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1 柴油機整機十三種典型故障 1 起動困難 起動時 曲軸根本轉不動或者轉動很慢 即起動轉速太低 起動時 起動轉速正常 但柴油機不著火 起動時 柴油機雖然發(fā)生了著火 但柴油機運轉不正常 轉速不穩(wěn) 甚至滅 火 2 柴油機功率不足 3 柴油機轉速不穩(wěn) 柴油機轉速有規(guī)律的忽高忽低 柴油機轉速無規(guī)律的忽高忽低 4 柴油機飛車 5 柴油機突然停車 突然停止運轉 是轉速慢慢下降 然后停止運轉 6 柴油機煙色異常 冒黑煙 冒白煙 冒藍煙 7 柴油機聲音異常 8 柴油機振動異常 9 柴油機溫度異常 機油溫度過高 水溫過高 排氣溫度過高 軸承溫度過高 10 柴油機壓力異常 油壓異常 進排氣壓力異常 渦輪后排氣壓力太高 氣缸壓縮壓力太低 11 柴油機油底殼油面上升 12 柴油消耗過高 2 13 機油消耗過高 柴油機主要件十四種典型故障和原因 一 缸套穴蝕 二 缸套異常磨損和拉缸 三 軸瓦異常磨損和燒瓦 四 軸承合金龜裂 剝落 沖蝕 五 缸蓋裂紋 六 氣門座 氣的 異常磨損 下陷 燒蝕 七 曲軸異常磨損 八 活塞裂紋 斷裂 九 活塞頂部燒蝕 十 活塞環(huán)異常磨損 十一 活塞環(huán)折斷 活塞環(huán)卡滯 十二 連桿螺栓斷裂 十三 氣門彈簧斷裂 十四 氣門斷裂 3 柴油機主要件十四種典型故障和原因 一 缸套穴蝕 1 現(xiàn)象 2 穴蝕的機理 由于缸套材料本身存在著微觀小孔 柴油機運轉中 由于氣體燃燒爆發(fā) 壓力的沖擊及活塞運動的敲擊 使缸套產生高頻振動 從而引起缸套外壁的冷卻水附面層 產生局部高壓和高真空 因此形成氣泡 這種氣泡受到受壓沖擊破裂時 將產生壓力沖擊 波并以巨大的能量沖擊缸套外壁 從缸套的微觀小孔溝槽處不斷擴展逐步形成蜂窩狀 當 冷 3 原因分析 冷卻水中有氣 冷卻水溫太低 冷卻水質不符合要求 冷卻水中未加 NL 防銹油 冷卻水腔中局部地方過熱 活塞 缸套間隙太大 活塞外型不符合要求 缸套壁厚 支承點不符合要求 缸套材質不符合要求 缸套膠圈槽 膠圈及缸作配合帶不符合要 求 二 缸套異常磨損和拉缸 1 現(xiàn)象 2 原因分析 空濾器濾清效率低 沙塵進入氣缸 未予供機油便進行起動運轉 未經暖機便急速加負荷 機油質量不符合要求粘度低 油壓不足 機油含水或太臟或酸堿性高 噴油器不霧化 柴油沖刷缸壁 冷卻水溫太低 出廠未磨合好 材質不符合要求 表面處理質量不 符合要求 內孔光潔度不符合要求 缸孔軸線和曲 軸中心不垂直 氣缸變形 呈錐形或橢園形 缸套穴蝕 冷卻系統(tǒng) 活塞缸套 缸套 異常 磨 損 使用保養(yǎng)方面 制造安裝方面 4 缸套異磨磨損 冷卻水不足或水溫太高 缸套活塞間隙太小 活塞形狀不符合要求 活塞環(huán)開口間隙太小 或活塞環(huán)槽太淺 活塞環(huán)折斷 該缸供油提前角太早 該缸供油量太大 三 軸瓦異常磨損和燒瓦 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 沒有充分予供機油 停車油溫太高 缺油 油壓不足 油溫太高 油溫太低 突加轉速 負荷 機油濾清效果不好 