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1、柴油机故障分析内燃机中级技术工人培训试用教材第一节 柴油机故障的征象和分析故障的原则一、柴油机故障的征象柴油机在使用过程中，由于零件的自然磨损和变形，使用维护不当、装配和 维修质量不良等原因，使柴油机性能下降，出现不正常的现象，甚至不能继续工 作，这种现象称为故障。当柴油机发生故障时，往往通过一个或几个征象表现出来，一般这些征象都 具有可观、可听、可嗅、可模、可测量的性质。总结起来有以下几个方面：1、工作不正常：如不易起动，转速不稳、不能带负荷、自动停车等；2、声音不正常：如发出不正常的敲击声、放炮声、吹嘘声等；3、温度不正常：如排气管过热、机油过热、冷却水过热、轴承过热等；4、外观不正常：如
2、排气管冒白烟、黑烟、蓝烟、漏水、漏气等；5、消耗不正常：如柴油、冷却水、机油等消耗量增加，油面及水面升高或 降低；6、气味不正常：如排气管带很浓的柴油和机油的气味，以及不正常的嗅味 和焦味等。柴油机故障的发生大部分是由于使用时不遵守操作规程，不注意保养工作， 装配和调整不正确以及一些零件的磨损而引起的。因此，正确的使用和及时的保 养是防止和减少故障的有效办法。但有时发生了故障，也应当仔细的分析故障发 生的原因，及时加以排除。二、分析故障的原则为了能迅速、有效地排除故障，要对故障产生的部位和原因进行正确的判断。 因此要求在了解故障的基本征象后，根据该柴油机构造和原理上的特点，全面地 分析产生故障
3、的可能原因，然后根据从简到繁、由表及里、按系统逐个分析，最 后找出故障的实际原因，加以排除。根据实际中总结出来的判断故障的经验是： 搞清征象、结合构造，联系原理，具体分析，从简到繁、由表及里、按系统分段， 逐步检查。绝不能在没有弄清问题之前，随便乱拆机器。这样不但不能消除故障， 还可能发生新的故障。实际上，故障的征象是一定的故障原因在一定的工作条件下的表现，当改变 工作条件时，故障的征象也随之改变，只在某一种条件下的表现，故障的征象表 现得更为明显。根据这个道理，广大机务机务工作者在长期的实践中，创造了很 多提高观察和听诊效果的技术措施和方法，使故障征象表现得更为明显和突出。 现将这些方法介绍
4、如下：1、停缸法：依次地停止某缸供油，观察故障征象变化的情况，以判断某缸 是否有故障。如柴油机发生断续冒烟，但在停止某缸的工作时此现象即消失，则 证明此缸有故障，应对此缸进行分析。2、比较法：分析故障时，若对某一机件有怀疑，可以用技术状态正常的备 件去替换，根据替换后工作情况的变化，来判明原件的技术状态是否正常。一般 对喷油器的故障可以采用这种检查方法，这时可以换上一个备用喷油器，以判断 原用喷油器是否产生了故障。3、试探法：在分析故障原因时，往往由于经验缺乏，不能肯定故障的原因， 而要进行某些试探性调整和拆卸。以观察故障征象的变化，来寻找或反证故障产 生的部位。如怀疑活塞组在气缸内磨损严重，
5、可向缸内灌点机油，若气缸压缩性 变好了，说明所怀疑的故障原因正确。但试探时必须遵守“少拆卸”的原则，并 在确有把握恢复原有状态的情况下才能进行。4、变速法：在升降柴油机转速的瞬时，注意观察故障征象的变化情况，从 中选择出适宜的转速，使故障的征象表现得更为突出。一般情况下多采用低转速 运转，因为这时柴油机转得慢，故障征象持续时间长，便于人们观察和检查。如 检查配气机构，由于气门间隙过大引起的敲击声时，就采用这种方法。在实际工作中，上述几种方法常常是综合采用相成的效果。第二节 曲柄连杆机构故障分析一、气缸漏气1、征象（1）漏气：由于气缸内压缩力不足，故很易容摇转曲轴，并在转动曲轴时，有 气体漏入曲
