柴油机故障诊断和排除

柴油机故障诊断和排除 高速大功率柴油机综合性故障的诊断与排除 本章介绍的故障，均为整机性故障，也称综合性故障。它影响整机的性能指标和可靠性指标。其原因也是综合性的，涉及到许多系统、部件。这里重点介绍以下故障:柴油机起动困难、柴油机功率不足、柴油机转速不稳、柴油机飞车、柴油机突然停车、柴油机烟色异常、柴油机声音异常、柴油机振动异常、柴油机温度异常、柴油机压力异常、柴油机油底壳油面上升、柴油耗消耗过高、机油耗消耗过高。 第一节 柴油机起动困难 一、故障现象 以190系列柴油机为例，高速大功率柴油机,有电马达起动与气马达起动两种方式。一般情况下，柴油机起动是比较容易的。起动时间不会超过10S。当发生起动困难故障时，有以下几种情况: ? 起动时，曲轴根本转不动或者转动很慢,即起动转速太低。 ? 起动时，起动转速正常，但柴油机不着火。 ? 起动时，柴油机虽然发生了着火，但柴油机运转不正常，转速不稳，甚至灭火。 二、原因分析 1、柴油机起动运转的基本条件 一台柴油机要正常起动运转，必须满足以下4个基本条件: ? 够的起动转速。只有足够的转速，才够产生足够的转动惯性力，带动活塞连杆运动。 ? 一定数量的雾化良好的燃油按一定的规律，在一定的时刻喷入气缸。 ? 一定数量的新鲜空气按一定的规律在一定的时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一定的 规律在一定的时刻排除气缸。 ? 燃油和空气在缸内良好的混合、燃烧。气缸内的气体具有一定的压力和温度，使燃油能 够自燃。 因此在分析原因时，就应当从柴油机起动的基本条件出发进行分析。而对于不同的故障现象，其原因也有所侧重。 综合起来，高速大功率柴油机起动困难的原因如图2—1所示。 2、原因分析 (1)起动系统故障. 机械因素和外部条件均会导致柴油机曲轴根本不转动或者转动速度太慢，起动转速太低，从而满足不了柴油机起动的第一个基本条件。这是因为: ? 起动马达(电马达或气马达)损坏或者有故障，均造成马达不转，或者起动力矩太小， 从而带不动曲轴旋转或者旋转很慢，达不到柴油机的最低起动转速要求。 ? 电马达起动时，当蓄电池容量不够，将导致起动马达转动力矩太小;电源导线截面太小 或导线过长、导线接头接触不良,都将导致电能损失过大，使电马达的转动力矩太小， 从而使柴油机曲轴转动很慢，达不到柴油机最低起动转速。 ? 电马达起动时,起动开关.继电器等零部件损坏，将使电马达根本不转动。 ? 气马达起动时,当起动管路漏气.管路太细.太长，将造成气马达气量不足，气压降低， 从而使马达转速太慢。达不到最低起动转速。 1 蓄电池电压不足电量不够 电马达力矩太小 电马达损坏 电起动系统 起动开关继电器等损坏 电线接头接触不良 电源导线截面小，线太长。 起动系统 气管路漏气管太长 气源压力不足 继气器打不开 油控阀或气控阀失灵 气起动系 贮气罐容积太小 统 气马达损坏 气马达飞轮齿圈啮合不良 气动预供油泵压力不足 油压低停车操纵杆未扳下 燃油箱(罐)阀门未打开 燃油箱(罐)无油 燃油箱(罐)位置太低 燃油管路内有空气 柴油滤三通阀未打开或 燃油系统 柴油滤太脏 超速停车装置未复位 齿条卡住在不加油位置 柴油机起动喷油器不雾化 困难 喷油泵不泵油或喷油器不喷油 空气滤清器污堵 中冷器污堵 进排气系统 防爆门阀门未打开 配气定时不对 排气系统污堵 图2—1起动困难原因 活塞环气门缸盖漏气 压缩压力不足 燃烧系统 活塞和缸盖余隙太大太小 油头伸出缸盖平面太大太小 带负荷起动 机油温度太低粘度太大 外部条件 水温太低，在水泵内结冰 柴油温度太低，粘度太大 气门碰活塞或缸内有异物 机械因素 烧瓦、抱轴、拉缸 2 ? 气马达起动时,当贮气罐容积太小，到气马达去的气量不足和当气源压力不足，均使气 马达转速太慢。达不到柴油机最低起动转速。 气马达的油控阀.气控阀失灵或继气器打不开，都造成气马达不转动。 ? 气马达起动时, ? 气马达起动时,由于马是和气动予供油泵是联动的，所以当予供油压太低(低于98kPa) 时，无法推动柱塞下移，打不开通往气马达的气路，所以气马达不转动。 ? 环境温度低.机油温度低，将导致机油粘度大，摩擦功率大，柴油机曲轴转动慢。达不 到最低起动转速。 ? 水泵内冷却水结冰，将水泵叶轮卡住，使柴油机曲轴无法转动。 ? 缸内有异物，将使活塞在上止点时受很大反力而无法运动;或者活塞缸盖间结炭太厚， 使活塞在上止点时无法运动，因而曲轴无法转动。 ? 配气相位错乱，将导致气门顶活塞，使活塞越不过上止点;气门卡住，也造成活塞顶气 门而越不过上止点，从而使曲轴无法转动。 ? 柴油机拉缸、抱缸或烧瓦.抱轴，以及运动件卡住，均会造成柴油机摩擦功太大，以致起 动马达的力矩克服不了这种摩擦功，从而带不动曲轴旋转或者转动太慢。 ? 柴油机带负荷起动，起动马达的力矩远远带不动这么大的负荷，从而使起动转速太低或 轴根本不转动。 者曲 (2)燃油系统、燃烧系统、及配气系统故障及外部条件 这些因素将造成柴油机起动时，尽管起动转速正常，但柴油机不着火燃烧。这是因为: ? 油箱(罐)无油，阀门未打开，柴油滤三通阀未打开，超速装置未复位，油箱(罐)位 置太低，油压低停车装置操纵杆未复位或柴油滤太脏，都将造成柴油供应不足，喷油泵 无法向缸内喷入足够的雾化良好的燃油，满足不了柴油机起动的第二个基本条件。 ? 燃油管系中有气，将造成因气阻使缸内供油不足或不稳，而满足不了着火起动的第二个 条件。 ? 喷油器不雾化，油头伸出缸盖平面太大、太小，喷油提前角太大或太小，.喷油泵工作 不正常，燃油牌号不对，燃油内有水份，均将造成燃油雾化不良及和空气混合不良，满 足不了柴油机起动的第三个基本条件。 ? 防爆装置阀门忘记打开，将使空气无法进入气缸;空滤器脏污，配气定时不对，进气管 脏污，排气管和排气消声器脏污，中冷器污堵等都将造成柴油机进气量不足或排气不畅， 满足不了柴油机起动的第三和第四个基本条件，所以造成起动困难。 ? 柴油机活塞环、气门、缸套等漏气，则使气缸压缩压力不足，.压缩温度降低;缸盖活 塞余隙太大，则使柴油机压缩比降低，导致缸内压缩压力不足，压缩温度降低，满足不 了柴油机起动的第五个基本条件，造成起动困难。 ? 柴油机水温过低，柴油温度过低，进气温度过低，均造成缸内温度低，影响燃烧，满足 不了柴油机起动的第五个条件。 三、诊断方法 诊断时可按图2—2所示的柴油机起动困难诊断流程图进行。由于诊断时柴油机不是处于运转状态，所以只能用比较法和析检法。 3 图2—2柴油机起动困难诊断流程图 四、排除措施 根据起动困难所现出的现象.分析的原因和诊断的部位，有针对性地进行排除。 ? 如是起动系统故障导致起动困难，电起动马达起动者，则应分别修复或更换起动马达、 蓄电池、起动开关、继电器(电起动);气起动马达起动者，则应分别修复气起动马达、 气控阀、油控阀、继气器及管路等，保证给气充足。 ? 如是机械系统故障引起起动困难，则应排除影响柴油机曲轴转动的因素。如重新装配柴 油机，保证各部间隙正确和运动件运动自如。 ? 如是外部因素引起起动困难，则应在起动前预热机油，加灌开水以及脱开和工作机械的 联接。 ? 如是操作因素引起起动困难，则应严格按操作规程正确操作。如检查和打开有关阀门、 拉杆，加足燃油，排净燃油系统空气等。 ? 如是燃油系统故障引起起动困难，则应检查和修复或更换有关零部件，如喷油泵、喷油 器，清洗柴油滤清器，调整供油提前角等。 ? 如系进排气系统故障引起起动困难，则应检查和调整配气定时，洗清中冷器、空气滤清 器、排气消声器等，以及更换活塞环、研磨气门等。 第二节 柴油机功率不足 一、故障现象 所谓功率不足，就是通常说的柴油机“无力”，“没有劲”。正常情况下，柴油机的功率 一 般是有一定的储备，可以带动工作机械正常运转。当功率不足时，表现为柴油机带不动 与之配套的工作机械运动，并伴随着以下现象: ? 柴油机冒黑烟。此时柴油机排气管排出大量黑烟。 ? 柴油机排气温度高。此时，排气管和涡轮增压器的涡轮呈暗红色。 ? 柴油机转速下降或者转速不稳，并呈现出工作无力的声音。 二. 原因分析 柴油机的功率指标是其技术状态的综合反映。技术状态良好，柴油机就能发出足够的功率。当功率不足时，往往是各系统故障的综合反映。 从柴油机工作原理得知，柴油机发出足够有效功率的基本条件是: ? 有足够数量的雾化良好的燃油，按一定的规律、在一定的时刻喷入气缸。 4 ? 有足够数量的新鲜空气，按一定规律、在一定时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一 定的规律、在一定时刻排出气缸。 ? 空气和燃油良好地混合，完全的燃烧。 ? 摩擦功率和附件消耗功率要尽量小，即机械效率要高。 因此，分析功率不足的原因时，可以从以上基本条件出发，针对不足故障现象，按系统分析原因。 综合起来，高速大功率柴油机功率不足的原因可用图2—3表示。 燃油滤清器污堵 燃油管路太细太长漏泄 燃油系统有空气 燃油质量不好，油内含水 供油量不足 喷油泵或调速器限位铅封被破坏加不上 调速器拉杆螺钉旋入太多，齿杆伸出长 度不够 喷油泵柱塞磨损严重个别缸供油量太小 油头雾化不良 供油提前角不对 油头伸出缸盖平面不对 雾化不良或与 缸盖活塞结炭严重 燃烧室不匹配 压缩余隙太大 出油阀密封不严 空滤器脏污 柴油机功率 中冷器脏污 不足 压气机叶轮脏污 进气不足 缸盖进气道脏污 进排气管漏气 配气定时不准 增压器故障，进气压力低 排气管太细太长，或拐弯多 排气消声器脏污 排气不畅 缸盖排气道脏 排气定时不对 中冷器进水温度太高 环境温度高.湿度大 海拔高.气压低 外部因素 柴油机过热 异常磨损，柴油机拉缸.烧瓦.抱轴等。 图2-3柴油机功率不足原因 ? 5 三. 