船舶的航行测试旨在整体评估船舶动力系统的各项安装水平、运行状态及其稳定性，明确船舶在不同行驶条件下的速度表现、推进设备的工作特点、燃料使用效率等动力参数。

同步检测船只在操控方面的多种能力，包括转向技巧、行进方向的稳固程度，以及适应特定航行区域的情况。

主机为船舶航行提供动力，是动力装置结构中最复杂的设备，需要众多相关系统提供服务，航海试验时也是最易发生故障的设备之一。

所以，航行测试期间需要密切注视主机各项指标及运行状态。

我厂为南京油运公司生产的油轮主机型号为 - 型主机。

主机在航行试验中经过磨合，转速超过100转每分钟，各个气缸的排烟温度都上升到了390度以上，这比在台架试验中，相同转速下的排烟温度40到50度要高得多，测量各缸的最大爆发压力时，发现示功图出现了不正常的情况（见图1），最大爆发压力比正常值要低。

所有其它主机指标均显示正常，而且没有出现任何异响。这些情况明确表明，主机汽缸内部的燃烧过程存在问题。

示功图是研究柴油机汽缸内燃烧工作完善程度的依据。

借助示功图能够分析气缸中的燃烧情形、燃烧发热的规律性，可以找出主机可能达到的最高爆发压力和压缩压力等数值。

借助示功图，可以剖析主机汽缸的全部燃烧运作，具体见图2。

根据示功图可将柴油机燃烧过程分为四个阶段。

一、滞燃阶段

燃烧前的时段称作点火滞后期，意味着从燃料注入气缸的α点开始，到燃料自发燃烧的b点（即缸内压力脱离压缩曲线并快速攀升的位置）为止。

燃料由a处注入气缸，此时尽管气缸内空气的温度通常超过该压力下燃料的着火点，燃料却不能马上燃烧。

燃烧前期，核心任务是让燃料经历受热、变成气态、分子散开、同空气掺和等多个物理准备步骤。

当火焰开始燃烧，处于延迟燃烧期间注入的燃料会迅速燃烧，导致气缸内压力迅速攀升至峰值燃烧压力，从而脱离纯粹压缩状态。

如果燃烧延迟时间太长，那么囤积的燃料就会变得很多，一旦开始燃烧，内部压力会立刻变得很大，导致柴油机运行不平稳，体现在燃烧过程的压力变化上就是上升得太急，峰值压力也太高。

当燃油在爆发前囤积过多，混合气的初始反应已经相当彻底，一旦此时发生燃烧，柴油机就会出现爆震现象。

二、速燃阶段

从燃烧起点即c点算起，直至缸内气体压力达到峰值也就是y点，这个区间属于快速燃烧阶段，也称作混合气燃烧过程。

这个燃烧阶段有一个显著特征，那就是气缸里的压力会很快攀升到峰值Pz。

压力之所以快速攀升，一方面是因为燃烧过程变得异常剧烈，另一方面是因为活塞的移动幅度非常小。

燃烧过程不仅消灭了滞燃阶段产生的可燃气体，也消耗了快速燃烧期间注入气缸且已做好燃烧条件的那部分燃料，整个燃烧活动几乎是在体积不变状态下展开的。

燃烧进入旺盛阶段后的速度，无法通过调整这个阶段里燃料和气体混合的快慢来实施管理，因此也称作无法调控的燃烧阶段。

速燃阶段的可燃混合气，源自于缓燃阶段注入气缸的燃料，为使柴油机运行稳定，需借助缓燃阶段调控速燃阶段，着力于压缩缓燃阶段时长，削减缓燃阶段燃油量，管理可燃混合气的构成程度，缓燃阶段对燃烧品质具有决定性影响，所以控制缓燃阶段是调整燃烧过程的关键途径。

三、缓燃阶段

缸内气体压力达到峰值的位置是y点，随后气体温度攀升至z点，这段区间属于缓燃阶段。

缓燃阶段时，燃烧室里面已经布满了燃烧后的气体，并且有火焰在持续燃烧，温度非常热，一旦燃油被喷入汽缸，就会立刻汽化并开始燃烧。

在缓燃阶段终止之际，释放的热量能占整个循环释放热量的百分之七十到八十，温度会急剧攀升到峰值。

然而此刻，活塞已经远离顶部向下移动，气缸的容量快速增加，因此即使燃料充足，气缸内部的压强也逐步降低。

一般认为温度最高点（d点）即是燃烧结束点。

四、后燃阶段

缸内气体温度最高点（d点)以后发生的燃烧过程，称为后燃期。

后燃是燃烧过程在膨胀行程中的继续。

其原因有二:

在燃烧的初期阶段，总会有部分燃料因为缺少足够的氧气分子而无法充分燃烧，或者燃烧过程不彻底。

有些燃烧生成物在炽热状态下会进行逆向反应，这些生成物必须等到活塞向下运动、气缸温度降低时才能再次燃烧。

燃烧后期，随着气缸温度逐步降低，活塞向下运动，介质膨胀程度减弱，因此燃料能量转换率不高。

后燃期的存在使排气温度提高并由此使柴油机机件的热负荷增加。

因此后燃期愈短愈好。

测量柴油机各缸的功图，能明确显示它们每个阶段的燃烧状况，据此可以分析各缸燃烧时存在的不足之处。

依据主机能量大小以及国际海事组织相关变更，性能曲线形态有两种情形，参见图3。

五、常见异常示功图

1、最大爆发压力值高于正常值，压缩压力值正常。

最大爆发压力超出正常范围,是由于喷射时刻提前造成的,参见图4。

2、最大爆发压力值低于正常值,压缩压力值正常。

最高爆发压力低于标准水平的情况，通常是因为喷射时刻设定偏迟，或者是喷油嘴存在堵塞、破损等问题，具体可参考图5所示。

3、压缩压力值与最大爆发压力值均小于正常值,见图6。

压缩压力值和最大爆发压力值都偏低，是因为实际承载的负荷低于预设的数值，同时存在排气阀门出现渗漏的情况，再加上空冷器和增压器运行不正常导致进气温度偏高，以及扫气压力不足等综合因素的影响。

4、压缩压力值与最大爆发压力值均大于正常值，见图7。

压缩压力和爆发压力超出正常水平，主要源于主机负荷过高所致。

根据对示功图的审视，可以明白，造成最大爆发压力变化的原因相当复杂，例如：喷射装置的功能状况、压缩最终时压力的强弱、燃料供给的多少、喷射时刻的提前或滞后等等。

而造成排气温度过高的原因主要有:

喷射时刻偏迟，导致燃烧不充分、燃料雾化效果不佳，燃烧延迟时间太长，或者排气门开启过早且存在泄漏，亦或中冷装置发生堵塞，扫气气压不足，燃油供给过量，发动机承载过高，机器在低转速且负荷沉重的状态下工作等情况都可能发生。

各缸同时表现出最大爆发压力偏小，并且排气温度偏高，其余各项指标均属正常范围，可以排除排气阀出现泄漏、扫气压力不足、喷油泵或喷油器发生故障等可能性，最有可能的问题在于喷油时间设置不当。

经过检查，发现喷油时刻不对，主机的供油提前角度数不够，因此，主机各个气缸的排烟温度偏高，最大爆发压力偏低。

调整喷油定时后的主机继续航行再未有类似情况出现。