国Ⅲ柴油机故障诊断和案例分析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：流量大可认为机油泵前各部件正常，流量小则往往是粗滤器污堵。由于故障因果关系的多重性，烧瓦故障可能是由于多个原因引起的，若只找出一个或几个原因并予以排除，而未全部排除故障隐患，则会发生再度烧瓦。④起动操作不当引起柴油机反转，使机油泵不能正常工作。

1.机油供油不足

主要原因有机油泵失效、吸油盘及主油道污堵、吸油管路漏气等。严寒季节或机油过于粘稠不能吸出也是一个原因。判定方法不应单纯察看机油压力表或指示器，因为这些部件也可能失灵而不能正确指示。应设法将最接近机油泵出口部位的连接管路或螺塞之类的部件松开，直接观察是否有机油流出及流量大小。流量大可认为机油泵前各部件正常，流量小则往往是粗滤器污堵。如根本无油流，应先查明粗滤器是否完全堵死或机油过稠。彻底清洗滤网和进油管路或更换机油后，可用软塑管与进油管路上口严密对接抽吸。如不能吸收上机油，证明吸油管路漏气；如能吸出，但转动柴油机仍不能排油，则无疑是机油泵失效。

2.机油泄漏严重

严格地讲，强制润滑式的柴油机，不仅是曲轴与配合轴瓦间隙过大，任何通有油道的部位如凸轮轴、过桥轴、摇臂轴等部位间隙增大，都会造成机油泄漏增加，但由于柴油机机油泵超供能力很大，故一般不会失供。柴油机运转时，机油超供部分由调压阀分流。如机油压力偏低，将调压阀压力上调，油压指示随之上升，证明各机油部位间隙偏大；如把调压阀一直上调到底也无济于事，则应考虑是否调整阀弹簧折断或球阀与座贴合不严，可用锥形木堵将阀座孔暂时封死试验，次时如压力大幅上升就足以证明调压阀泄漏。

3.部分油路堵死

多缸机的机油油道一般采取从中间主供向两边分供的方式，以求各缸轴瓦供油压较均匀。但主油道较粗，支油道较细，近缸支油道相对供油量也较大。故在供油不足时，远端轴瓦先于近端断油。如4缸机总是1、4缸连杆瓦先烧。如出现2、3缸连杆瓦先烧，则往往是支油道堵塞所致。常见原因是柴油机平时保养太差，机油过脏，将机油纸质细滤芯堵严冲烂，滤芯碎块随较强油流先到达最近缸的支油道，在轴瓦外油道变细处堵死，因而造成烧瓦。

4.机油质量不好或使用了劣质机油

如果机油质量不好或使用了劣质机油，会使轴瓦与轴颈之间的油膜不足，导致轴瓦的承载能力下降，散热和润滑效果不佳，容易造成局部高温而烧瓦。

5.柴油机长期超负荷工作或在机油温度过高的状态下运行

如果柴油机长时间超负荷工作，一般都会导致柴油机机油温度升高，机油温度升高后，会使机油的粘度性能降低，润滑和散热性能下降，这反过来又加剧了轴瓦的磨损和损坏，过高的温度可能使轴瓦中的低熔点金属（如铅和锡等）烧溶而脱落，造成烧瓦故障的发生。

6.柴油机连续烧瓦的综合因素

①烧瓦后曲轴产生变形和损伤，维修时未按要求进行校正和修磨。因为烧瓦抱轴时，高速运转的曲柄连杆机构、曲轴飞轮组受到猛烈制动，曲轴极易产生弯曲、扭曲变形，且轴颈表面也会受到烧蚀、粘连、失圆等损伤，若维修时仅换轴瓦，则往往会因曲轴各主轴颈和连杆轴颈的同轴度超差以及轴瓦与轴颈配合关系破坏而导致连续烧瓦。

②烧瓦后，机油中金属磨屑等杂质增多。此时若仅换轴瓦而不换机油，则机油中的机械杂质还有可能堵塞机油油路而导致再次烧瓦。此外，若烧瓦后仅换机油而不清洗机油油路和机油滤清器，同样可能造成连续烧瓦。