诊断方法 诊断时可按图2—4所示的柴油机功率不足诊断流程图进行诊断。 由于高速大功率柴油机有的作为发电动力，有的作为机车动力，还有的作为钻机动力和舰船动力，所以对不同用途的柴油机在现场的诊断功率不足的方法不同。 ? 对于发电机动力的柴油机，可用发电机作为最大功率的检测手段。此时将柴油机的油门 置于最大油量位置，发电机最大的电功率为P则柴油机的最大功率P: e1e P=P/η+P+P ee1De2e3 式中:η 发电机效率，一般为0.93。 D P 风扇耗功，由制造厂提供。对190系列柴油机，可取η=0.93 e2D P 空滤器耗功，由制造厂提供。 e3 对190系列柴油机，一般为10—30kW,空滤器越脏，取大值，新空滤器，取小值。 ? 不作为发电动力的柴油机，可用无外载测功法求出最大有效功率。此时应将柴油机和后 面配套的工作机械脱开，突加油门，用无外载测功仪测试柴油机从怠速到标定转速所用 的加速时间，根据加速时间和最大功率的关系，可方便的求出该时的最大功率。 ? 对于诊断柴油机功率不足原因的方法，可用比较法找出影响功率不足的零部件。如喷油 泵.喷油嘴偶件等;用析检法找出影响功率不足的零部件。如缸套.活塞环等;用仪器诊 断法找出影响功率不足的参数和部件。如用曲轴箱漏气仪诊断活塞环密封情况，压力表 或压差计诊断各种滤清器是否污堵，增压器工作是否正常，润滑系统是否工作正常等。 图2—4 柴油机功率不足诊断流程 四. 排除措施 根据柴油机功率不足的现象和分析的原因诊断的部位，有的放矢的予以排除。 ? 首先保证燃油系统工作正常。 更换符合要求的燃油; 打开有关阀门，保证油路通畅; 清洗燃油滤清器; 排除油路中的空气; 清洗或更换喷油嘴偶件，使其雾化良好; 检查和调整供油提前角; 检查调整各缸供油量，使基本一致; 检查或更换磨损大的油泵柱塞和出油阀; 检查和调整供油齿杆，使其能加油到最大功率位置。 ? 同时要使进排气系统处于良好的工作状态 清洗空滤器.中冷器.压气机和排气消声器; 检查和调整配气定时和配气间隙; 修理漏气之进排气管路接头; 6 检查和修理工作效率低之增压器; 检查和修理活塞.缸盖，清除结炭; 更换活塞环; 研磨气门; 调整油头伸出缸盖平面的高度和缸盖压缩余隙; 对损坏之缸套.活塞.轴瓦等予以更换或修理。 ? 对环境因素造成的原因采取以下措施: 对中冷水温过高，应找出冷却系统故障，予以排除，使其符合要求; 对环境温度过高.气压过低时，应对功率进行修正或更换高压比的增压器和高效率中冷 器，进行该状态下的功率恢复。 第三节 柴油机转速不稳 一. 故障现象 柴油机正常运转时，依靠调速器的自动调节作用，柴油机的转速是稳定的。波动值只有几转。转速波动率在0.5%以内。 当转速不稳时，有二种现象: ? 柴油机转速有规律的忽高忽低。通常所说的“游车”.“喘气”。此种情况多发生在柴油 机低速运行工况。 ? 柴油机转速无规律的忽高忽低。 二. 后果危害 柴油机出现转速不稳，不仅影响柴油机功率的发挥，而且还使油耗增加，影响经济性。而且由于转速不稳，极大地影响了与之配套的工作机械的稳定性。特别作为发电动力时，柴油机转速不稳，将导致所发出电源的频率和电压不稳，既影响用电设备.仪器的正常工作，又影响了和电网或机组间的并网运行。同时柴油机转速不稳，还将缩短柴油机的使用寿命。 三. 原因分析 对190系列柴油机为例，造成高速大功率柴油机转速不稳的原因如图2-5所示。 燃油系统内有空气,有水,气阻或水阻现象,造成供油稳 喷油器雾化不良,喷油不稳隔次喷油或断续喷油 喷油泵柱塞出油阀磨损过大,供油不稳 供油系统原因 喷油泵齿条卡滞,喷油器针阀卡滞 喷油器弹簧.出油阀弹簧.喷油泵弹簧断裂 喷油泵油量调节齿圈松动 各缸供油量严重不均匀 柴油机 调速器内机油太多 转速不 调速器弹簧变形.断裂或刚度减小 稳 调速系统原因 调速器飞铁衬套磨损严重 调速器运动件卡滞或磨损严重 带变速箱的柴油机离合器接合不良打滑 外部原因 工作机械负荷严重不稳 图2一5柴油机转速不稳原因 7 当一台柴油机正常运转时，只要工况一定，柴油机每个循环功能是相同的，因此其转速也应当是稳定的。只有每个循环作功不同，才会出现转速忽快忽慢。所以要保持柴油机转速稳定，有三个基本条件: ? 柴油机每个循环供油均匀(数量相同)喷油器雾化质量均匀(质量相同); ? 柴油机调速器调节灵敏。因为调速器有自动调节转速的功能，即随外界负荷的变化，自 动调节供油量，使柴油机转速变化一致; ? 柴油机有足够大的飞轮，贮藏惯性力，保持柴油机平稳的运转。此项，一般柴油机制造 厂予以充分保证，使用中不会存在这个问题。 针对以上柴油机稳定运转的基本条件，对图2—5的原因分析如下: ? 燃油系统原因 首先，燃油系统任何一个环节，造成各缸、各循环供油不一致，将使柴油机各缸.各循环做功不均匀，引起转速不稳。 ? 当燃油系统有空气、有水，将导致气阻、水阻现象，使柴油机供油不连续，时多时少， 引起各循环作功不一，转速忽快忽慢，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件。这种现 象在高速、高负荷时更明显。 ? 喷油器针阀卡滞、喷油泵柱塞卡滞、喷油泵齿条卡滞，均造成柴油机各循环供油不均、 雾化质量不均，满足不了平稳运转第一个条件，从而影响了作功的均匀性，造成转速不 稳。 ? 喷油泵柱塞磨损过大、出油阀磨损过大、喷油器针阀磨损过大，均造成供油规律、雾化 质量、供油数量的不稳定，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件，转速忽快忽慢。 ? 喷油器雾化质量不好，出油阀减压容积不够或高压油管阻力过大等因素，引起喷油器二 次、多次喷射或隔次喷射及滴漏现象，也使柴油机工作不稳，转速忽快忽慢。 ? 喷油泵各缸供油量误差太大，各缸作功误差大，也容易引起柴油机转速不稳。这种情况 在低速、低负荷时比较明显。 ? 调速系统的原因 柴油机调速器的作用是，随时调节柴油机的油量，使柴油机稳定运转。即柴油机外界负荷增加.减小，柴油机转速也变化不大。所以调速器部件任何一个环节出现问题，都将引起调节失效，导致柴油机转速不稳，从而满足不了柴油机稳定运转的第二个条件。 ? 调速器内机油过多，调速器飞铁和其它运动件工作阻力增大，而且不均匀，影响了调节 的灵敏性和均匀性，引起转速不稳。 ? 调速弹簧变形、断裂、刚性变小，将造成调速器调节失灵或调节不够，引起柴油机转速 不稳。 ? 调速器飞铁衬套磨损严重，或飞铁等运动件工作卡滞，均使调速器的调节功能失灵或调 节不均，导致柴油机转速不稳。 至于，柴油机通过变速箱、离合器与工作机械配套时，当出现离合器打滑或工作机械负 荷严重不稳所造成的柴油机转速不稳，是由于此时柴油机总是处于负荷突变状态，负荷 运转和空车运转交替，.调速器总是处于动态调节。此时无论柴油机的转速还是声音， 均处于不稳定状态。 四. 诊断方法 诊断时用仪器法或听诊法，判断转速不稳的性质和程度。如属有规律的忽快忽慢，多为调速系统的原因引起;如属无规律的转速波动多系燃油系统引起。对具体原因的诊断可采用部分停止法和比较法或者析检法。 具体诊断时，可按图2—6所示的柴油机转速不稳诊断流程图进行。 8 图2—6柴油机转速不稳诊断流程图 五. 排除措施 针对诊断出的原因和故障的部位，有的放矢的予以排除。 1. 保证燃油系统工作正常 ? 放掉系统中空气和水分，清洗柴油滤保证供油通畅、充足; ? 检查和修理喷油器，使其雾化良好; ? 检查和修理喷油泵柱塞、齿条、.各缸供油量，出油阀及弹簧、调节齿圈等，使喷油泵 工作正常，各缸供油均匀。 2. 检查和修理调速器 检查和修理调速器有关零部件，使其工作正常。 ? 放掉调速器内多余之机油; ? 修理或更换磨损大的调速器运动件，使其运动通畅; ? 检查和修理调速器弹簧; 3. 检查与工作机械之间的传动 检查与工作机械之间的传动，使其离合自如，结合良好。 第四节 柴油机飞车 一、故障现象 在调速器的控制下，柴油机在某工况运转时，转速是稳定的。即使当工作机械 突卸全部负荷时，柴油机的转速也不会太高，一般只能超过卸载前转速的8%以下。当发生“飞车”时，是指柴油机失去控制，转速迅速增高，大大超过标定转速。此时还伴随着以下现象: ? 声音异常。由于转速突升，带来柴油机燃烧噪声、空气噪声和机械噪声均迅速增大，甚 至使人无法承受。 ? 振动异常。由于转速突升，柴油机惯性力的不平衡大大增加，因此，使柴油机振动急剧 增加。 ? 此时还往往伴随着机件损坏。 二、后果危害 柴油机发生飞车，往往带来严重危害: ? 由于转速升高，各摩擦付的线速度急增，润滑满足不了要求，造成拉缸、烧瓦等故障。 ? 由于各运动件的惯性力增大，造成连杆螺栓断裂、连杆断裂、飞轮螺栓断裂、平衡块螺 栓断裂、摇臂断裂、挺杆松脱、气门弹簧松脱、气门弹簧断裂等。 ? 严重时还可导致操作人员的人身事故。 三、原因分析 造成飞车，一是由于燃油系统故障，使调速控制系统无法对其控制;二是调速控制系统失灵。概括起来，柴油机飞车的原因如图2—7所示。 9 喷油泵柱塞卡死在大油量位置 喷油泵齿条卡死在大油量位置 喷油泵齿条拉杆松脱或拉毛卡死 燃油系统 喷油泵弹簧断裂，齿圈卡住 误装旋向相反的喷油泵柱塞 齿条限位螺钉铅封开封 调速器运动件卡住 调速弹簧断裂 柴油机飞车 调速系统 飞铁松脱 机油温度太低，粘度太大，飞铁飞不开 缸盖机油回油孔不畅，机油进入燃烧室 超速自动停车装置失灵 其它因素 齿条上停车卡块位置装错，齿条处于加油位 中。 图2一7柴油机飞车原因 柴油机运转中发生飞车是此时供油量太大，因此不发生飞车的基本条件是柴油机油量不在最大位置，即使在最大位置，在调速器的作用下能迅速将油门拉回在供油量小的位置。 