機油牌號不對 機油濾壓差太大 超速超負荷運轉 軸瓦過盈量太小 軸瓦外園貼合不好 軸瓦蓋或連桿蓋螺栓扭矩不夠 不均 主軸瓦孔不同心 軸瓦間隙過小 過大 主軸瓦座的油孔堵塞 曲軸上的油孔堵塞 上下瓦裝反 軸瓦合金貼合不良 材質不符合要求 柴油機和工作機對中不好 曲軸中心線和氣缸孔中心不垂直 拉 缸 軸瓦異常磨損 和燒瓦 維修制造 操作使用 5 四 軸承合金龜裂 剝落 沖蝕 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 1 合金沖蝕 軸瓦合金沖蝕是腐蝕 沖擊 氣蝕的結 有以下原因 機油不潔 細小的質粒高速沖擊軸瓦油槽 其邊緣處呈針狀孔蝕 軸瓦油槽太淺 機油在其內的流速太大 從而產生針孔狀氣蝕現(xiàn)象 機油酸性太大 造成腐蝕 2 合金龜裂和剝落 軸瓦龜裂是軸瓦合金受負荷過大 熱量傳不出去的結果 有以下原因 合金和鋼背貼合質量不好 造成受力狀態(tài)下熱量傳不出去 從貼合不良處首先產生疲勞 裂紋 軸瓦間隙過大 軸線不正 軸頸嚴重橢圓 柴油機供油提前角過大 以及超負荷 都將造 成對軸瓦的沖擊負荷和溫度過高 從而引起合金疲勞龜裂 軸瓦合金強度不夠 承載能力和散熱能力不適應要求 引起合金疲勞龜裂 龜裂發(fā)展結果就使合金一塊一塊剝落 五 缸蓋裂紋 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 冬季停機時未放凈冷卻水 將缸蓋凍裂 柴油機高負荷運運轉或缺水情況 下突加冷卻水使之激冷 缸蓋水道結垢嚴重 冷卻效果不好 缸蓋 熱應力過大 柴油機超負荷運轉或供油提前角太大 機 械應力 熱應力過大 缸蓋螺母扭矩太大或扭矩不均 缸蓋變形 冷卻水泵流量太小 進出水溫差太太 缸蓋材質不符合要求 強度不足 有鑄造缺陷 如氣孔 沙眼 縮松等 鑄造壁厚不均 熱應力過大 水道不暢 冷卻不足 熱應力大 使用維修方面 材質和制造方面 缸 蓋 裂 紋 6 六 氣門座 氣的 異常磨損 下陷 燒蝕 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 氣門間隙太大或太小 柴油機超負荷運轉 供油提前角太大 太小 氣門和氣門座密封不嚴 凸輪異常磨損 燃油中含硫 氣門或氣門座材料不符合要求 硬度不足 耐磨性差 缸蓋水道不暢 冷效效果不好 氣門導管和氣門座面不同心 氣門座和缸蓋座孔貼合不嚴 傳熱不良 對不鋃座的缸蓋鑄件硬度低 氣門彈簧彈力太大 七 曲軸異常磨損 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 機油粘度不夠 壓力不足 機油質量不符合要求 機油酸性大 機油濾清效果不好 機油含雜質塵粒 柴油機超負荷或飛車 曲軸軸承間隙過大 過小 曲軸材質不符合要求 曲軸硬度不高 曲軸表面光潔度不高 曲軸軸孔不同心 軸頸彎曲變形 氣門 和氣 門座 異常 磨損 下陷 燒 蝕 使用維修方面 材料制造方面 材質工藝方面 使用維修方 面曲軸 異常 磨 損 7 八 活塞裂紋 斷裂 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 超負荷運轉 供油角過早 個別缸供油量過大 水溫過高 結炭嚴重 裝活塞時用火烤熱裝 