③更换轴瓦、修磨曲轴后，轴瓦与轴颈之间不能形成良好的全面接触，此时若未经磨合运转就满负荷工作，特别是在机油质不佳的情况下，轴瓦与轴颈会产生剧烈摩擦而烧蚀。

④引起烧瓦的隐患并未真正排除。由于故障因果关系的多重性，烧瓦故障可能是由于多个原因引起的，若只找出一个或几个原因并予以排除，而未全部排除故障隐患，则会发生再度烧瓦。

⑤烧瓦时产生连带影响而未予以消除。如凸轮轴轴承因干摩擦走外圆或因拉伤使配合间隙过大，机油会从此处大量泄漏，结果也会导致连续烧瓦。

7.柴油机烧瓦的其他因素

除以上因素外，导致柴油机烧瓦的原因还很多，综合一下，有以下4个大类：

（1）操作使用不当

①起动前未检查油底壳油量，缺了机油未能及时补充。

②加机油时未按操作规程正确操作，使油底壳中进入过量的杂物。

③加入的机油牌号不对或不同牌号的机油混合使用。

④起动操作不当引起柴油机反转，使机油泵不能正常工作。

⑤长期超负荷作业使机体温度过高，机油粘度下降。

（2）维护保养不及时

①未按规定及时更换机油，机油老化后继续使用。

②轴瓦、连杆瓦和衬套等间隙配合不当。

③机油泵轴滚键，使机油泵工作不正常。

④油管接头螺母松动或垫圈接触面不平、断裂、引起漏油和进入空气，使机油供应不足或间断供应。

⑤更换机油时没有更换机油滤芯或旧机油排放不干净。

（3）修理方法不当

①在机油泵吸油口与缸体连接的空心螺栓上用塑料垫代替铜垫，塑料受热变形密封性能下降，并可能使进油口松动外露。

②制作某些端盖部位的密封垫时，中间部位未剪成空心，中间部位的密封物受温度和压力的影响而损坏，脱落掉入油底壳，堵塞了吸油盘滤网。

③安装某些密封部位时，使用了过多的密封胶，导致密封胶结块掉入油底壳而堵塞了机油进油口。

④在机体或其他部件上直接敲制纸垫时，未将纸垫上的油孔敲开，堵塞了进油口；或是未将进入油孔的纸片掏出，堵塞了油路。

⑤清洗曲轴箱时用未过浆的棉纱擦洗，抹布或棉纱线头堵死了机油泵吸油盘滤网。

⑥机油粗滤器毡垫掉入壳体，堵塞了粗滤器主油路。

（4）错装、误装、漏装零部件

①安装安全阀时，把钢球装在下面，弹簧装在上面。这样钢球将安全阀回油油路堵死，不起安全作用，在气温下降粗滤器堵塞的情况下机油供应不足。

②多缸柴油机各主轴瓦的油槽孔位不同，安装时装错了顺序，造成油孔错位，致使部分油孔被堵塞。

③误将柴油纸质滤芯当作机油滤芯使用，致使粘度较大的机油不易通过密度大的柴油纸质滤芯。

④安装有定位销的主轴承盖和主轴瓦时漏装定位销，当曲轴转动时，主轴瓦随曲轴转动，堵塞了进油孔。

⑤清洗机油油路后，未堵住原来为清洗而拆掉的螺塞或堵盖，导致机油直接泄压。

8.柴油机烧瓦的某些特殊因素

某些柴油机，如单缸R180、R185、R195等型柴油机烧瓦的故障时有发生。

检查和分析表明，这往往是由于大部分机油“走岔道”而造成的。即柴油机起动后，大部分机油都流向气门摇臂处，可以在机体油孔中插入一根如筷子一样的小木棍，在平机体处折断，用以减小“岔道”的截面积，使大部分机油“走正道”，解决了烧瓦问题。但这只是使用者采取的临时性措施，不能彻底解决问题。要彻底解决问题还得靠生产厂家的改进设计。

（1）山东195型柴油机，在机油供油量过少时一般先烧连杆瓦，其次是外主轴瓦，内主轴瓦几乎未见烧坏过。原因是该机型主轴瓦油槽设在瓦外侧钢背上。因此，曲轴每转一周，当连杆支油道正对内主轴瓦供油孔时，连杆瓦才能得到一次短时供油，润滑条件显然较差；外主轴瓦油路较长，且有摇臂润滑支路分流，主轴颈上又有传动带的强大径向拉力，一旦供油不足，极易出现干摩擦而烧损。