1、从调速器控制系统分析 调速器控制系统某个环节有故障，使调速器失灵，无法控制燃油系统的油量，此时一旦油量在最大位置，势必造成飞车。 ? 当调速器运动件卡滞时，此时转速升高应将齿条拉回小油量位置，但由于卡滞无法控制 喷油泵油量，故造成飞车。 ? 当调速弹簧断裂、离心力和弹簧拉力失去平衡，也会造成调速失灵，无法控制喷油泵油 量，造成柴油机飞车。 ? 调速器飞铁的作用是当柴油机转速升高时，飞铁离心惯性力推动推杆移动，通过杠杆将 喷油泵齿条拉向供油量小的位置，使柴油机转速降低。如调速器飞铁松脱，就失去了这 个作用，从而导致柴油机飞车。 ? 调速器内机油太多，或温度低、粘度大，使调速器飞铁运动受阻，减少了飞铁的离心惯 性力，使减少喷油泵供油量的作用受到影响，从而导致柴油机飞车。 2、从燃油系统分析 如果喷油泵.齿条处于最大供油位置，而控制系统又无法将其控制到小的供油位置，柴油机也要发生飞车。 ? 喷油泵齿条卡死在大油量的位置 ，喷油泵柱塞卡死在大油量位置，此时无论调速器怎 么控制它都无济于事，所以造成因喷油过多而飞车。 ? 190系列柴油机左右排两喷油泵的齿条靠一根拉杆连接。这样调速器就可以同时控制这 两个油泵了，当连接拉杆松脱时，调速器便无法对另一个喷油泵进行控制，当齿条在大 油量时便会发生柴油机飞车。 ? 喷油泵弹簧断裂往往造成柱塞油量调节齿圈卡死。此时，调速器无法对它进行控制，造 成柴油机因供油量过大而飞车。 10 ? 190系列柴油机，其喷油泵柱塞的螺旋槽是左旋的。如果拆装过程中误装了右旋向旋槽 的柱塞，这样在运转中，当转速过高 .调速器控制需减油时，而恰恰是加油使转速会更 高造成柴油机飞车。 ? 柴油机在出厂前是根据功率大小，将喷油泵齿条予以固定和铅封的。此处不允许任意拆 卸的。如果对铅封进行了开封，造成齿条最大供油位置改变，也往往会引起柴油机飞车。 3、其他原因 除了调速系统和燃油系统原因外，下面的一些因素也往往引起柴油机飞车。 ? 190系列柴油机润滑缸盖摇臂的润滑油是通过缸盖上面油孔回到油底壳的。当回油孔堵 塞或不畅时，润滑油就会从气门导管窜到燃烧室，因而造成因烧润滑油引起的柴油机飞 车。 ? 190系列柴油机两个喷油泵齿条的连接杆上有一停车卡块，供油压低自动停车装置停车 用的。装在油压低装置的拔叉的左侧(面向自由流)，当此卡块装错，装在拔叉右侧时， 柴油机一运转，就被拔叉将此卡块推到最大供油位置，引起柴油机飞车。 ? 190系列柴油机还配有超速停车装置。此装置是当柴油机调速器失灵时，能自动停油停 车，当该装置失灵时，也容易引起柴油机飞车。 四、诊断方法 对于柴油机飞车现象的诊断，只需根据转速和声音变化情况便可判断。转速迅速增高，排气声连成一片，甚至成啸叫声。这里重点介绍柴油机飞车原因的诊断方法。图2—8是柴油机飞车诊断流程图。 图2—8柴油机飞车诊断流程图 五、排除措施 当发生柴油机飞车时，首先要采取紧急措施，使柴油机停车。然后再针对诊断出引起柴油机飞车的原因和部位，予以排除。 1、紧急停车的措施 紧急停车的措施有以下几种: ? 拉动齿条，减小油门，紧急停车 ? 关闭进气系统中的防爆门，切断气路。对装有防爆力的190系列柴油机，此举最方 便，最可靠。 ? 切断油路。当拉动齿条、切断油路无效时，首先关闭柴油进油阀门，切断油路;关闭柴 油滤清器的三通阀，将三通阀旋转180?，使其由T状态变为?状态，切断油路;或者 用扳手松开高压油管接头和喷油泵进油管接头，切断油路。 ? 用衣物包住空气滤清器进口，切断气路。 ? 加大负荷，迫使柴油机降速停车。 ?、排除故障 当柴油机停车后，针对诊断出的原因和故障部位，逐项予以排除。 ? 修复或更换卡滞之喷油泵柱塞和齿条，使之运动灵活。 ? 修复更换喷油泵弹簧齿圈等有关零件。 ? 重新连接两喷油泵齿条的拉杆，并调节使之两个喷油泵油量均匀一致。 ? 对错装之喷油泵柱塞或停车卡块，重新按要求，装配或更换，使之符合要求。 ? 检查和修复调速器运动件，使之工作灵活。 11 ? 更换调速器之损坏件，检查和更换调速器内机油。 ? 修复超速停车装置，使之工作正常。 ? 检查和修复缸盖回油孔，使之回油通畅。 第五节 柴油机突然停车 一、故障现象 柴油机正常运转中，只要不是人为减油停车，是不会突然停止运转的。当发生突然停车时，有两种情况。一是突然停止运转，一是转速慢慢下降，然后停止运转。 二.、原因分析 柴油机在供油、供气、燃烧正常时，所发出的功率和带动的载荷平衡时，便能正常运转。当外界载荷超过发出的功率，便会造成停车，因此，引起突然停车的原因可以归纳为五个方面: ? 柴油机供油系统发生故障，供油不足造成柴油机发不出应有的功率; ? 柴油机配气系统发生故障，进气不足或排气不畅，造成柴油机发不出应有功率; ? 柴油机运动件故障，使柴油机输不出应有的功率; ? 外界载荷突然增大，大大超过柴油机应发出的功率; ? 安全保护系统起作用。 这五个方面的原因可用图2—9来表示。具体分析如下: 油箱内燃油用完 燃油中有水，空气 燃油系统堵塞 燃油管路破裂 燃油系统 喷油泵柱塞或出油阀卡住 喷油嘴针阀卡位 调速器弹簧断，齿条白动回到停油位置 气门卡住或气门弹簧断裂不能正常换气 齿轮损坏或喷油定时不对 配气系统 喷油泵传动装损坏 柴油机突然 柴油机拉缸.抱缸 停车 运动件故障 柴油机烧瓦.抱轴 油压便自动停车装置起作用 超速自动停车装置起作用 安全保护系 防爆门自动关闭 统 其它因素 外界载荷突然增大，将柴油机憋死 图2一9柴油机突然停车原因 ? 当柴油缸内柴油机用光，或柴油管路破裂，都将使柴油机无法工作，引起紧急停 12 车。 ? 当柴油内有较多水或空气，将会导致气阻、水阻，使柴油机供油不连续，甚至短 时终止供油，引起柴油机紧急停车。 ? 喷油泵弹簧断裂，柱塞、.出油阀卡住，喷油嘴偶件卡住，引起供油中止。也会引 起紧急停车。不过，对于多缸机这种情况较少，12个缸(8个缸)的油泵柱塞或 出油或喷油嘴偶件都同时卡住的机会较少，此时只能造成功率下降，转速下降，「? 即使停车也是缓慢的。但也不排除是其中原因之一。 ? 当调速器弹簧断裂时，齿条是会被自动拉到小供油量位置，引起柴油机自动减油 停车。 ? 当齿轮系损坏或喷油泵传动装置损坏，使柴油机不能供油，或供油正时破坏，配 气定时破坏，从而使柴油机不能燃烧或不能正常燃烧，引起柴油机自动停车。 ? 柴油机气门卡住或气门弹簧断裂，引起柴油机不能正常燃烧而自动停车的机会也 不是太多。因为不可能所有气缸都出现这种故障。此时只会使柴油机功率下降， 转速下降，但这也是原因之一，因为随着故障的发展而功率逐渐下降和外界载荷 不平衡使柴油机逐步停车。 ? 190柴油机有自动停车安全装置，当柴油机油压低于规定值时，此时油压低自动停 车装置起作用，使柴油机自动停车;当柴油机发生超速时，超速自动停车装置起 作用，使柴油机自动停车。 正因为有这两个装置，所以当这两个装置产生误动作时，也容易引起柴油机自动 停车。 ? 190柴油机的进气系统上有防爆装置。此装置一是作为在环境有天然气等可燃气体 时，用其切断气路，使柴油机紧急停车;一是作为其它电控安全装置(如超速.油 压低等)的执行机构。在柴油机运转中由于某些原因，谈将该阀门关闭，则也容 易引起柴油机自动停车。 ? 柴油机工作中出现拉缸、抱活塞事故或烧瓦抱轴事故时，此时柴油机的摩擦功率 大大增加，会导致柴油机停车。 ? 当柴油机带动负载运行时，负载突然加大，超过柴油机所能发出的有效功率，从 而导致柴油机降速停车。 三、诊断方法 按图 2-10的诊断流程图对柴油机突然停车的原因进行诊断。 对是否缺油，可拆开喷油泵放气螺钉，或松开柴油滤放气螺塞来检查;对运动件是否卡滞，运动阻力大，可用人工转动柴油机时用力情况和困难情况判断。 图 2-10柴油机突然停车诊断流程图 四、排除措施: 针对诊断的原因和部位，进行排除。 ? 如系缺油引起自动停车，则需加满柴油或更换柴油滤芯或更换破裂之油管。 ? 如系燃油系统故障引起，则需修复或更换喷油嘴、出油阀、柱塞调速弹簧，高压泵 传动装置等。 13 ? 如系配气系统故障引起，则应修复或更换气门，气门弹簧或配气齿轮。 ? 如系安全装置(防爆门、超速自动停车、油压自动停车装置)起作用引起，则应将 其恢复到正常位置。 ? 如系运动件损坏引起，则应修复或更换曲轴、轴瓦或缸套活塞或其它运动件 第六节 柴油机烟色异常 一. 故障现象 柴油机正常工作时,排出的废气呈淡灰色.只是在加速时会出现一股黑色排烟.所以当出现烟色异常时,有以下现象: ? 冒黑烟 这是柴油机不完全燃烧的特征。此时排出的废气中有大量固体炭粒，有时 甚至带火星，并伴随排气温度的升高。 ? 冒白烟 这是柴油机废气中水或燃油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈白色雾 状，并伴随着柴油机功率下降和转速不稳。 ? 冒蓝烟 这是废气中含有大量机油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈蓝色雾 状。并伴有呛人的烟味和柴油机机油消耗增加。 二. 后果危害 柴油机当出现烟色异常时，会带来以下危害: ? 功率下降，燃油消耗增加。因为黑烟是不完全燃烧的产物。当燃烧不完全时，势必 造成热效率下降，使油耗增加、功率下降。 ? 机油消耗增加。因为蓝烟是机油不完全燃烧的产物，出现蓝烟，势必造成机油消耗 增加。 ? 排放增加。蓝烟、白烟是低温不完全燃烧的产物，黑烟是高温不完全燃烧的产物 这些产物成炭烟、HC、CO等排放到大气中，对环境起到污染作用。 ? 使柴油机寿命减低。 三. 原因分析 由于黑烟、白烟、蓝烟是三种不同性质的异常烟色，所以其生成的原因也是不相同的，下面分别予以分析。 1. 冒黑烟 既然黑烟是燃油不完全燃烧的产物，因此造成冒黑烟的原因主要由燃油、燃烧系统的故障和进排气系统故障引起。