熱裝活塞后用冷水激 拉缸 抱缸 活塞缸套間隙過大 材質不合要求 活塞肖座內緣加工成尖角 活塞鑄造缺陷 活塞熱處理不合要求 活塞肖剛度不足 變形 九 活塞頂部燒蝕 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 1 熱負荷過大引起 供油角過大 供油量過大 或柴油機超負荷運轉 噴油器霧化不良 噴油器伸出缸蓋平面太大 使噴霧的霧柱噴到活塞頂閥坑邊緣 燃燒后產生熱量大 活塞結炭嚴重 或水溫太高 2 活塞本身原因引超起 活塞本身材質不合格 活塞油冷腔不暢 冷卻油量不足 冷卻活塞的油路堵塞 或噴嘴偏離 3 燃油品種不合要求引起 活塞 裂紋 或斷 裂 操作維修方面 材質制造方面 8 十 活塞環(huán)異常磨損 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 材質不合要求 不耐磨 活塞環(huán)彈力下降 活塞環(huán)加工精度不高 不平度超差 活塞鍍層質量不好 厚度太小 供油角太早 油量太大 柴油機水溫太低 油冷活塞冷卻不好 機油濾清差 有雜質 柴油濾清差 有雜質 空濾器濾清差 有塵沙 環(huán)和環(huán)槽間隙太小 連桿彎曲 扭曲 十一 活塞環(huán)折斷 活塞環(huán)卡滯 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 活塞環(huán)的材質和機械性能不符合要求 活塞環(huán)發(fā)生卡滯 裝活塞環(huán)時 使其開口太大 開口間隙太小 活塞環(huán)槽間隙太大 活塞環(huán)彈力不足 活塞環(huán)槽磨磨過大或腐蝕較重 竄機油嚴重 噴油器霧化不良 機油太臟 供油角太晚 活塞環(huán)槽和活塞環(huán)和變形大 活塞環(huán)和活塞環(huán)槽間隙太小 活塞環(huán)彈力不足 活塞環(huán)加工精度低不平度超差 活 塞 環(huán) 異 常 磨 損 運轉條件 濾清效果 其它 活塞環(huán)本身 活 塞 環(huán) 折 斷 活 塞 環(huán) 卡 滯 運轉因素 制造因素 9 十二 連桿螺栓斷裂 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 柴油機飛車 柴油機拉缸 抱缸 使用時間長 反復拆裝 反復使用 緊固螺栓螺母時 扭力過大 過小 不均 緊固螺母時 未按規(guī)定進行順序分次緊固 連桿軸承和曲軸連桿軸頸間隙過大 連桿螺栓鎖緊松動 螺栓材質不符合要求 螺栓機械性能不符合要求 螺栓表面光潔度差 螺栓頭與桿過渡元角光潔度差且元角過小 螺栓螺紋光潔度和幾何精度達不到要求 螺栓孔軸線和螺栓支承固定平面不垂直 不平 整 十三 氣門彈簧斷裂 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 氣門彈簧材質有裂紋 銹蝕等缺陷 氣彈簧硬度太高 脆性太大 配氣凸輪型面異常磨損 氣門彈簧盤扣瓦脫落 十四 氣門斷裂 1 故障現(xiàn)象 2 原因分析 氣門材質 氣門機械性能 氣門加工質量 氣門導管和氣門座不同心 氣門導管和氣門座面不垂直 氣門碰活塞 第四章第三節(jié)六 連桿螺 