机舱空气中的废气中：氮氧化物NOx（NO与NO2）、烟（含焦烟）、粉尘、硫酸气、一氧化碳、碳氢化物、臭氧、二氧化碳及水蒸气等。以上废气用NOx表示。空气主要由氧气，氮气，惰性气体、和杂质组成。按摩尔（mol）计，1mol空气中所占的成分为：O2占0.21 mol，N2占0.78 mol，惰性气体（以Ar代表）占0.06 mol，它们和NOx组成混合气体。混合气体中各组成气体摩尔之和等于1。即：
η1+η2+...+ηn η=1（4）
式中：η1、η2......ηn--各组成混合气体的量，mol；
η--混合气体的总量，mol。
由式
（4）可知，机舱空气内增加的NOx，看作ηn，那么NOx增加，O2等则减少。
柴油在汽缸内燃烧，是燃油被空气中的氧剧烈氧化的结果，柴油机在吸气过程中，应保证有充足的新气进入汽缸，从中获得足够的氧气，为柴油机燃烧过程创造良好条件。机舱空气内含O2减少，燃烧时所需要的氧不足，排气烟度增大，柴油机功率下降。
1 mol空气中，O2占0.21 mol，那么，1 kg燃油完全燃烧所需要的理论空气量L0式如下：
L0=1 0.21gc 12+gH 4-g0 32
（5）
式中：gC、gH、g0分别代表1 kg燃油中碳、氢、氧的量。
从式（4）和（5）分析，当机舱空气被NOx混充后，1 mol空气中O2的量小于0.21 mol。完全燃烧1 kg燃油所需的Lo就要增加，从式（2）可知，当Lo增大，g不变，α减小。在运转中的柴油机由于进排门、活塞环及缸套磨损泄气，使α更小，导致汽缸内进气不足，燃烧不完善，柴油机的热效率下降。
三、小结
机舱气温升高，空气被污染，导致柴油机的α、ηυ降低，使柴油机的动力性和经济性下降。特别是对无空调、无通风设备的船和非增压柴油机的工作指标降低较大，机舱空气污染对轮机人员身体健康的威胁是不可忽视的。根据上述探讨建议：
(1)对主机、副机及各种机舱设备应加强维护保养。
(2)船外新气直接引进柴油机进气口，或将进气口设置在空气流通的地方。
(3)设计船舶时，机舱的门窗、天窗、通风口应宽大，以保证空气流通。
(4)机舱设置空调、通风设备或柴油机进气口安装冷却器，若有这些设备，应加强维护保养。
(5)设计制造适应气温变化及净化空气的船用新型柴油机。
第三节 柴油机零件磨损引起燃油
超耗的原因与对策
柴油机在运转中，由于机械摩擦与腐蚀引起零件磨损，使柴油机的工作性能发生变化，从而降低了柴油机的经济性。柴油机的汽缸密封件、凸轮、精密偶件等磨损，引起燃油超耗尤其严重。下面结合实际谈谈柴油机零件磨损引起燃油超耗的原因与对策。
一、汽缸密封件磨损引起燃油超耗的原因与对策
柴油机缸套、活塞、活塞环、气门与气门座等，磨损过度引起汽缸严重漏气、窜气，不但使汽缸压缩终点的压力和温度降低，而且造成汽缸内的空气量减少，结果引起燃烧不良，油耗增加。油耗随着柴油机累计工作时间的增加和密封件磨损的增加而增高。笔者在6135AG型柴油机上做过试验：柴油机大修后或新柴油机累计工作2000h，燃油消耗为217～224 g/(kW·h)；累计工作4000h，燃油消耗增至234g/(kW·h)；累计工作5500~6500h，燃油消耗增至256g/(kW·h)。有的柴油机保养差，长期超负荷运转，燃油消耗超过265g/（kW·h）；有的虽经过多次保养，但燃油消耗仍不断增加，问题就可能出现在柴油机的零部件趋于老化，特别是运动件与常拆装件更为严重。要保持稳定的最佳油耗，可采取以下三种措施。
(1)柴油机累计工作1500~2000h，要认真检查汽缸密封情况，并检查活塞环、汽缸套、气门与气门座是否有严重磨损或损坏，必要时还需修复或换新。