可用图2—11来表示。 14 喷油器雾化不良，滴漏或异常喷射 喷油器喷油压力不对 供油提前角过高过晚 个别缸供油量过大 燃油燃烧方面 柴油质量太差，十六烷质.胶质等指标超差 出油阀柱塞付磨损严重，油管压力过低 喷油嘴伸出缸盖平面太高太低 压缩压力太低 高压油管内孔变形 空滤器污堵 柴油机冒压气机污堵 黑烟 中冷器污堵 进排气系统 排气消声器污堵 配气相位不对 气门密封不严 增压压力过低 柴油机超负荷 使用方面 拉缸、烧瓦 图2一11柴油机冒黑烟原因 柴油机之所以冒黑烟，是由于喷入柴油机气缸内的燃油在燃烧时，局部高温缺氧裂解，并脱氢而变成以碳为主要成分的固态微小颗粒。是一种不完全燃烧的产物。一般用烟度来表示，其单位是BSU(波许)。所以无论是燃油系统，燃烧系统，还是进排气系统，凡是影响燃烧完全性的因素，均可引起冒黑烟。 ? 喷油器雾化不良，油粒大小不均或太大，与空气无法良好地.均匀地混合，局部地 区在燃烧时缺氧，高温裂解，从而产生黑烟。试验表明，当有一个缸雾化不良，此 时尽管燃油耗只增加0.1%，但烟度却可达到4BSU。 ? 喷油器异常喷射(包括二次喷射、隔次喷射、多次喷射或滴漏)，将使燃料在气缸 着火后仍继续喷入气缸，这部分燃油是在高温缺氧情况下燃烧的，所以容易产生冒 黑烟。 ? 个别气缸供油量过大或者柴油机超负荷运转，都使缸内燃油过多，空气不足，燃烧 缺氧，从而引起冒黑烟。其实，拉缸、抱轴引起冒黑烟也是这个道理。此时，柴油 机摩擦功大大增加，加大气缸作功能力，才能发出同样大的有效功，这也相当柴油 机超负荷运转，从而造成冒黑烟。 ? 柴油质量不符合要求，特别是十六烷值太低，使柴油机着火性能变差，燃烧着火落 后期变大，造成冒黑烟。 ? 高压油管内孔变形，将导致油管流通能力和油管压力变化，从而引起喷油器二次喷 15 射和影响雾化质量;喷油泵柱塞磨损大.出油阀磨损大造成油管压力降低，从而恶 化了喷油器雾化质量。这一切都使燃油燃烧不完全，局部高温缺氧，引起冒黑烟。 ? 190系列柴油机的喷油器伸出缸盖平面高度有一定要求，为2.4—3.0mm，当在拆装 过程中将垫件搞错，将导致油头伸出缸盖平面距离太大、太小，这样就不能保证喷 出的雾矩和燃烧室形状很好的吻合，或喷到燃烧室壁，或喷到缸盖下平面，造成局 部的燃油不能很好和空气接触.混合，引起燃烧局部高温缺氧产生黑烟。 ? 柴油机燃烧时的一个重要条件是，气缸要有一定的压缩压力和压缩温度。当活塞环 密封不良、气门密封不良，均使缸内压缩压力不足，从而造成燃烧不充分，产生黑 烟。 ? 柴油机的换气系统的作用是根据柴油机的工况大小，定时定规律定量地供给柴油机 新鲜空气，并将废气排走。当空滤器污堵、压气机污堵、中冷器污堵、排气消声器 污堵，以及增压器故障引起的进气压力不足，均使进入柴油机气缸的空气量不足， 造成燃烧时的空气不足、高温缺氧，产生黑烟现象。 ? 配气相位不对，既易造成柴油机进气不足、排气不畅，还使进排气的规律发生变化， 从而影响柴油机正常换气，燃烧，引起冒黑烟。 2( 冒白烟 白烟是柴油机低温起动运转后，柴油未燃微粒或水汽所形成的液体雾粒，是低温产物。不同于固体状的黑烟。所以分析原因时，应抓住这个特点。其原因如图2—12所示。 柴油机中含有水分 缸盖裂纹，水漏入气道被吸入气缸或从缸 盖底板漏入气缸 中冷器漏水，被吸入气缸 使用方面 供油提前角太晚 柴油机水温太低， 柴油机冒白环境温度太低 烟 中冷进水温度太低 喷油器雾化不良 燃油燃烧系各缸供油量不均 统 气缸压缩压力不足 图2一12柴油机冒白烟原因 ? 水汽的原因 既然白烟成分之一是水蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧中能产生水蒸汽的因素都是造 成冒白烟的原因。 柴油中含水、缸盖漏水、中冷器漏水，甚至机油内含水，在柴油机燃烧过程中， 这些水成水蒸汽形式从排气管排出，呈白烟状态。这种情况低速低负荷特别明显。 而在高负荷时基本消失，除非含水特别多。不过此时柴油机会出现转速不稳和功 率下降。 ? 燃气的原因 既然白烟的成分之一是未燃烧的柴油蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧过程中产生柴油 蒸汽的因素都是造成柴油机冒白烟的原因。当然，这种情况也是在柴油机低速低负 16 荷时发生的。 ? 喷油器雾化不良。燃油和空气混合不良，不具备着火条件，而在低速低负荷时未 被燃烧，而呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。 ? 各缸供油量不均。低速低负荷时，只有供油量大的气缸着火燃烧，而供油量小的气 缸的燃油未及燃烧，呈蒸汽状态，从气缸排出，产生白烟。 ? 气缸温度太低。水温低或环境温度低，气缸压缩温度低，均造成缸内着火条件不良， 使喷入气缸之燃油未及燃烧，呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。 ? 供油提前角太晚，柴油和空气混合条件不充分，未及良好燃烧，一部分燃油呈蒸汽 状态从气缸排出，产生白烟。 3. 冒蓝烟 蓝烟也是柴油机低速低负荷运转时，机油在几乎没有燃烧或只有部分燃烧或处于分解状态，液体微粒也是低温产物。所以形成蓝烟的因素也是机油消耗高的原因。冒蓝烟的原因可用图2—13表示。 油底壳油面太高 使用方面 空滤器污堵空滤器污堵，造成增压器的机油 进入气缸 活塞环卡滞 活塞环开口间隙大 柴油机冒活塞环折断 气缸密封方面 兰烟 二三道环上下装错 活塞环弹力消失.漏光严重，几道环开口未错 开 缸套磨损大.失园 气门导管与气门杆间隙过大 增压器密封失效. 其它密封方面 主油道到缸盖摇臂节流阀未装或节流孔太大 缸盖回油孔不畅 图2一13柴油机冒兰烟原因 机油消耗高主要由于机油进入燃烧室，被不完全燃烧排出气缸。而机油进入燃烧室主要途径之一是从缸盖活塞之间里飞溅.泵吸。所以影响缸套活塞间密封和飞溅过度的因素，均是造成机油窜入燃烧室的原因。 ? 活塞环卡住、折断、弹力消失、漏光、开口间隙过大、扭曲环位置装错，或四道活 塞环开口未错开，均造成活塞环和缸套贴和不良、密封失效，使机油窜入燃烧 室，造成机油消耗高。 ? 活塞外圆磨损过大、环槽磨损过大及缸套磨损过大、失圆，也均造成活塞缸套间 隙过大，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。 机油进入燃烧室的另一途径是机油从进气道被吸入燃烧室，所以这方面的因素 也是机油消耗高的原因。 ? 当缸盖回油孔不畅，润滑摇臂的机油回不到油底壳，使存在缸盖上罩壳的大量机油 从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。 17 ? 当主油道到缸盖摇臂的节油阀未装，或者节流阀孔太大，从主油道到摇臂的油太多， 无法全部从缸盖回油孔回到油底壳，而积聚在缸盖上罩壳内，从气门导管进入燃烧 室，造成机油消耗过高。 ? 当气门导管与气门杆磨损严重，间隙过大时，也造成机油从此处大量进入燃烧室， 造成机油消耗过高。 ? 当空气滤清器脏污，空气吸入真空 度大，当大于5.5kpa时，或者增压的封油系统 失效，增压器的润滑油被吸入压气机，而进入气缸，造成机油消耗过大。 四. 诊断方法 对烟色异常的诊断，首先用眼睛来分辨出冒黑烟还是冒蓝烟、冒白烟。 ? 于冒黑烟，可用烟度仪测量出烟度的大小。烟度仪分为滤低式烟度计和透光式烟度 计两种。其测量单位用FSU(波许)表示。具体诊断原因和部位时，可用部分停止 或比较法，判断是否是燃油系统故障引起。并可用仪器法进一步是燃油系统的那一 部位;对配气系统故障可用析检法或仪器法，具体判断是那一个部位。 ? 对于白烟，可用一张硬纸对准排气口。让白烟喷到白纸上，根据白纸上的液珠，判 断是水汽引起还是燃油系统引起。水汽液珠无味，燃油液粒有烟味。再用析检法查 出漏水原因或燃油不雾化的原因。 ? 对于冒蓝烟，可用部分停止法和观察法先找出窜机油的原因， 对于烟色异常的具体诊断流程，可用图2—14 2-15 2-16表示。 图2—14 柴油机冒黑烟诊断流程图 图2—15柴油机冒白烟诊断流程图 图2—16油机冒蓝烟诊断流程图 18 第七节 柴油机声音异常 一、故障现象 柴油机正常运转时，其声音是有节奏的，并符合一定的规律。即在不同的工况时，其声音的大小和频率分布是一定的。当发生噪声异常时，有以下几种情况: ? 敲击声:这种声音钝哑.沉闷，且常伴有柴油机振动加剧。 ? 铛铛声:这种声音清脆，有节奏。 ? 嚓嚓声:这种声音连续，刺耳。 ? 喝喝声:这种声音连续嘶叫，或有节奏的拍拍声。 二、后果危害 当柴油机出噪声异常时，实际是发生了故障的外观反映。此时将导致柴油机可靠性和寿命下降，甚至更大的恶性事故。 三、原因分析 柴油机发生声音异常，一般有以下原因造成: ? 燃烧过程恶化造成的燃烧噪声异常。 ? 进排气系统漏气造成的空气动力噪声异常。 ? 零件磨损过大和机械零部件损坏、松动，造成的机械噪声异常。 以上三方面的原因可用图2—17表示。 19 供油提前角过早 喷油量过大 喷油压力过高 燃烧恶化引起 柴油质量差，十六烷值过低 喷油嘴滴油、漏油、 雾化不良 进气管法兰漏气 排气管法兰漏气 进排气系统漏气气缸垫漏气 引起 气门漏气 活塞环漏气 活塞缸套间隙过大 柴油机噪声异主轴瓦间隙过大 常 连杆瓦间隙过大 零件磨耗过大引连杆衬套间隙过大 起 气门间隙过大 齿轮间隙过大 齿轮断裂 油泵柱塞卡住 机油泵调压阀卡住 齿轮铜套和轴烧住 摇臂轴和轴承烧住 气门碰活塞 零件损坏引起 气门弹簧断裂 柱塞弹簧断裂 飞轮固定螺钉松动 缸内有异物 减振器缺油 减振器松动 运动件不平衡 图2一17柴油机噪声异常的原因 柴油机的噪声源有三个方面。