6、轴箱发生“咝咝”声，打开加机油口盖处，听得较清楚，漏气严重时 还会引起曲轴箱爆炸。（2）起动困难：起动后工作不平稳，功率不足，曲轴箱的通气管（加机油口盖） 冒烟或从油底壳接缝处向外渗机油。（3）在起动、低速、大负荷、转速变化时沿气缸全长有敲击声（敲缸），一般随 柴油机走热后响声逐渐减轻。（4）由于机油窜入燃烧室内燃烧，除机油消耗量增加外，同时活塞顶及燃烧室 大量积炭，活塞环胶结，排气冒蓝烟，严重时排气窜机油。（5）燃油燃烧不完全，燃油消耗率高，排气冒黑烟。（6）水温和机油温度高，有的零部件过热，如气缸盖、排气管等。2、原因（1）气缸套、活塞、活塞环过度磨损，势必造成气缸间隙、活塞环的开口间隙
7、和侧向间隙增大，因而密封性差，造成漏气。（2）由于使用及保养不当和其它原因而造成活塞、汽缸的速磨损。例如：1）空 气滤清器油盘中缺油，或空气滤清器与进气管接触不严密。另外，在清洗空气滤 清器后，滤芯总成装错或内、外橡胶密封圈装错等，均会在进气中夹尘土进入气 缸，加剧气缸等的磨损。2）机油不足或不清洁或变质，使活塞与气缸早期磨损。 3）冷车起动后，未经预热立即投入工作；或长时间在水温较低情况下怠速运转， 使燃烧气体中的水蒸气凝成水滴，并和其它燃烧生成物形成酸性物质（流酸等） 腐蚀气缸壁，使磨损加剧。4）更换活塞环时，由于气环的开口间隙和侧间隙过 大；扭曲环或锥形环装反；油环磨损或油环回油孔被积炭
8、堵塞。更换气缸套时， 缸套质量不佳，粗糙度不够；装配时，清洗不干净或气缸间隙过大；油底壳中机 油面过高等原因，都会使大量机油窜入气缸内燃烧，使活塞环（特别是第一道路 环）胶结在环槽中失去弹力，从而密封性大为减弱。同时，由于积炭过多，也加 速这些零件磨损。5）由于柴油机长期在高温或超负荷状态下工作，活塞环弹力 减弱；或由于安装不正确或在工作中由于缸套椭圆过大，而使活塞环自动转位， 使各环开口重合，都会造成漏气，加速磨损。（3）连杆弯曲、扭曲变形 ；连杆大小头孔中心线互相歪斜不平行；或主轴颈与 连杆轴颈不平行，造成气缸单边偏磨。（4）活塞环拆断、活塞销卡环和活塞销窜出，使缸壁严重刮伤，也会产生漏气
9、。（5）新机或大修后的柴油机（或新换缸套及活塞组），未磨合好就投入作业，也 会加速磨损。3、检查与判断：由于柴油机其它系统的故障，也会出现上述征象中的一个或几 个征象，这就给判断故障带来了困难。检查压缩压力，目前多用气缸压力表来测定，检查前应使柴油机水温在65C 以上，拆下被检查缸的喷油器，装上气缸压力表，使喷油泵停止供油；然后用起 动机带动曲轴转动（或拆下全部喷油器，用手摇转曲轴变亦可），此时压力表的 最高读数，即为该缸压缩终了的气缸压力。柴油机一般正常压力为3040 公斤/ 平方厘米，磨损后的压力应不低于原厂标准的 7080。（1）在检查中发现压力过低，并在加机油口听到漏气声，可向该缸注入
10、少量机 油后再检查一次。若压力显著提高，漏气声消失，则表明该缸的缸套和活塞组零 件严重磨损漏气。（2）检查时若在排气管口或进气管听到“嗤嗤”漏气声，说明该缸气门与气门 座之间关闭不严而漏气。（3）如喷油器安装孔漏气，可在工作中从外部直接看到，轻者有泡沫冒出；重 者会出现“嗤嗤”漏气声，并伴之有气体冲出。（4）气缸垫漏气，也会使压缩力不足，判断方法，可参考“烧气缸垫”故障中 各项。4、排除方法：拆除活塞环间隙、活塞裙部和气缸的配合间隙以及气缸的失圆度。 若活塞和气缸磨损不严重时可重换活塞环，并将缸套旋转 90安装。若磨损严 重，应镗缸后采用相应的加大活塞和活塞环，或全部换换标准的气缸、活塞及活
11、塞环。若因连杆弯扭造成的偏磨应校正连杆。空气滤清器、机油滤清器失效应及时更换，并按时更换机油。 在野外，由于气缸漏气，在紧急情况下往往多次起动不了后感到更难起动。 如果没有其它问题，主要是因压缩力不足而造成。判断方法是扳动飞轮，如一松 手飞轮能往回倒转，说明压缩情况还好；如已不能倒转，往往由于多次起动后， 过多的柴油冲走了机油，缸内的密封情况更坏而更难起动。可卸去全部喷油器， 倒入少量机油，停车手柄板至停油位置，按起动按钮，使机油涂于缸壁表面后， 再装上喷油器，重新起动。二、气缸垫烧损气缸垫烧损后，柴油机往往仍可发动，但带负荷后，功率不足，严重时柴油 机不能工作，并可能造成某些有关零件的损伤，