(2)对柴油机的大修期不要限得太死，要灵活掌握。柴油机累计工作时间越长，燃油超耗越多，柴油机超耗的燃油费用来购新件换旧件都有余。以6135AG型柴油机超耗的燃油为例，柴油机累计工作4000 h后，燃油消耗增加了21.7~31 g/(kW·h)。这样，一台110 kW的柴油机每小时就超耗燃油2387~3410g。如果柴油机从4000h开始，再继续工作2500h，则要超耗燃油5967~8525kg，若是将这些超耗的燃油所值的价钱用来购买汽缸密封件、凸轮轴、精密偶件等，至少一次可折换8台柴油机的旧件。
(3)修复处理。活塞环、汽缸套磨损较快，而活塞外圆磨损量较小，环槽磨损量较大，若是活塞与缸套一并换新，就有些浪费，而且活塞价一般会高于缸套和活塞环（缸/组），因此能修复的尽量修复，但若磨损超过极限，则应及时换新。气门与座的接触面的燃损和凹痕应采取光车、磨处理，并同时将气门导管换新。
二、凸轮磨损引起燃油超耗的原因与对策
柴油机主要有两根凸轮轴，一根是关系着喷油定时的喷油泵凸轮轴；另一根是关系着配气定时的配气凸轮轴。这两根凸轮轴的凸轮都承受着较高的挤压力和摩擦力，故易引起凸轮磨损。有的船经过多次中修和大修，虽然对供油角、喷油量、气门间隙等进行了检查和调整，却忽视了检查或更换超过磨损极限的凸轮轴，这也会导致燃油超耗。
1.喷油泵轴的凸轮磨损
喷油泵轴凸轮是根据喷油器的喷射压力、每次的喷油量、喷油时间等喷射特性制成。喷油器喷入汽缸的喷油量随凸轮转角变化的关系称之喷油规律。凸轮外廓形状磨损严重，对喷油规律影响很大。
磨损后的凸轮外形比原始外形平阔，占喷油泵轴转角较大，致使喷油泵柱塞的工作行程减少，喷油压力上升速度减慢，减弱了喷油器的雾化功能，造成燃油雾化不佳，喷油终了时喷孔边缘附油，从而导致燃油燃烧不良，排气冒黑烟，柴油机功率下降。当凸轮磨损超过极限时，最佳喷油量难调整，使喷油持续角增大，增加滞燃该段的喷油量，引起燃烧不完全。
柴油机累计工作1500~2000h或中修时，应检查喷油泵传动轴凸轮的磨损情况，当喷油泵轴凸轮磨损不大时，可调整喷油提前角，并用油石将凸轮修磨光滑。凸轮尖端磨损低于1.0~1.35mm时则应及时换新。
2.配气凸轮磨损
配气凸轮的外形是根据气门开启高度，柴油机转速和进排气特性制成的。配气凸轮磨损后的外形。凸轮尖端磨损严重时，如果在同样大小的曲轴转角内，气门开启和关闭速度减慢，开启高度随着降低，就会造成进入汽缸内的新鲜空气减少，废气不易排尽。当喷油量不变时，则燃烧恶化，排气冒黑烟，致使柴油机输出功率降低。以有效燃油消耗率ge表示柴油机的经济性，其表达式为：
ge=Ge Ne×103
式中：Ge--柴油机每小时的耗油量，kg/h；
Ne--柴油机的输出功率，kW。
由上式说明，柴油机在工作中，当Ge不变，Ne降低，则Ge增高。如一艘6135AG型柴油机船，经过大修后输出功率不足，排气冒黑烟，花了很多时间找原因，都未能解决。后来检查了该机大修前5年的领用零部件情况，各零部件大都检查换新，只有配气凸轮轴未检查更换。拆出凸轮轴检测发现凸轮尖端已磨去1.8～2.2mm，后经换了新配气凸轮轴，在原先供油不变的情况下，排气不再冒黑烟，转速从1470r/min，增至1 505r/min，功率提高了2.13kW。
柴油机累计工作1500～500h，应检查测量配气传动机构的磨损情况。配气凸轮尖端磨损低于0.8～1.5mm，应修复或换新，有条件的单位可将磨损的凸轮进行堆焊光磨或镶凸轮修复。6135AG型或6160A型柴油机的配气凸轮轴造价不高，从经济角度来看它占柴油机总费用的比例很小，为了保证营运时间和修理质量，最好更换新凸轮轴。
三、精密偶件磨损引起燃油超耗的原因和对策