燃烧噪声、机械噪声和空气动力学噪声。在柴油机工作正 常时，这些噪声和其频率在不同的工况时是在一定范围的。只有发生了故障，这些噪声才出 现异常。下面具体分析如下: 1. 燃烧噪声原因分析 20 ? 柴油机的燃烧噪声由柴油机燃烧过程决定。反映在柴油机的工作过程变化，就是柴油机 的爆发压力和压力升高率及最高爆发压力出现的时刻的变化，而引起噪声变大。当柴油 机供油提前角过大时，滞燃期延长，在此期间内积存大量燃油，燃油始燃量增大，一旦 燃烧，便显得燃烧特别粗爆，产生了高的燃烧噪声，呈铛铛的敲缸声。 ? 因为噪声与负荷呈正比，负荷越大，噪声越大。所以如果某个缸供油量过大，该缸作功 大，燃烧噪声大。 ? 当某缸喷油压力过高时，由于油雾穿透度增加和空气混合不良，滞燃期增大，燃烧粗爆， 使噪声增加。 ? 当柴油质量不好，十六烷值太低或残炭量大，使柴油机的滞燃期增大，燃烧粗爆，引起 噪声增大。也是铛铛的敲缸声。 ? 当油嘴雾化不良、漏油.、滴油时，此时柴油机燃烧时刻、滞燃期、始燃量均发生不规 律的变化，使燃烧噪声的节奏响度都发生变化。特别噪声的频谱发生明显变化。 2(空气动力学噪声原因分析 190系列柴油机来说，由于空气经复合式空气滤清器进入增压器，而燃烧后的废气经废气涡轮排出机外。所以进排气噪声基本是连续的。当发生下列情况时，便会有不正常的噪声出现。 ? 涡轮前的排气管发兰漏气，如垫片破裂等，因高温高压废气的冲出会出现与工作循相同 节奏的“怕、怕声”。 ? 气缸垫片破裂，高温高压燃气突然冲出造成的与工作循环相同节奏声。此时即使停缸也 会出现因压缩气体冲出造成的“呲、呲”声。 ? 当进气管发兰垫件漏气时，一定压力冲出冲出造成的的“嘶、嘶”声。 ? 当气门密封不严或气门杆卡住,造成工作中气体从缸内倒灌进气管，而造成“铛、铛” 的响声，此时往往还有进气管发热现象。 ? 当活塞环和缸套密封不严造成漏气时，在压缩过程和燃烧冲程气体回窜曲轴箱，出现呈 一种空洞的“喝、喝”声。此时往往伴随曲轴箱废气增大。 注油器垫片压不紧或漏装时，也会造成 “呲、呲”声 3. 机械零件磨损噪声原因分析 柴油机零件磨损，造成摩擦付配合间隙增大，使摩擦付之间的撞击声增加。由于轴与轴承间有润滑油，此声音不像金属直接撞击而造成的那种清脆的声音，而是呈一种钝哑的撞击声。 ? 主轴承和主轴间隙过大造成的撞击声比较沉重.钝哑，连杆轴承和连杆轴间隙过大造成的 撞击声比其轻而响，音调清脆。而连杆小头和活塞肖 因间隙过大造成的敲击声，音调 最高，更清晰。 ? 活塞和缸套间因间隙过大造成撞击声。由于发生在活塞摆动平面，且在燃烧膨胀冲程， 活塞换向过程中，所以在机体侧呈“铛、铛”声。 ? 气门间隙过大，造成气门杆和摇臂及气门和气门座之间的撞击声增大，呈明显的“铛、 铛”声。 ? 齿轮的啮合间增大，就造成齿轮啮合噪声增大，呈连续的“沙、沙”声。 4. 柴油机运动件松脱卡住损坏的噪声原因分析 柴油机运动件松脱卡住损坏引起的噪声，是突发性的，因此噪声异常也比较明显。 ? 气门碰活塞。由于配气定时的变化，或者气门杆卡滞、.缸盖余隙太小造成的气门碰活塞 声非常清脆，呈有规律的“铛、铛”声。 ? 气门弹簧断裂。既造成配气定时的错乱，使气门碰活塞，出现碰撞声;又有断裂弹簧的 运动中的“拍拉、拍拉”声。 21 ? 摇臂轴和轴承因供油不足、烧损而造成的声音异常。是一种由干摩擦而发出的有节奏的 连续的不沉重的清晰的“吱、吱”声。 ? 齿轮断齿造成的噪声。则是不连续的“沙、沙”声，呈有规律的“嚓咔、嚓咔”声。 ? 缸内进入异物。在活塞和缸盖间呈不规律的撞击，所以声音杂乱。 ? 飞轮螺栓松动或风扇松动。造成飞轮或风扇运转中摆动,运转不平衡，从而出现一种沉 闷的甚至呈“嚓、嚓”的撞击摆动声。 ? 油泵柱塞弹簧断裂。出现弹簧运动中“拍啦、拍啦”声。 ? 油泵柱塞卡住。则出现一种因运动不畅和干摩擦造成“吱、吱”的异声。 ? 连接件松脱和旋转运动件相碰出现的金属摩擦声。是一种明显的异声，往往伴随摩擦火花出现。 ? 油调压阀卡滞。造成回油无规律，从而造成管路振荡声， ? 出油阀弹簧断裂。会出现闷车声和断裂声，伴随着冒黑烟和机器无力。 四. 诊断方法 诊断声音异常时，首先用听诊法或声振仪器法判断声音异常部位，然后结合工况变化法或部分停缸法，详细判断造成声音异常的部位和原因。 ? 听诊法。即用一根金属棒放在柴油机的有关部位，根据声音的大小、高低、轻重、性质， 结合经验，予以判断。这种方法多用于缸盖、缸套、轴承，齿轮系处的诊断。 ? 工况变化法。有些声音异常与工况有明显关系。此时可将转速由低到高，负荷由小到大， 进行变化，从而判断声音异常变化情况。这种方法多用于判断燃油、燃烧系统故障引起 的声音异常的判断。 ? 声振仪器诊断法。用振动仪、噪声仪测试有关部位的噪声和振动信号，并对其进行数字 处理、分析，并和标准故障进行比较判断。此种方法目前正在研究中，但却是最有前途 最准确的方法。 ? 部分停止法。由于引起声音异常，往往是某些缸工作不正常引起。所以当停止该缸工作。 如异声消除，则可准确地予以诊断。 进排气管.气缸垫片破裂漏气，气门碰活塞，弹簧断裂.金属摩擦声.等声音异常，容易判断。其它故障，多是各种方法综合运用，并凭经验进行判断。表2---1，列出几种典型声音异常的诊断方法和程序。 表2---1，几种典型声音异常的诊断方法和程序。 NO 项目 方法及部位 1 主轴承和连杆轴承的敲击声 在主轴承两侧听诊，或用振声测试仪分 析，然后用工况变化法和停缸法判断异 响部位和缸次。打开观察盖使活塞在上 止点，撬动连杆盖，判断间隙是否过大。 2 连杆小头轴承的敲击声 方法同上，诊断部位在机体中上部两侧 3 活塞缸套间的敲击声 在机体上部两侧，活塞上止点时仔细用 听诊法判断，并用停缸法判断敲缸部位 和.缸次。也可用向可疑气缸上部加入 厚质机油，转动数圈后再起动柴油机， 如 响声消失或减弱，则证明该缸属敲 缸缸次) 4 供油角太早或喷油嘴故障的首先用听诊法或声振测试仪法判断是 敲缸声 否敲缸，然后用部分停缸法，判断是哪 一缸的问题，最后用析检法判断该缸油 22 嘴故障的性质和供油角变化情况。 五. 排除措施 针对异声诊断的部位和原因，有的放矢的予以排除。 ? 对零件损坏、松脱、卡滞造成异声的故障，应分别予以修理和更换。如紧固飞轮、风扇 固定螺钉，使其运转平稳;更换损坏之齿轮;修理和更换气门和活塞，保证运动正常、 间隙正常;更换断裂之气门弹簧、.柱塞弹簧。修理或更换摇臂轴和轴套、柱塞付;修 复或更换喷油嘴，更换破裂之进排气管垫件、气缸垫片等。 ? 对因间隙过大，造成异声的故障，应分别进行修复或更换。如修复和更换轴承和曲轴，使其间隙符合要求;修复和更换活塞、.缸套、活塞环，使其配合间隙符合要求。调整气门间隙，使其符合要求;调整供油提前角，使之符合要求等。 ? 如系柴油不符合要求，则更换符合要求的柴油。 第八节 柴油机振动异常 一. 故障现象 柴油机工作中，由于其爆发力和惯性力的作用，产生一定的振动是正常的。在工况 一定时，其振动有一定大小和规律的。按国家标准测试和评级，190系列柴油机的振动 是属于B级以上(良好级)的，如发生振动异常，往往有以下现象: ? 柴油机各部位振动加剧。特别是高压油管、中冷器、调速器等部件，用肉眼能看出 振动。用手触摸有麻木感觉。 ? 伴随着振动的异常，往往还伴有异声出现。 二. 后果危害 产生振动有以下危害: ? 使柴油机本自因振动加剧，振动应力过大，.可靠性和寿命下降，严重者引起零部 件损坏造成人身安全事故。 ? 使与之相连工作机械因振动过大造成损坏。 ? 柴油机过大的振动，影响周围设备仪器的精度和寿命，还造成房屋的寿命减低，就 是对周围的人员，也产生不利于身心健康的影响。 三. 原因分析 柴油机工作中，各缸燃烧爆发力、运动零件的惯性力、.各零件之间的冲击力、摩 擦力是引起柴油机振动的振源。由于柴油机结构复杂,发火次序不同 ，所以振源 也很复杂，振动是难免的。但当发生以下情况时，便会使这种振动加剧。 ? 各缸燃烧爆发力不均衡。 ? 各缸惯性力不均衡。 ? 各缸摩擦力冲击力不均匀。 ? 柴油机与工作机械连接不同轴。 ? 柴油机基础薄弱，强度、刚性不足。 以上5方面情况造成振动异常可用图2—18表示 23 各缸供油量不平衡 各缸供油角不平衡 各缸做功不平 各缸压缩比不平衡 衡 各缸活塞连杆组质量误差太大 曲轴动平衡误差太大或曲轴弯 曲变形 飞轮平衡超差 惯性力不平衡 增压器转子动平衡超差或叶轮柴油机振动异常 损坏 1 平衡轴齿轮装配位置弄错 减振器失效 轴承间隙太太 安装基础薄弱、刚度差 底座刚度不足 与基础的安装 安装螺钉松动 与工作机械的 柴油机与工作机械对中性差 安装不合要求 柴油机与风扇连接对中性差 图2-18 柴油机振动异常原因 这是因为: ? 各缸供油角不均匀，或供油量不均匀、压缩比不均匀，会造成各缸爆发力和作功大 小不均，则产生附加力，使柴油机振动加剧。 ? 柴油机活塞及连杆运动中除产生往复惯性力外，还有离心惯性力，各缸的这些力不 同，就会造成柴油机工作不平衡，使振动加剧。所以在装配中，对活塞.连杆组有 严格的质量要求。对190柴油机，同一台柴油机各缸的质量差不得大于100g，当超 过时，将导致各缸惯性力不均，使振动加剧。 ? 一根平衡良好的曲轴(对190柴油机不平衡度误差,150g,在高速运转中，其离心 力是平衡的。如各曲拐和平衡块重量上的误差将导致曲轴不平衡，因而引起柴油机 振动加剧。 ? 同样道理,飞轮和连接器本身也必须进行良好的平衡，才会不产生因附加不平衡离 心力引起的振动加剧。对190系列柴油机，当连接器的金属橡胶座重量误差太大(大 于10g)，则会因为不平衡离心力造成柴油机振动加剧。 ? 飞轮连接细钉松动.