12、因此，要认真预防和排除。1、征象：气缸烧损后就失去密封作用，发生窜气、漏水或漏油现象。气缸 垫烧损的部位可以看到黑斑，而且用棉纱也不易擦净。气缸垫烧损的部位不同， 所表现的外征也各不相同。如：（1）当烧坏部位在相邻两缸窜气。不减压摇转曲轴时，两缸的压缩力都不 足；工作时冒烟，柴油机没劲，转速明显下降，达不到标定转速。（2）当烧坏部位使气缸与冷却水孔穿通时，由于气体窜入冷却水套，即使 水温不高，水箱中也有很大压力的蒸气外冒，随着温度升高，冒热气现象更加严 重，在水箱中发出“鼓鼓”的冒泡声；进、排气管中向外冒白色蒸气，甚至向外 窜水；卸下喷油器时，从孔中向外窜水。（3）当烧坏部位使气缸与缸盖螺栓孔
13、的缸垫边缘相通时，漏气处会有断续 的淡黄色泡沫产生，严重时除能听到“吱吱”的声音外，还可看到烟色，有时还 有漏油、漏水现象，缸盖螺栓及孔上有积炭。（4）当烧坏部位使气缸与机体上平面的机油孔相通时，气体窜入润滑系， 机油温度升高，机油变质；通往气缸盖上部润滑气门机构的机油中有气泡。（5）当烧坏部位使气缸与冷却水套、润滑油道相通时，在水箱的水面上有 黄褐色的机油泡沫；油底壳机油中有水，从加机油口处向外冒热气；严重时，排 气管出机油和水。原因（1）气缸垫的质量不好，铜皮内的石棉布置不均匀，特别是燃烧室周围处 没有布置均匀时，最易冲坏气缸垫。（2）拧紧气缸盖的螺栓顺序不正确，或末拧到规定的扭力，或各拧
14、紧扭力 不均匀，以致使气缸盖平面压力不均匀，气缸垫没有完全贴合在气缸体与气缸盖 的接合面上。这样气缸垫最易漏气冲坏，而且易使气缸盖变形。（3）气缸套高出机体平面，各缸套高度不平或高度不够或凸出过多，使气 缸盖压不紧，燃烧气体窜出，烧坏气缸垫。（4）缸盖螺母紧的次数过多、过紧（超过规定扭矩）因而使螺栓周围的缸 体平面被螺栓拉凸得起不平，结果使缸盖压不严密，燃烧气体冲出，烧坏气缸垫。（5）缸盖或气缸体的接触平面不平，使气缸垫不能平整压实而冲坏气缸垫。 如气缸垫经常在同一部位损坏，则多系气缸盖或气缸体不平所造成。（6）柴油机工作温度过高，如超负荷工作，喷油时间过迟、气缸垫在高温 下工作，很容易失去原
15、有的弹性，使气缸垫变得非常脆弱而最后被烧毁。（7）柴油机长期处于喷油时间过早情况下工作，由于柴油被喷入压力和温 度都不高的空气中，物理化学准备条件较差，着火落后期延长，导致速燃期压力 升高率增大，往往超过允许范围，产生冲击性气体压力载荷，也容易冲坏气缸垫。（8）气缸垫使用时间过久或拆装次数多，汽缸垫便会失去弹性，不能很好地 起到密封作用，若继续使用便会烧毁。（9）选用的汽缸垫厚度不够，使柴油机压缩比增高，从而燃烧压力便增高， 再加之汽缸垫太薄会封闭不严而易被冲坏。（10）拆下汽缸垫后，随意放置，没有挂起来或放平，使汽缸垫变形或损坏， 装上使用时候会烧毁。（11）汽缸盖和汽缸垫安装时不清洁，使汽
16、缸盖、汽缸体平面接触不严。（12）由于柴油中混入水分，在高温的作用下，产生有机酸，汽缸盖被腐蚀 成蜂窝状的麻点，窜气而冲坏。3.排除方法（1）发现汽缸垫稍有损坏应立即更换，对于弹性减弱气缸垫，经过在机油 中加温后还能继续使用。如果发现气缸垫漏气但没有烧损，可在漏气部位加铜皮 （厚约0.2 毫米）即可防漏。也可以将缸垫在火焰上均匀地烤一烤，由于石棉膨 胀，使缸垫复原，防止漏气。（2）气缸体与气缸盖平面不平时需铲刮修平。（3）气缸套凸出高度不够或不一致时，需加以调整和修理，使其达到规定 值。同一台柴油机各缸凸出高度相差不得大于0.05 毫米。（4）更换气缸垫时应测量余隙。余隙太大，压缩比变小，影响柴油机功率； 余隙太小，压缩比变大，不但易烧坏气缸垫而且会造成气门碰活塞顶。三、气缸体、气缸盖破裂
