柴油机典型故障..

1 柴油机整机十三种典型故障 1 起动困难 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 2 柴油机功率不足 3 柴油机转速不稳 柴油机转速有规律的忽高忽低 柴油机转速无规律的忽高忽低 4 柴油机飞车 5 柴油机突然停车 突然停止运转 是转速慢慢下降 然后停止运转 6 柴油机烟色异常 冒黑烟 冒白烟 冒蓝烟 7 柴油机声音异常 8 柴油机振动异常 9 柴油机温度异常 机油温度过高 水温过高 排气温度过高 轴承温度过高 10 柴油机压力异常 油压异常 进排气压力异常 涡轮后排气压力太高 气缸压缩压力太低 11 柴油机油底壳油面上升 12 柴油消耗过高 2 13 机油消耗过高 柴油机主要件十四种典型故障和原因 一 缸套穴蚀 二 缸套异常磨损和拉缸 三 轴瓦异常磨损和烧瓦 四 轴承合金龟裂 剥落 冲蚀 五 缸盖裂纹 六 气门座 气的 异常磨损 下陷 烧蚀 七 曲轴异常磨损 八 活塞裂纹 断裂 九 活塞顶部烧蚀 十 活塞环异常磨损 十一 活塞环折断 活塞环卡滞 十二 连杆螺栓断裂 十三 气门弹簧断裂 十四 气门断裂 3 柴油机主要件十四种典型故障和原因 一 缸套穴蚀 1 现象 2 穴蚀的机理 由于缸套材料本身存在着微观小孔 柴油机运转中 由于气体燃烧爆发 压力的冲击及活塞运动的敲击 使缸套产生高频振动 从而引起缸套外壁的冷却水附面层 产生局部高压和高真空 因此形成气泡 这种气泡受到受压冲击破裂时 将产生压力冲击 波并以巨大的能量冲击缸套外壁 从缸套的微观小孔沟槽处不断扩展逐步形成蜂窝状 当 冷 3 原因分析 冷却水中有气 冷却水温太低 冷却水质不符合要求 冷却水中未加 NL 防锈油 冷却水腔中局部地方过热 活塞 缸套间隙太大 活塞外型不符合要求 缸套壁厚 支承点不符合要求 缸套材质不符合要求 缸套胶圈槽 胶圈及缸作配合带不符合要 求 二 缸套异常磨损和拉缸 1 现象 2 原因分析 空滤器滤清效率低 沙尘进入气缸 未予供机油便进行起动运转 未经暖机便急速加负荷 机油质量不符合要求粘度低 油压不足 机油含水或太脏或酸碱性高 喷油器不雾化 柴油冲刷缸壁 冷却水温太低 出厂未磨合好 材质不符合要求 表面处理质量不 符合要求 内孔光洁度不符合要求 缸孔轴线和曲 轴中心不垂直 气缸变形 呈锥形或椭园形 缸套穴蚀 冷却系统 活塞缸套 缸套 异常 磨 损 使用保养方面 制造安装方面 4 缸套异磨磨损 冷却水不足或水温太高 缸套活塞间隙太小 活塞形状不符合要求 活塞环开口间隙太小 或活塞环槽太浅 活塞环折断 该缸供油提前角太早 该缸供油量太大 三 轴瓦异常磨损和烧瓦 1 故障现象 2 原因分析 没有充分予供机油 停车油温太高 缺油 油压不足 油温太高 油温太低 突加转速 负荷 机油滤清效果不好 机油牌号不对 机油滤压差太大 超速超负荷运转 轴瓦过盈量太小 轴瓦外园贴合不好 轴瓦盖或连杆盖螺栓扭矩不够 不均 主轴瓦孔不同心 轴瓦间隙过小 过大 主轴瓦座的油孔堵塞 曲轴上的油孔堵塞 上下瓦装反 轴瓦合金贴合不良 材质不符合要求 柴油机和工作机对中不好 曲轴中心线和气缸孔中心不垂直 拉 缸 轴瓦异常磨损 和烧瓦 维修制造 操作使用 5 四 轴承合金龟裂 剥落 冲蚀 1 故障现象 2 原因分析 1 合金冲蚀 轴瓦合金冲蚀是腐蚀 冲击 气蚀的结 有以下原因 机油不洁 细小的质粒高速冲击轴瓦油槽 其边缘处呈针状孔蚀 轴瓦油槽太浅 机油在其内的流速太大 从而产生针孔状气蚀现象 机油酸性太大 造成腐蚀 2 合金龟裂和剥落 轴瓦龟裂是轴瓦合金受负荷过大 热量传不出去的结果 有以下原因 合金和钢背贴合质量不好 