，飞轮在旋转中产生摆动，也将造成离心力不平衡，引起振动 加剧，对Z8V190和Z6V190柴油机，为了平衡不平衡惯性力和惯性力矩.，在机体 上装有俩根平衡轴。当平衡轴齿轮位置装错，则使平衡轴产生的惯性力不但起不到 平衡的作用，反而使不平衡力和力矩更大，引起柴油机振动加剧。 ? 油机的增压器转动速度很高，其每分钟超过30000r/min。转子稍有不平衡，将会产 24 生大的不平衡力，使增压器产生很大的振动，这种振动会导致柴油机振动加剧。所 以当转子平衡性不好，或叶轮损坏，均破坏原来的动平衡要求，(对190系列柴油 机的增压器，动平衡验证时重心偏移超过2mm)。会造成柴油机振动加剧。 ? 柴油机轴承间隙过大，或柴油机曲轴弯曲时，造成曲轴运转中冲击轴承力加大，从 而引起柴油机振动加剧。 ? 曲轴的减振器是起消减曲轴扭转振动的。当减振器失效时，不仅起不到减振作用， 还会因减振器惯性体运转不平衡，产生附加离心力，使柴油机振动加剧。 ? 柴油机和工作机械的对中有严格要求。无论是端面间隙还是径向间隙都有一定的数 值要求。当对中不好，便会造成柴油机因两种机械受力中心不统一而出现振动加剧， 这是柴油机振动过大的常见原因。同样道理，柴油机曲轴和风扇安装对中不好，也 引起柴油机振动加剧)。 ? 柴油机和底座固定钉松动或底座刚性不足或基础薄弱，承受柴油机冲击立的能力不 ? 足并发生变形，加剧了柴油机振动。 四. 诊断方法 对柴油机振动异常,平常采用手触法或千分表测量法。然后凭经验进行判断。比较 科学的方法是用声振仪测试分析法，对振动部位和振动性质予以判断。并用拆检法 对具体原因进行判断，可用图2—19表示的诊断流程图进行诊断。 图2—19柴油机振动异常诊断流程图 五. 排除措施 针对诊断的原因有的放矢的予以排除。 ? 对于安装和基础原因造成的振动异常，应当对柴油机重新进行对中、安装、紧固， 使其符合要求。 ? 对于燃油、燃烧不平衡造成振动异常，应当对燃油、燃烧系统重新进行调整，使供 油角.、压缩比、供油量等各缸一致。 ? 对由曲柄连杆机构各运动件重量不一致和平衡不好，导致的振动异常，应当重新进 行配重和平衡试验，使其符合要求。 ? 对轴承间隙太大或曲轴变形造成的振动异常，应对轴承和曲轴进行修复或更换。 ? 对平衡轴齿轮位置装错造成的振动异常，应当重新按记号装配。 六、几种典型噪声异常现象分析判断经验 柴油机在工作时，主要噪声源有三方面:燃烧噪声、气流(进气、排气)噪声、和机械噪声。当出现运动零件严重磨损、配合间隙增大、零件松动、断裂损坏或者由于修理质量不好、装配调整不当时，便会发出各种异常的响声。如不及时处理，不但会加剧发动机零部件的磨损，甚至会造成事故性损坏。因此，我们应根据各种不同声响所反映故障原因的规律，及时而因，以便采取必要的修理措施。下面根据一般经验，将几种常见异常噪声的发生原因、特点和处理意见介绍如下。 1、活塞敲缸 (1)产生原因 25 活塞敲缸响的主要原因是:活塞与气缸的配合间隙大，在作功的瞬间，活塞受高压气体压力作用，在气缸内发生摆动，敲击气缸壁，发出响声。 此外，连弯扭、活塞反椭圆、活塞销与衬套或连杆轴承与轴颈配合过紧，也能引起活塞敲缸响。 当柴油机供油角过大、供油量过大、喷油压力过高、进气压力过高、水温过低，这种敲缸响声会明显增大。 (2) 异响特点 怠速时响声清晰，在气缸上下都能听到“当、当”的敲击声。 柴油机在冷机启动时，响声明显，温度升高后，响声减弱或消失。 柴油机大负荷、转速突变时，响声明显，该缸“断火”后，响声减弱或消失。 向该缸内加人少量机油，在开始发动的短时间内，响声会消失。 (3) 处理意见 柴油机初发动，且水温低于40?时，允许有活塞敲缸响，否则应尽早查明原因并排除，以免发生事故性损坏。 2、活塞销响 (1) 产生原因 活塞销响的主要原因是:活塞销与连杆衬套或活塞销座孔配合间隙过大。发动机工作时，活塞销撞击连杆衬套或活塞销座孔而发出响声。 (2) 异响特点 在怠速和中速时，响声比较明显。一般为上下双响。 柴油机转速变化时，响声的周期也随着变化。转速突降时，气缸上部可听到尖锐的冲击响。 柴油机温度升高，响声不减弱，有时还较明显。 该缸断火后，响声会减弱或消失，恢复该缸工作的瞬间，会出现一到两个明显的响声。 (3) 处理意见 当柴油机在运行中发现严重的活塞销响，应尽早排除。 3、连杆轴承响 (1)产生原因 连杆轴承响的原因是:连杆轴颈与轴承间隙过大，连什轴承合金烧蚀或脱落，连杆轴承的固定螺栓松动或折断，在柴油机作功的瞬间互相撞击而发出。 机油粘度低，此响声更明显。 (2) 异响特点 ( 连杆轴承异响是一种较缓和而短促的敲击声。这种响声在怠速时不明显，中速时清晰，高速时激烈。在突然加速和突然加负荷时有明显的“当、当”声，并且很难听出响声的部位。 如果轴承严重松旷，怠速时有明显响声，甚至机体抖动，此时机油压力也有一定程度的下降。 柴油机的温度发生变化时，响声不变化。 该缸“断火”后，响声明显减弱或消失，恢复该缸工作的瞬间会发出“当”的一声响。 (3) 处理意见 柴油机发生此响声时，应立即停机排除，否则可能导致柴油机连杆脱出，打破气缸体等事故性损坏。 4、主轴承响 26 (1) 产生原因 主轴承响的原因是:主轴承与轴承的配合间隙过大，在发动机作功的瞬间:互相撞 击而发出响声。机油粘度低，此响声更明显。 (2)异响特点 在突然加速和加负荷时，有低沉而钝哑的连续敲击声，柴油机并伴有抖动现象。 柴油机的温度发生变化，响声不变化。 机油压力有明显下降。 单缸“断火”时，响声无明显变化，相邻两缸“断火”时，响声会明显减弱。 (3) 处理意见 如发现主轴承响，应立即停机排除，以免导致其它零件烧坏或使曲轴断裂。 5、气门脚响 (1) 产生原因 气门脚响一般是因为气门脚的间隙过大而引起的。也有的是凸轮磨损过度导致曲线 变更，使挺杆在凸轮上摩擦时有跳动，或者是相关的配件间隙大而导致的。 (2) 异响特点 响声明显、清脆，连续而又有节奏，在气门室一侧听更明显。 柴油机转速发生变化时，响声也发生节奏变化。 发动机的温度发生变化和“断火”时，响声不变化。 怠速时，用手将挺杆提起，响声会减弱或消失。 (3) 处理意见 气门脚间隙在符合技术标准的情况下，允许有响声。如确定是气门脚间隙过大，可 结合日常保养予以调整排除。否则要进行修理。 6、气门挺杆响 (1) 产生原因 气门挺杆响是因挺杆与气方导管孔配合松旷，当凸轮顶动时，横向力使挺杆产生摆 动，撞击导管由孔所致。也有因挺杆球面磨损，当凸轮顶动挺杆时，挺杆上行转动不灵 活，凸轮顶动的横向力加剧挺杆的摆动而发响。 (2) 异响特点 与气门脚响基本相同。用铁丝径向拉住挺杆时，响声会减弱或消失。 (3)处理意见 挺杆与导管的配合间隙如符合技术标准，允许有响声。否则应查明原因，进行排除。 7、正时齿轮响 (1) 产生原因 正时齿轮响的主要原因是:两齿轮啮合间隙过大，工作时齿面互相撞击发响。此外， 相啮合两齿轮轴线不平行，啮合失常，甚至断齿，会引起齿轮响。另外，新齿轮尚未磨 合，配合较紧，也会发响。 (2)异响特点 在怠速或变更转速时，用金属棒或听诊器抵在齿轮室盖上听，较明显。 此响声会由凸轮轴传到发动机后端。 (3)处理意见 正时齿轮啮合间隙和接触面积符合技术标准和新机磨合时，如果响声不严重，可不 排除。 8、活塞环漏气响 (1) 产生原因 27 活塞环漏气响，是由于活塞环与气缸壁不密封，在作功的瞬间，高压气体窜入曲 轴 箱所发出响声。 (2)异响特点 严重时，声音类似“敲缸”响。 打开呼吸器口听，响声特别清楚，并有烟气冒出。将呼吸器口盖好后，声音明显减小。 (3) 处理意见 轻微的漏气声，在活塞环磨合后会消失。严重的漏气声对发动机的功率有影响，且 不易磨合，应查明原因，予以排除。 发动机异响由于声源零件的大小、形状和材料性质不同而有差异，也随着发动机 的温度、转速以及负荷和润滑条件的变化而变化。 一般情况下，小零件相撞的异响音调高、音量弱，比较清脆尖锐;大零件相撞的 异响音调低、音量强，比较低沉钝哑;小零件与大零件相撞，声音像小铁锤敲铁砧。钢 铁与软金属相撞声音沉闷，零件破碎的声音嘈杂难听，旋转零件的响声一般随着转速和 负荷的增加而加剧。 有些异响是发动机附件引起的，可以拆除附件或传动装置来予以确认。也可以使 用“断火”的方法将可疑的气缸隔离。由于噪声会传到没有问题的零件上，所以可以采 用听诊器、金属棒来放大声音和确定声源。 听诊要在冷机、怠速、中速和突然加速变油门、有无负荷等不同条件下诊断，但 这种动态诊断的时间不能太长。对于一些突发性的异响，往往是重大事故的先兆，应立 即停车用其它方法诊断。 确定发动机异响的来源没有固定的规律和方法，以上是—般经验，仅供参考。 第九节 柴油机温度异常 柴油机温度异常，是指柴油机水温、.油温、排温、轴承温度等超过正常值。也就是 的柴油机过热。 一. 故障现象 以190系列柴油机为例，对高速大功率柴油机来说，正常的机油温度和出水温度在70--85?之间，正常的排气温度在600?以内，正常的轴承温度在80?以内。当出现温度异常时，有以下现象: ? 机油温度超过90?，此时还往往伴随着机油压力下降和从呼吸器冒油气。 ? 水温超过85?或者进出水温差超过10?。有时短时间成蒸汽状态，超过100?。此时 伴随着从膨胀水箱加水口处向外冒蒸汽。甚至会在冷却系统中产生局部气障。 ? 排气温度超过600?，此时伴随着排气管发红，甚至从排气管喷出火苗。 ? 轴承温度超过100?，此时往往伴随着轴承烧损，从呼吸器向外冒出烟雾。 二. 后果危害 发生温度异常会带来以下危害: ? 当发生水温异常时，破坏正常配合，那将导致活塞拉缸、甚至抱缸，缸盖裂纹、.气门 磨损大等。还会造成缸内空气充量减少使柴油机功率下降，。也会增加缸套穴蚀。 ? 当发生油温异常时，将导致油压不足，轴承、缸套等零件异常磨损，甚至烧瓦、拉缸。 ? 