栓斷裂 使用操作因素 裝配因素 材料與工藝 因素 氣 門 斷 裂 氣門本身的 質量 裝配因素 10 氣門間隙過大 柴油機飛車 柴油機經常超速 超負荷 典型故障診斷 柴油機煙色異常 一 故障現(xiàn)象 柴油機正常工作時 排出的廢氣呈淡灰色 只是在加速時會出現(xiàn)一股黑色排煙 所以 當出現(xiàn)煙色異常時 有以下現(xiàn)象 冒黑煙 這是柴油機不完全燃燒的特征 此時排出的廢氣中有大量固體炭粒 有 時甚至帶火星 并伴隨排氣溫度的升高 冒白煙 這是柴油機廢氣中水或燃油蒸汽的特征 此時柴油機排出的廢氣呈白色 霧狀 并伴隨著柴油機功率下降和轉速不穩(wěn) 冒藍煙 這是廢氣中含有大量機油蒸汽的特征 此時柴油機排出的廢氣呈藍色霧 狀 并伴有嗆人的煙味和柴油機機油消耗增加 二 后果危害 柴油機當出現(xiàn)煙色異常時 會帶來以下危害 功率下降 燃油消耗增加 因為黑煙是不完全燃燒的產物 當燃燒不完全時 勢 必 造成熱效率下降 使油耗增加 功率下降 機油消耗增加 因為藍煙是機油不完全燃燒的產物 出現(xiàn)藍煙 勢必造成機油消耗 增加 排放增加 藍煙 白煙是低溫不完全燃燒的產物 黑煙是高溫不完全燃燒的產物 這些產物成炭煙 HC CO 等排放到大氣中 對環(huán)境起到污染作用 使柴油機壽命減低 三 原因分析 由于黑煙 白煙 藍煙是三種不同性質的異常煙色 所以其生成的原因也是不相 同的 下面分別予以分析 1 冒黑煙 既然黑煙是燃油不完全燃燒的產物 因此造成冒黑煙的原因主要由燃油 燃燒系 統(tǒng)的故障和進排氣系統(tǒng)故障引起 可用圖 1 來表示 操作因素 11 噴油器霧化不良 滴漏或異常噴射 噴油器噴油壓力不對 供油提前角過高過晚 個別缸供油量過大 柴油質量太差 十六烷質 膠質等指標超差 出油閥柱塞付磨損嚴重 油管壓力過低 噴油嘴伸出缸蓋平面太高太低 壓縮壓力太低 高壓油管內孔變形 空濾器污堵 壓氣機污堵 中冷器污堵 排氣消聲器污堵 配氣相位不對 氣門密封不嚴 增壓壓力過低 柴油機超負荷 拉缸 燒瓦 圖 1 柴油機冒黑煙原因 柴油機之所以冒黑煙 是由于噴入柴油機氣缸內的燃油在燃燒時 局部高溫缺氧 裂解 并脫氫而變成以碳為主要成分的固態(tài)微小顆粒 是一種不完全燃燒的產物 一 般用煙度來表示 其單位是 BSU 波許 所以無論是燃油系統(tǒng) 燃燒系統(tǒng) 還是進排 氣系統(tǒng) 凡是影響燃燒完全性的因素 均可引起冒黑煙 噴油器霧化不良 油粒大小不均或太大 與空氣無法良好地 均勻地混合 局部地 區(qū)在燃燒時缺氧 高溫裂解 從而產生黑煙 試驗表明 當有一個缸霧化不良 此時盡管燃油耗只增加 0 1 但煙度卻可達到 4BSU 噴油器異常噴射 包括二次噴射 隔次噴射 多次噴射或滴漏 將使燃料在氣缸 著火后仍繼續(xù)噴入氣缸 這部分燃油是在高溫缺氧情況下燃燒的 所以容易產生 冒黑煙 個別氣缸供油量過大或者柴油機超負荷運轉 都使缸內燃油過多 空氣不足 燃 燒缺氧 從而引起冒黑煙 其實 拉缸 抱軸引起冒黑煙也是這個道理 此時 柴油機摩擦功大大增加 加大氣缸作功能力 才能發(fā)出同樣大的有效功 這也相 當柴油機超負荷運轉 從而造成冒黑煙 柴油質量不符合要求 特別是十六烷值太低 使柴油機著火性能變差 