造成受力状态下热量传不出去 从贴合不良处首先产生疲劳 裂纹 轴瓦间隙过大 轴线不正 轴颈严重椭圆 柴油机供油提前角过大 以及超负荷 都将造 成对轴瓦的冲击负荷和温度过高 从而引起合金疲劳龟裂 轴瓦合金强度不够 承载能力和散热能力不适应要求 引起合金疲劳龟裂 龟裂发展结果就使合金一块一块剥落 五 缸盖裂纹 1 故障现象 2 原因分析 冬季停机时未放净冷却水 将缸盖冻裂 柴油机高负荷运运转或缺水情况 下突加冷却水使之激冷 缸盖水道结垢严重 冷却效果不好 缸盖 热应力过大 柴油机超负荷运转或供油提前角太大 机 械应力 热应力过大 缸盖螺母扭矩太大或扭矩不均 缸盖变形 冷却水泵流量太小 进出水温差太太 缸盖材质不符合要求 强度不足 有铸造缺陷 如气孔 沙眼 缩松等 铸造壁厚不均 热应力过大 水道不畅 冷却不足 热应力大 使用维修方面 材质和制造方面 缸 盖 裂 纹 6 六 气门座 气的 异常磨损 下陷 烧蚀 1 故障现象 2 原因分析 气门间隙太大或太小 柴油机超负荷运转 供油提前角太大 太小 气门和气门座密封不严 凸轮异常磨损 燃油中含硫 气门或气门座材料不符合要求 硬度不足 耐磨性差 缸盖水道不畅 冷效效果不好 气门导管和气门座面不同心 气门座和缸盖座孔贴合不严 传热不良 对不锒座的缸盖铸件硬度低 气门弹簧弹力太大 七 曲轴异常磨损 1 故障现象 2 原因分析 机油粘度不够 压力不足 机油质量不符合要求 机油酸性大 机油滤清效果不好 机油含杂质尘粒 柴油机超负荷或飞车 曲轴轴承间隙过大 过小 曲轴材质不符合要求 曲轴硬度不高 曲轴表面光洁度不高 曲轴轴孔不同心 轴颈弯曲变形 气门 和气 门座 异常 磨损 下陷 烧 蚀 使用维修方面 材料制造方面 材质工艺方面 使用维修方 面曲轴 异常 磨 损 7 八 活塞裂纹 断裂 1 故障现象 2 原因分析 超负荷运转 供油角过早 个别缸供油量过大 水温过高 结炭严重 装活塞时用火烤热装 热装活塞后用冷水激 拉缸 抱缸 活塞缸套间隙过大 材质不合要求 活塞肖座内缘加工成尖角 活塞铸造缺陷 活塞热处理不合要求 活塞肖刚度不足 变形 九 活塞顶部烧蚀 1 故障现象 2 原因分析 1 热负荷过大引起 供油角过大 供油量过大 或柴油机超负荷运转 喷油器雾化不良 喷油器伸出缸盖平面太大 使喷雾的雾柱喷到活塞顶阀坑边缘 燃烧后产生热量大 活塞结炭严重 或水温太高 2 活塞本身原因引超起 活塞本身材质不合格 活塞油冷腔不畅 冷却油量不足 冷却活塞的油路堵塞 或喷嘴偏离 3 燃油品种不合要求引起 活塞 裂纹 或断 裂 操作维修方面 材质制造方面 8 十 活塞环异常磨损 1 故障现象 2 原因分析 材质不合要求 不耐磨 活塞环弹力下降 活塞环加工精度不高 不平度超差 活塞镀层质量不好 厚度太小 供油角太早 油量太大 柴油机水温太低 油冷活塞冷却不好 机油滤清差 有杂质 柴油滤清差 有杂质 空滤器滤清差 有尘沙 环和环槽间隙太小 连杆弯曲 扭曲 十一 活塞环折断 活塞环卡滞 1 故障现象 2 原因分析 活塞环的材质和机械性能不符合要求 活塞环发生卡滞 装活塞环时 使其开口太大 开口间隙太小 活塞环槽间隙太大 活塞环弹力不足 活塞环槽磨磨过大或腐蚀较重 窜机油严重 喷油器雾化不良 机油太脏 供油角太晚 活塞环槽和活塞环和变形大 活塞环和活塞环槽间隙太小 活塞环弹力不足 活塞环加工精度低不平度超差 活 塞 环 异 常 磨 损 运转条件 滤清效果 其它 活塞环本身 活 塞 环 折 断 活 塞 环 卡 滞 运转因素 制造因素 9 十二 连杆螺栓断裂 1 故障现象 2 原因分析 柴油机飞车 柴油机拉缸 抱缸 使用时间长 反复拆装 反复使用 