旋桨不是根据它与主机、船体阻力和作业形式相匹配而计算出来的,而且很多群众渔船在更换螺旋桨时,也没有考虑主机、船体特性等。因此,很多渔船匹配的螺旋桨不是过轻就是过重,带来了不少弊病。这个问题迄今尚未得到妥善解决,如何解决船、机、桨匹配问题,今后应该朝以下几个方面努力:
1、采用可调距螺旋桨 这是解决螺旋桨匹配的根本方法。其作用机理就在于它的螺距是可以调节的,也就是说用调节螺距的办法来适应航行条件的各种变化,使主机始终保持于较佳的工况下运行。例如,当渔船自由航行转入拖网作业时,就可以把螺距调小一些,以此来抵消拖网时阻力增大所引起的螺旋桨的“吃重”,这样就可以仍然保持原来的转速,使带动它的主机不致因转速下降丧失功率,同时不会导致柴油机超负荷。
2、采用双速比减速箱 所谓双速比就是针对渔船自由航行和拖网航行这两种航行状态所设计的。当渔船自由航行时,起用减速比小的一挡,即螺旋桨转速取得高一些,当渔船由自由航行转到拖网航行时,便启用减速比较大的一挡,对螺旋桨转速取得低一些,以适应拖网航行时的螺旋桨特性的要求,而柴油机的转速却可以保持不变,从而使柴油机的功率得到了充分的发挥。
3、各地渔船管理部门可把当地各种渔船船型、排水量、主机功率以及作业方式进行分类分档,组织有关船舶设计单位进行计算,然后根据计算和试验确定各类各档渔船所需的螺旋桨的几何尺寸,并组织定点生产,为各种渔船提供合适的螺旋桨。