当发生排气温度异常时，将导致活塞、缸盖.、气门、燃气涡轮受热零件热负荷大，强 度下降，磨损增加，甚至裂纹、损坏。 ? 当发生轴承温度异常时，将导致轴承异常磨损或烧损。 三. 原因分析 28 1. 机油温度异常 机油温度异常的原因分析如图2—20所示。 低温散热器内水量不足，有气 中冷水泵流量小，气障或者水泵故障 油冷器冷却效果差. 冷却系统 风扇转速低，.皮带打滑或者是偶合器故障 低温散热器散热效果差，水垢或污堵 柴油机机油油底壳油面不足. 温度过高 润滑系统 机油泵流量小.机油泵故障或者油路有气障 轴承烧损 柴油机超负荷运行 其它 活塞环漏气严重 图2—20柴油机机油温度过高原因 柴油机正常技术状态时，燃烧所产生的热量，一部分变成有用功，一部分由废气带走，还有一大部分热量及摩擦生热，由冷却水和机油带走。而温度升高的机油通过机油冷却器，将热量再传给冷却水，从而使温度始终保持在85?以下。所以出现温度过高时，主要从生热和传热途径进行分析。 ? 柴油机超负荷运转时，燃烧热量高，机油吸热多，所以导致机油温度过高。 ? 当中冷水泵流量小或低温散热器散热效果不好，或机油冷却器冷却效果不好，或风扇 转速低，均使机油的热量传不出去，从而造成油温过高。 ? 油底壳油不足或机油泵泵量小.均使参加循环换热的机油量不足，散热效果差，也造成 机油温度过高。 ? 当轴承烧损时，有大量摩擦热散发到机油中，或者活塞环漏气，高温燃气加热机油， 这一切均导致油温过高。 2. 水温异常 既然水温异常表现为出水温度过高或进出水温差过大，因此分析原因时，这两方面均应予以考虑。造成水温异常的原因为图2—21所示。 29 高温水泵流量小 水泵损坏 水管中有气.气障 . 柴油机水道污堵 皮带打滑 风扇转速不够 . 偶合器故障或 冷却系统 气囊离合器故障 高温散热器散热效果差 水垢 污堵 柴油机水 温过高 高温散热器水量不足 高温水泵流量小 高温散热器漏水 供油提前角不对 其它 柴油机超负荷运转 . 图2一21 柴油机水温过高原因 柴油机超负荷运转或供油角太早太晚，是由于柴油机产生的热量多，而冷却系统不适应要求，所以造成水温高。水温过高应主要从传热和散热两个方面去分析原因。 从散热方面分析，当热量散不出去时，必然引起的柴油机水温过高。 ? 由于偶合器的故障使风扇因滑差大，或汽囊离合器打滑使风扇转速达不到要求，因而 风量减小，散热不足造成柴油机水温过高。 ? 高温水泵因故障造成水量不足，或因管路中有空气，产生气障，造成水量不足;或管 路泄漏造成水量不足;或者冷却系统管路和部件阻力大造成水量不足;以及散热器内 水量不足，均使通过冷却水带走的热量减小，造成柴油机水温过高。 ? 高温水泵(或散热器)的故障，使散热量减小，造成柴油机水温过高。 ? 柴油机水道(机体.缸盖)污堵，或铸造质量不佳，使水道通流能力太小，均使水的流 量减小，从而柴油机热量向外传出受到影响，造成柴油机水温过高。 ? 从传热方面分析，当热量交换有问题，热量传不出去，也引发的柴油机水温过高。散热 器结垢、污堵或散热片间脏污，造成水的热量向空气散热受阻。造成柴油机水温过高。 ? 凡是由于水的流量小造成水温高的原因，也是柴油机进出水差大的原因。因为柴油机的 传热量是水的流量和温差、比热的乘积，.比热和总传热量一定，所以水的流量越小， 温差就会越大。 3. 排温异常 影响排气温度过高的原因，主要是由燃烧系统、燃油系统、.进排气系统造成的。 柴油机排气温度是指柴油机燃烧后排出的废气的温度。正常的排气温度取决于柴油机正 30 常的燃烧。正常燃烧的基本条件是一定数量的燃油，在雾化良好的状态下和足够的空气良好的混合。在燃烧室内完全燃烧。所以任何不满足这些条件的因素，均会造成排温过高。图2一21是排温过高的原因分 空滤器脏污 压气机脏污 进气阻力大 中冷器脏污 缸盖进气道脏污 进气压力低 增压器故障 进排气管漏气 进排气系统 排气消声器污堵 排气阻力大 排气管太细、太长，拐弯多 缸盖排气道污堵 气门间隙不对 供油提前角过晚 排气温 个别缸供油量过大 度过高 燃油燃烧 喷油器雾化不良 系统 燃油品质差，不符合要求 气缸压缩压力低 环境温度太高 中冷水温度太高 其它 超负荷运转 高原地区、气压低 图2—22柴油机排气温度过高原因 ? 进气系统的阻力大的因素均导致进入柴油机的空气量不足，使油气混合质量不好。扫 气效果差，从而引起排温升高。 ? 进气系统中的管路漏气，将使空气进不到气缸中;而排气系统管路漏气，将使排气能量减小导致增压器作功减小，压气后气压降低，减少了向缸内供气;排气系统的阻力加大，使柴油机排气背压增大，降低了涡轮膨胀比和增压压力，也减小了进入缸内的空气;而增压器的任何故障都使增压压力降低，减少了向缸内供气和影响扫气效果，从而引起排温升高。 ? 气门间隙不对，导致配气相位不对。如排气门间隙小，则排气门开的早，使缸内燃烧气体膨涨不充分即被排出;如排气门间隙大，则排气门开的晚，关闭早，排气时间截面变小，排气不充分;如进气门间隙过大，则进气门开的晚，关闭早。进气时间截面变小，进气不充分和扫气效果不佳;如进气间隙过大，又会因产生气门重叠期间的废气倒灌，使进气充量中废气含量高，这一切均造成燃烧不充分，排气温度过高。 ? 供油角过晚，产生过后燃烧，排温升高;喷油器雾化不良，燃烧不充分，排温升高。 ? 燃油品质,特别是十六烷质，残炭、胶质等指标不符合要求，也造成燃烧不充分引起做 31 排温升高。 ? 至于气缸压缩压力低，造成排温高是因为此时柴油机的指示热效率降低，燃烧不完全所 致。 ? 柴油机的排温与负荷成比例，负荷越大，排温越高。所以柴油机超负荷运行造成排温过 高是在情理之中的事情。 ? 中冷进水温度过高，使中冷器后的空气温度就高;还有环境温度高;环境气压低，均造 成进入气缸的空气量减少，燃烧不完全，排气效果不佳，从而排温升高。 四. 诊断方法 对温度异常的诊断，可用热工仪表监测法诊断出温度异常的程度和原因。当然也可用触摸法或比较法诊断水温和油温异常，用观察法诊断排温异常。油温异常、水温异常及排温异常的诊断流程可分别用图2---.23,2----24,.2---25表示。 囵2---.23油温异常诊断流程图 囵2---.24水温异常诊断流程图 囵2---.25排温异常诊断流程图 五.排除措施 针对诊断出的原因，有的放矢的排除故障。 32 1. 机油温度过高 ? 首先加足机油，放掉管路中的空气，消除气障。 ? 如是冷却系统原因造成，则应清洗或更换机油冷却器，恢复其冷却效果;修理或更换水 泵，保证水的流量足够;调整偶合器和皮带松紧度，使风扇转速达到正常;清洗或修理 低温散热器，恢复其冷却效果。 ? 如系润滑系统造成，则应修复或更换机油泵，使其泵量达到要求。 ? 如系超负荷引起，则应减载运行。 2. 水温过高 ? 如系冷却系统散热效果差引起，则应视情况调整和修理偶合器，调整风扇的松紧程度， 使风扇转速达到要求;放掉水路中之空气，消除气障;修理或更换水泵，使泵量达到要 求;清洗散热器，使其良好的散热;清理冷却系统和机体、缸盖水道的水垢。 ? 如系供油角不对引起水温过高，则应重新调整供油提前角; ? 如系超负荷运行引起，则应降载运行。 3. 排温过高 ? 首先保证进排气系统工作正常: 清洗空滤器;清洗压气机叶轮流道;清洗进气道;清洗排气消声器;修理或更换漏气处 之垫片，保证密封良好;调整气门间隙;修理或更换有故障之增压器，使之供气正常。 ? 调整供油提前角，使之符合要求;检查和修理喷油器，使之雾化良好;调整各缸供油量， 使之一致;更换不合格之柴油;修理和更换活塞环，使之密封良好;研磨气门，使之密 封良好。 ? 检查和修理冷却系统，使中冷水温保持在要求范围;检查和修理低温冷却系统，使之冷 却正常，保持中冷水温在规定范围内; ? 如系超负荷运转，则应降载运行。 ? 如环境温度太高，或大气压力太低，则应降载运行。 第十节 柴油机压力异常 柴油机压力异常是指柴油机机油压力、进气压力、排气压力和气缸压力超过正常值。 一、故障现象 ? 油压异常。当出现进排压力异常时，表现机油压力表指示的数值远低于技术要求。或滤 清器前后压力相差很大，超过150KPa。 ? 进排气压力异常。当出现进排压力异常时，表现为中冷器前(后)的气体压力太低，在 全负荷时，低于150KPa(正常值170—180KPa)或左右排缸压力差别太大，超过30KPa; 涡轮前排气压力太高，全负荷时，大于160KPa(正常值140—150KPa)，或左右排缸压 力差别太大，超过30KPa; ? 涡轮后排气压力太高，大于3KPa，即所谓背压太高。 ? 气缸压力太低，所谓气缸压力太低，指压缩过程中气缸压缩压力太低。 二、后果危害 当出现压力异常时，将导致以下不良后果: ? 机油压力过低，引起润滑不良，甚至润滑失效。造成零件异常磨损和轴承烧损事故，影 响柴油机可靠性和使用寿命及正常工作。 ? 当机油滤清器前后压力差太大时，造成机油不经滤清，直接从旁通阀进入主油道，使不 洁之机油进入摩擦付，造成异常磨损和拉缸、拉瓦现象。 ? 进排气压力异常，使柴油机功率下降，排温和油耗升高及冒黑烟。 33 ? 气缸压力不足，除影响柴油机功率外，还使柴油机起动困难。 三、原因分析 由于压力异常，是由不同系统故障引起，所以其原因也是不相同的。下面分别叙述: 1、机油压力异常 分析机油压力异常时，主要从润滑系统去分析。也要从摩擦付去分析，综合起来如图2—26所示。 油底壳油量不足 机油管路破裂或连接法兰处漏油 机油内有柴油、水，粘度不足。 机油管路有气，气障造成供油不足。 润滑系统 机油滤清器污堵 机油泵故障供油不足调压 阀弹簧损坏，卸油太多调压。 阀卡死或调节不当 机油压力 油冷器故障，冷却效果差。 过低 低温冷却系统(水泵、水箱、风扇)故冷却系统 障，冷却效果差。 机油温度太高 轴承间隙太大或者烧瓦 其它 机油牌号不对，粘度太低。 