紧固螺栓螺母时 扭力过大 过小 不均 紧固螺母时 未按规定进行顺序分次紧固 连杆轴承和曲轴连杆轴颈间隙过大 连杆螺栓锁紧松动 螺栓材质不符合要求 螺栓机械性能不符合要求 螺栓表面光洁度差 螺栓头与杆过渡元角光洁度差且元角过小 螺栓螺纹光洁度和几何精度达不到要求 螺栓孔轴线和螺栓支承固定平面不垂直 不平 整 十三 气门弹簧断裂 1 故障现象 2 原因分析 气门弹簧材质有裂纹 锈蚀等缺陷 气弹簧硬度太高 脆性太大 配气凸轮型面异常磨损 气门弹簧盘扣瓦脱落 十四 气门断裂 1 故障现象 2 原因分析 气门材质 气门机械性能 气门加工质量 气门导管和气门座不同心 气门导管和气门座面不垂直 气门碰活塞 第四章第三节六 连杆螺 栓断裂 使用操作因素 装配因素 材料与工艺 因素 气 门 断 裂 气门本身的 质量 装配因素 10 气门间隙过大 柴油机飞车 柴油机经常超速 超负荷 典型故障诊断 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 1 来表示 操作因素 11 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 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 压气机污堵 中冷器污堵 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 拉缸 烧瓦 图 1 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 使用方面 柴油机冒 黑烟 进排气系统 燃油燃烧方面 12 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 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 供油提前角太晚 柴油机水温太低 环境温度太低 中冷进水温度太低 喷油器雾化不良 各缸供油量不均 气缸压缩压力不足 图 2 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 柴油机冒白 烟 使用方面 燃油燃烧系 统 13 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 3 表示 油底壳油面太高 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 活塞环折断 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 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 3 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 其它密封方面 柴油机冒 兰烟 使用方面 气缸密封方面 14 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 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 4 5 6 表示 15 16 17 18 高频尖叫声 喘振声 漏气声 金属摩擦声 止推轴承 浮动轴承 柴油机功率不足 涡 轮 端漏油 轴承烧 损 增 压 器 常 见 故 障 噪声异常 压气机喘 振 压气机 端漏油 增压压力过低 增压压力过高 压气叶片断 叶轮转动不灵和 涡轮叶片断裂 19