燃燒著火 落后期變大 造成冒黑煙 使用方面 柴油機冒 黑煙 進排氣系統(tǒng) 燃油燃燒方面 12 高壓油管內孔變形 將導致油管流通能力和油管壓力變化 從而引起噴油器二次 噴射和影響霧化質量 噴油泵柱塞磨損大 出油閥磨損大造成油管壓力降低 從而 惡化了噴油器霧化質量 這一切都使燃油燃燒不完全 局部高溫缺氧 引起冒黑 煙 190 系列柴油機的噴油器伸出缸蓋平面高度有一定要求 為 2 4 3 0mm 當在拆 裝過程中將墊件搞錯 將導致油頭伸出缸蓋平面距離太大 太小 這樣就不能保 證噴出的霧矩和燃燒室形狀很好的吻合 或噴到燃燒室壁 或噴到缸蓋下平面 造成局部的燃油不能很好和空氣接觸 混合 引起燃燒局部高溫缺氧產生黑煙 柴油機燃燒時的一個重要條件是 氣缸要有一定的壓縮壓力和壓縮溫度 當活塞 環(huán)密封不良 氣門密封不良 均使缸內壓縮壓力不足 從而造成燃燒不充分 產 生黑煙 柴油機的換氣系統(tǒng)的作用是根據(jù)柴油機的工況大小 定時定規(guī)律定量地供給柴油 機新鮮空氣 并將廢氣排走 當空濾器污堵 壓氣機污堵 中冷器污堵 排氣消 聲器污堵 以及增壓器故障引起的進氣壓力不足 均使進入柴油機氣缸的空氣量 不足 造成燃燒時的空氣不足 高溫缺氧 產生黑煙現(xiàn)象 配氣相位不對 既易造成柴油機進氣不足 排氣不暢 還使進排氣的規(guī)律發(fā)生變 化 從而影響柴油機正常換氣 燃燒 引起冒黑煙 2 冒白煙 白煙是柴油機低溫起動運轉后 柴油未燃微?；蛩纬傻囊后w霧粒 是低溫 產物 不同于固體狀的黑煙 所以分析原因時 應抓住這個特點 其原因如圖 2 所示 柴油機中含有水分 缸蓋裂紋 水漏入氣道被吸入氣缸或從缸 蓋底板漏入氣缸 中冷器漏水 被吸入氣缸 供油提前角太晚 柴油機水溫太低 環(huán)境溫度太低 中冷進水溫度太低 噴油器霧化不良 各缸供油量不均 氣缸壓縮壓力不足 圖 2 柴油機冒白煙原因 水汽的原因 既然白煙成分之一是水蒸汽 所以凡是在柴油機燃燒中能產生水蒸汽的因素都是 造成冒白煙的原因 柴油中含水 缸蓋漏水 中冷器漏水 甚至機油內含水 在柴油機燃燒過程中 這些水成水蒸汽形式從排氣管排出 呈白煙狀態(tài) 這種情況低速低負荷特別明顯 而在高負荷時基本消失 除非含水特別多 不過此時柴油機會出現(xiàn)轉速不穩(wěn)和功 率下降 柴油機冒白 煙 使用方面 燃油燃燒系 統(tǒng) 13 燃氣的原因 既然白煙的成分之一是未燃燒的柴油蒸汽 所以凡是在柴油機燃燒過程中產生柴 油蒸汽的因素都是造成柴油機冒白煙的原因 當然 這種情況也是在柴油機低速 低負荷時發(fā)生的 噴油器霧化不良 燃油和空氣混合不良 不具備著火條件 而在低速低負荷時未 被燃燒 而呈蒸汽狀態(tài)從氣缸排出 產生白煙 各缸供油量不均 低速低負荷時 只有供油量大的氣缸著火燃燒 而供油量小的 氣缸的燃油未及燃燒 呈蒸汽狀態(tài) 從氣缸排出 產生白煙 氣缸溫度太低 水溫低或環(huán)境溫度低 氣缸壓縮溫度低 均造成缸內著火條件不 良 使噴入氣缸之燃油未及燃燒 呈蒸汽狀態(tài)從氣缸排出 產生白煙 供油提前角太晚 柴油和空氣混合條件不充分 未及良好燃燒 一部分燃油呈蒸 汽狀態(tài)從氣缸排出 產生白煙 3 冒藍煙 