柴油机的精密偶件有柱塞、出油阀、喷油嘴针阀偶件等。这三大偶件磨损严重对柴油机经济性能影响很大。密封性能下降，导致喷油压力降低，喷雾不良，燃烧恶化，使燃油消耗增高。出油阀与座磨损严重时，致使密封不良，引起出油阀偶件漏油，喷油定时延迟，造成柴油机功率下降。喷油嘴针阀导向磨损、喷孔磨大，引起漏油量增多，喷射压力下降，喷雾不佳，喷油嘴外部漏油、滴油、结碳，造成柴油机燃烧恶化。
柴油机累计工作500～700h，应对柱塞偶件进行滑动和径部密封性试验，同时检查柱塞偶件表面是否严重磨损，斜槽和直槽是否剥落或锈蚀，必要时应换新。检查油阀与座锥面的密封性能，如有磨耗或轻微下凹者应进行研磨修复，严重者要及时换新。对喷油器进行雾化试验，若发现有喷油不雾化、切断不明显、滴油、漏油的情况，应及时修复或换新。
四、小结
有的柴油机安装了节油装置，但也不可忽视零件磨损引起的燃油超耗。不同的柴油机有不同的保修期，这个期限只能作参考，一旦柴油机零件超过了磨损极限，应提前修理或换新件。对影响柴油机使用的零部件，要果断地加以处理。对那些修复困难，修复价值不大，修理费用昂贵的磨损件，最好换新，从而防止因零件磨损引起燃油超耗，以确保船舶的营运。
第四节 船用齿轮式机油泵的故障分析与检查
船用齿轮式机油泵是一种容积式旋转泵常称机油泵。它具有体积小、重量轻、结构简单、排量连续、有自吸能力的特点，广泛地用作船用柴油机、油压齿轮箱、液压舵机等设备的润滑泵或液压泵。一旦它发生故障则会造成整台设备不能工作，轻则使设备停止运转，重则造成船舶停航。轮机管理人员、设备操作人员必须掌握好船用齿轮式机油泵的故障分析与检查方法，以便顺利、及时排除故障。以下是几种常见的故障分析处理。
一、故障分析与检查
（一）机油泵不供油
机油泵不供油有三种情况：一是突发性的不供油；二是渐进性的不供油；三是原始性的不供油。首先要确定是哪一种情况不供油，然后进行分析并给予处理。
1.突发性的不供油
齿轮式机油泵在工作时突然发生不供油，供油压力急剧下降为零。这种情况先要从简单方面或外部分析处理。比如先看吸入管处油源是否中断。引起油源中断的原因有：吸入箱的油已用完、吸入口露出油面有空气进入、吸油管断裂或阻塞等。若是此原因不存在，则可再分析、检查其内部或关联零部件的工作情况。如传动齿轮轴或主动轴是否折断，键与槽是否因损坏而滚键，致使传动齿空转或传动齿轮退脱等。此外，还可对机油泵以外的关联件--调压阀、安全阀、液压部件作检查，看是否出了毛病，如阀内的弹簧是否折断，输油主管是否脱节或断裂等。
2.渐进性的不供油
不供油是逐渐形成的，有一定过程。它的表现是供油压力从高到低慢慢降为零，而且泵开始工作时的机油黏度大，工作油压也能满足要求，但是机油温度升高后机油黏度下降，工作压力也随着下降，渐次降为零。这种情况大都因泵壳、盖、齿轮磨损严重，造成间隙过大。关联零部件工作失调，如调压阀、傍通阀故障或液压部件有毛病，机油过滤器太脏而阻塞，接受供油设备的主油道漏油或润滑主件间隙超过极限等。
3.原始性的不供油
这种情况必须是泵才开始工作或者是新安装、新换的泵。不供油的原因有：①泵的旋转方向不对。因为泵的吸、排方向和安全（调压）阀的工作都是按一定方向设计制造的，不可逆转式的齿轮式机油泵的旋转方向必须与泵所规定方向一致，否则不供油。安装新泵时可将进油口浸入柴油中，用手按规定方向旋转，出油口连续向外供油，而泵内零件齐全，无故障。②吸油管道密封不良，有空气进入，造成气塞或吸入口在液面上。③吸程超过规定。④磨损间隙较大的泵或停止工作时间太长，造成吸油管和泵内无油，开始工作时必须充满机油，否则不供油。⑤由于垫片或其他原因引起出油道与回油道直接相通。
（二）机油泵供油达不到需要的压力
对于船用柴油机、油压齿轮箱、液压舵机的齿轮机油泵来说，首先要考虑两个方面的问题：一是机油泵本身的问题；二是机油泵以外的问题