图2—26 柴油机机油压力过低原因 ? 当油底壳油量不足，使油泵流量减小，或者机油管路破裂均造成油压不足。 ? 机油滤清器脏污，阻力增大，使机油流通能力减小，造成油压过低;同样机油泵故障或 管路有气，产生气阻，均造成机油流量减小，引起油压过低。 ? 机油压力与机油粘度成比例关系。当机油内有水或柴油，或者油温太高，均使机油粘度 下降，从而引起油压过低;同样冷却系统有故障，如风扇转速过低，低温水泵泵量小， 油冷器脏污均造成油温过高，而使油压过低。轴承间隙过大，泻油太多，保不住油压， 也造成油压过低。 ? 调压阀弹簧断裂，使系统内压力失去平衡，造成回油量大，而使主油道内机油压力过低。 同样当调压阀卡滞或调节不当，均使机油回油太多，引起主油道油压过低。 2、进排气压力异常 由于190系列柴油机系增压中冷柴油机。所以除从进排气系统分析外，还要充分考虑增压器和中冷器的因素。其原因可用图2—27所示。 空气滤清器污堵，进气真空度超过50KPa。 压气机污堵 增压器故障 中冷器污堵 进排气压力异常 进气管漏气 排气管漏气 34 排气消声器污堵，背压超过3KPa。 配气相位不对 图2—27柴油机进排气压力异常原因 这是因为: ? 空气滤清器污堵，进气真空度大，造成压气机后气压低。 ? 压气机污堵，既使压气机效率降低，又使空气流阻增大，造成增压压力降低。 ? 增压器任何故障，如喘振、叶轮和壳体间隙过大，喷嘴环面积变大，均导致增压压力降 低。 ? 进气管漏气、中冷器污堵，均使进入气缸的进气压力不足。 ? 排气消声器污堵，柴油排气背压增大，增压的效率下降，造成压气机后压力降低。 ? 配气相位错乱，影响柴油机的性能和排气脉波的效率。使增压器作功能力下降，造成进 气压力不足。 3、气缸压力过低 影响柴油机气缸压缩压力的因素，如图2—28所示。 缸套失园 缸套磨损过大 活塞磨损过大 活塞环与气缸 活塞弹力不足 密封不好 活塞环漏光 活塞环磨损过大 活塞环开口未错开 压缩余隙过大 燃烧室容积过大 压缩比过低 气缸压力过低 活塞避碰阀坑太深 配气相位不对 气门头锥面和气门座锥面磨损气门密封不过大、烧蚀、变形而漏气 好 图2一27所示原因 进气压力低 图2—28 柴油机气缸压力过低原因 ? 缸套活塞环的密封及气门的密封直接影响缸内压缩压力。密封不严，将导致气体从活塞 环窜入曲轴箱和从气门座处漏掉。 ? 压缩比过低，造成气体压缩程度不足，引起压缩压力过低;而进气压力过低时，尽管压 缩程度足够，也因压缩始点压力低，导致压缩终点压力低。 四、诊断方法 对于压力异常的诊断主要靠仪器仪表法诊断。并用拆检法找出造成压力异常的原因和部位。可用图2—29—2—31所示的诊断流程进行诊断。 35 图2—29柴油机机油压力低诊断流 程 图2—30柴油机进排气压力低诊断 流程 图2—31柴油机气缸压力低诊断流 程 五、排除措施 对压力异常的不同表现形式和不同的原因，应分别采取措施。 1、油压异常 ? 首先应对造成供油不足的润滑系统方面的因素予以排除。 ? 更换破裂之管路和修理管路连接面，使之不漏油。 ? 放掉管路中之空气，消除气障。 ? 向油底壳加足机油。 2? 通过化验，对油中有柴油、有水予以确认。当机油粘度下降(小于11min/s)、闪点降 低(小于200?)和水分增加，都说明油中有柴油或水分。此时应当予以更换。 ? 清洗污堵机油滤清器滤芯。 ? 通过在试验台上试验，对供油量不足之机油泵进行修理调整，使其恢复流量。 ? 对卡滞或弹簧断裂之调压阀予以更换，修理调整。 ? 然后对冷却系统进行修理，使其提高冷却能力。 ? 清洗或修理机油冷却器。 ? 修理低温散热器和低温水泵。 ? 调整或修理风扇传动皮带和传动液力偶合器(或气中离合器)，使风扇达到规定的转速。 ? 对因轴承间隙过大或烧瓦引起油压降低，则应更换、修复轴承，使之达到技术要求。 2、气压异常 对气压过低，则应主要从进排气系统的零部件上予以排除。 ? 首排除漏气因素，更换进排气管漏气处法兰垫片或胶圈。 ? 然后清洗进排气系统流通部件，如清洗空气滤、中冷器、压气机及排气消声器等。 ? 检查和调整配气相位。 ? 修复增压器，如调整叶轮和涡壳间隙，喷油环面积及涡轮端面间隙等。 36 3、缸压异常 对气缸压缩压力过低，主要从燃烧和进气系统予以排除。 ? 保证进气压力在规定范围内。 ? 更换活塞环，修复或更换缸套、活塞，使之密封良好。 ? 研磨气门，使气门与座密封良好。 ? 调整气缸垫片厚度，保持气缸盖与活塞间最小余隙在1—1.5mm之间。 第十一节 油底壳机油油面上升 一、 故障现象和后果危害 柴油机油底壳正常的油面在油标尺规定的刻度范围内，且随着时间延长而下降。当发生油面上升时，有以下现象: 机油油面增高 ，油标尺测量发现油面提高，严重者从油标尺口冒出。 伴随烧机油、冒兰烟或机油压力降低。 其危害:烧瓦、摩擦付异常磨损。 二、原因分析 油底壳油面上升，说明油底壳进入了非机油之类的物质。这其中只能是漏入柴油或冷却水。因此分析原因时，主要分析漏入柴油和冷却水的原因。这就要从机油和柴油，冷却水求通的部位去分析。 1(柴油漏入油底壳内 从柴油供给系统分析，能和机油求通的部位有以下几处: ? 输油泵油封处:如输油泵油封损坏，密封不严，则柴油从油封处漏入齿轮罩壳，从而引 起油面上升; ? 喷油器接杆和高压油管接合面:此处如紧固不牢或几何精度不高，将导致从油管来的高 压油漏入缸盖上部，然后从回油孔回到油底壳，而引起油面上升。 ? 喷油器回油管接头处，此处如紧固不牢或密封不严，则柴油进入缸盖上部，然后从回油 孔回到油底壳引起油面上升。 ? 喷油器雾化不良:此时的燃油由于不雾化，和空气混合质量甚差，无法燃烧，是液粒从 缸壁流入油底壳。 ? 超速停车装置油阀间隙大，柴油从间隙处漏入机油。 2、冷却水漏入油底壳 高温冷却水和低温冷却水都可能漏入机油内，只是渠道不同而已。高温冷却水漏入机油内:主要途径如下 ? 水泵水封失效密封不良:冷却水从水封处漏入齿轮罩壳内，从而油面升高; ? 喷油器护套:喷油器护套胶圈密封不良，使冷却水进入缸盖上部，从回油孔进入油底 壳，造成机油油面升高。 ? 缸套胶圈:缸套胶圈起着机体冷却腔的冷却水不进入油底壳的作用。如果缸套胶圈密 封失效，则直接造成冷却水进入油底壳。 ? 缸盖裂纹:当缸盖底板或进排气道发生裂纹后，冷却水从气缸盖的水赌东道进入活塞 顶或进气道、排气道，再进入气缸，使油底壳油面升高。 ? 增压器中间体裂纹:增压器中间体裂纹，使水腔和油腔求通，水进入油底壳，造成油 面上升。 37 ? 机体裂纹:同样的道理，机体裂纹将使冷却水直接漏入油底壳。 低温冷却水漏入机油内，主要途径如下: ? 低温水泵水封密封失效:冷却水从水封处漏入齿轮罩壳，造成机油油面升高。 ? 中冷器漏水:中冷器漏水后，水进入进气管再进入气缸，流到油底壳。 ? 油冷器漏水:油冷器漏水后，水进入机油内，使油底壳液面升高。 机油油面上升的原因见图2—32 输油泵油封失效 喷油器接杆处漏油 漏入柴油 喷油器回油接头漏油 喷油器不雾化 超速停车装置油阀间隙太大 油底壳 油面升水泵水封失效油 高原因油冷器漏水 分析 中冷装漏水 缸套穴蚀 喷油器护套漏水 漏入冷却水 缸盖水道裂纹 缸套胶圈失效 增压器中间体漏水 机体水道裂纹 图 2-32 油底壳油面升高原因 四、 诊断方法和排除措施 诊断时主要用人工观察。按图2-- 33 进行诊断 图2一33油底壳油面升高诊断流程 ? 检查缸套胶圈漏水，可在电灯光下观察缸套外缘胶圈处是否有水流下来。 检查缸套穴蚀，则是观察缸套内孔处是否有水流下来。 38 ? 检查缸盖是否裂纹，进排气道裂纹、中冷器是否漏水，可检查进排气管或进排气道是否 有水;对缸盖底板裂纹，则要通过拆下缸盖检查。 ? 检查喷油器护套漏水，高压油管接头漏油，回油管漏油，均可在柴油机运转过程中卸下 缸盖罩壳进行观察。也可在柴油机静置状态下，拆下缸盖罩壳观察喷油器护套处是否漏 水。 ? 检查油冷器是否漏水，可通过检查低温冷却水内是否有水。这是因为柴油机运转中， 如果油冷器漏水，油压比水压大，油势必漏入冷却水中。 ? 缸盖、机体、增压器中间体裂纹.漏水的检查，往往要通过密封试验，单从肉眼观察比 较困难。 针对诊断分析出的原因和部位，对有关零部件进行修理或者更换。对油底壳的机油予以 全部更换。 第十二节 柴油消耗过高 柴油消耗过高，是柴油机经济指标方面的主要故障。影响它的因素几乎是柴油机所有系统。由于柴油机的柴油消耗是指在柴油机发出一定功率时的柴油消耗，所以其原因基本同本章第二节“功率不足”和第六节“冒黑烟”部分内容，此处不再重复。 第十三节 机油消耗过高 由于机油消耗过高，是柴油机经济指标的主要故障，而影响因素也是多方面的。故作为综合性故障，再加以强调突出。 机油消耗过高的现象，原因分析及诊断流程，基本同柴油机冒蓝烟，可参阅本章的第六节。此处再强调以下几个方面: 一、故障现象和后果危害 ? 油底壳油面下降快，需不断的向油底壳加机油。 ? 排气管冒蓝烟。特别是低速、空车和低负荷运转时更明显。 ? 排气管排机油。在低速低负荷时，用眼或用白纸放在排气口，可以观察到排气管排出大量油粒。 出现机油消耗过高时，不仅造成机油的浪费，而且容易造成柴油机结炭严重。活塞环粘结、折断、拉缸等事故。 二、原因分析 除第二章第六节分析的原因外，以下原因也造成机油消耗过高。 ? 润滑系统的密封部位，如法兰、管路等处漏机油，或者呲垫子，机油外泄严重。 ? 机油稀释、变质，降低了机油寿命，也造成机油消耗过高。 三、诊断方法和排除措施 诊断流程、方法和排除措施，基本同第二章第六节“冒蓝烟故障”所述。 另外还要注意排查润滑系统及管路是否有向外漏机油现象，油底壳因漏入柴油、漏入冷却水油面升高，使机油出现变质现象。并针对原因及时予以排除。 39 40