藍煙也是柴油機低速低負荷運轉時 機油在幾乎沒有燃燒或只有部分燃燒或處于 分解狀態(tài) 液體微粒也是低溫產物 所以形成藍煙的因素也是機油消耗高的原因 冒 藍煙的原因可用圖 3 表示 油底殼油面太高 空濾器污堵空濾器污堵 造成增壓器的機油 進入氣缸 活塞環(huán)卡滯 活塞環(huán)開口間隙大 活塞環(huán)折斷 二三道環(huán)上下裝錯 活塞環(huán)彈力消失 漏光嚴重 幾道環(huán)開口未 錯開 缸套磨損大 失園 氣門導管與氣門桿間隙過大 增壓器密封失效 主油道到缸蓋搖臂節(jié)流閥未裝或節(jié)流孔太大 缸蓋回油孔不暢 圖 3 柴油機冒蘭煙原因 機油消耗高主要由于機油進入燃燒室 被不完全燃燒排出氣缸 而機油進入燃 燒室主要途徑之一是從缸蓋活塞之間里飛濺 泵吸 所以影響缸套活塞間密封和飛 濺過度的因素 均是造成機油竄入燃燒室的原因 活塞環(huán)卡住 折斷 彈力消失 漏光 開口間隙過大 扭曲環(huán)位置裝錯 或四道 活塞環(huán)開口未錯開 均造成活塞環(huán)和缸套貼和不良 密封失效 使機油竄入燃 燒室 造成機油消耗高 活塞外圓磨損過大 環(huán)槽磨損過大及缸套磨損過大 失圓 也均造成活塞缸套間 隙過大 使機油竄入燃燒室 造成機油消耗高 機油進入燃燒室的另一途徑是機油從進氣道被吸入燃燒室 所以這方面的因素 其它密封方面 柴油機冒 蘭煙 使用方面 氣缸密封方面 14 也是機油消耗高的原因 當缸蓋回油孔不暢 潤滑搖臂的機油回不到油底殼 使存在缸蓋上罩殼的大量機 油從氣門導管進入燃燒室 造成機油消耗過高 當主油道到缸蓋搖臂的節(jié)油閥未裝 或者節(jié)流閥孔太大 從主油道到搖臂的油太 多 無法全部從缸蓋回油孔回到油底殼 而積聚在缸蓋上罩殼內 從氣門導管進 入燃燒室 造成機油消耗過高 當氣門導管與氣門桿磨損嚴重 間隙過大時 也造成機油從此處大量進入燃燒室 造成機油消耗過高 當空氣濾清器臟污 空氣吸入真空 度大 當大于 5 5kpa 時 或者增壓的封油系 統(tǒng)失效 增壓器的潤滑油被吸入壓氣機 而進入氣缸 造成機油消耗過大 四 診斷方法 對煙色異常的診斷 首先用眼睛來分辨出冒黑煙還是冒藍煙 冒白煙 于冒黑煙 可用煙度儀測量出煙度的大小 煙度儀分為濾低式煙度計和透光式煙 度計兩種 其測量單位用 FSU 波許 表示 具體診斷原因和部位時 可用部分 停止或比較法 判斷是否是燃油系統(tǒng)故障引起 并可用儀器法進一步是燃油系統(tǒng) 的那一部位 對配氣系統(tǒng)故障可用析檢法或儀器法 具體判斷是那一個部位 對于白煙 可用一張硬紙對準排氣口 讓白煙噴到白紙上 根據(jù)白紙上的液珠 判斷是水汽引起還是燃油系統(tǒng)引起 水汽液珠無味 燃油液粒有煙味 再用析檢 法查出漏水原因或燃油不霧化的原因 對于冒藍煙 可用部分停止法和觀察法先找出竄機油的原因 對于煙色異常的具體診斷流程 可用圖 4 5 6 表示 15 16 17 18 高頻尖叫聲 喘振聲 漏氣聲 金屬摩擦聲 止推軸承 浮動軸承 柴油機功率不足 渦 輪 端漏油 軸承燒 損 增 壓 器 常 見 故 障 噪聲異常 壓氣機喘 振 壓氣機 端漏油 增壓壓力過低 增壓壓力過高 壓氣葉片斷 葉輪轉動不靈和 渦輪葉片斷裂 19