（2）R175型柴油机靠机体侧壁锥形喷孔向曲柄集油孔喷射机油润滑连杆轴颈，污物极易将很细的喷孔堵塞，使喷射中断而烧瓦。

（3）4125A或4125A4型柴油机烧瓦的常见原因

①机油泵驱动轴托架断裂。

②机油泵主动轴、中间轴及连接花键磨损严重或损坏。

③机油泵传动齿轮及其中间齿轮打齿。

④机油散热器的进出油管因长期振动、摩擦或扭曲而产生裂纹，以致机油外漏。

⑤机油太脏，集滤器吸油滤网堵塞或机油变质。

（4）维修柴油机时，如果用棉布等物料擦拭机体内部，柴油机运转以后，粘附在机体内壁上的棉丝绒毛被机油冲刷下来，常会使机油器的滤网堵塞，机油泵吸油困难，最终导致烧瓦。泰山-50型拖拉机上所配装的柴油机，其机油吸油器的滤网比其他常见机型都要致密，因此更容易因滤网堵塞而造成烧瓦。

（5）由于S195、S110等型单缸柴油机正时齿轮室端的主轴瓦离机油泵最远，机油最不容易到达，造成机油供油不足的因素最多，因此，它发生烧瓦故障的可能性最大。

因机油供油不足引起的烧瓦故障一般都在热车、中高速的情况下发生。当拆卸检查发现只有齿轮室端的主轴瓦出现烧损时（有时连杆轴瓦也发生较轻微的烧损），一般可大致确定烧瓦是由机油供油不足引起的，可着手从以下几方面进行查找：

①检查零件是否损坏或连接松动而发生漏油。例如机油管破裂、机油管接头连接松动、曲轴离心净化室油塞松动等。

②检查零件的配合间隙是否过大，使得机油过量泄漏。例如飞轮端的主轴瓦与轴的配合间隙过大、连杆轴瓦与轴的配合间隙过大，机油泵磨损严重等。

③检查油路中是否被杂物局部堵塞使得油道过油面积减少，油道变窄，机油流动受阻，流通不畅。例如机体油路或曲轴油路内有杂物堵塞、曲轴离心净化室被油泥或其他杂物堵塞。

④检查机油泵是否吸油不足或断续吸油。

（6）特殊烧瓦故障案例

1）一台S1100X型柴油机的连杆瓦经常烧损，检查机油泵工作正常，油路也不堵塞现象。进一步拆检，发现该机型机体油路设计与其他机型不同，连杆瓦的润滑是靠曲轴左端的集油小孔与机体油槽连通供油的。用手转动下平衡轴带动机油，发现该机由于磨损严重，机油从机体油槽边缘与轴颈配合处流出，不能流入连杆轴颈，因此造成连杆瓦烧损。

2）一台五菱牌S1100型柴油机，由于机体右侧314轴承磨损严重，使曲轴右端集油孔处轴颈与主轴承盖油槽边缘也严重磨损，机油从此缝隙处大量流回油底壳，致使油压偏低，造成烧瓦抱轴。

3）某单位有E154型联合收割机20台，曾发生过柴油机烧瓦故障多次，现将各次的烧瓦原因综述如下。

①机油滤清器纸质滤芯质量差。在排除故障时，曾在堵塞主油道的脏物中发现了豆粒大小的硬物。清洗后鉴别，该硬物是机油滤清器纸质滤芯粘接处脱落下来的胶块。

②使用保养不当。E154型联合收割机保养规章明确规定，当消耗柴油2000L（或工作250H）后应更换机油细滤器纸质滤芯，使用中，因缺少配件，往往把更换时间推迟二三星期。有时驾驶室操作系统报警，机油指示等亮了，驾驶人仍然坚持工作。此外，也有驾驶人使用廉价的普通柴油机油，不使用增压柴油机油；更换机油时未清洗油路；前面加增压柴油机油，后面加普通柴油机油。上述种种错误的做法，都在各次烧瓦故障中起了作用。

③烧瓦后清洗不彻底。一台E514型联合收割机连续烧瓦，其原因是烧瓦后，没有把润滑系统内的金属残留物清洗干净。

国Ⅲ柴油机故障诊断和案例分析

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