国Ⅲ柴油机曲轴箱废气压力大故障的诊断与处理

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：如果超出这个范围，则表明柴油机曲轴箱废气压力不正常，应该查明原因并酌情处理。活塞顶部严重烧蚀或拉缸，都将使该气缸失去密封，曲轴箱废气压力增大使自然的。如果认为柴油机曲轴箱废气压力有问题，可以就机进行监测，具体方法如下：①曲轴箱废气压力的测量。当检查柴油机活塞环、缸套、呼吸器等没有问题而曲轴箱废气压力仍然大时，就应考虑是否设备制动系统故障。

柴油机曲轴箱废气压力（也称下排气）大是柴油机常见故障之一，造成柴油机曲轴箱废气压力大的原因很多。汇总起来，主要有以下几个方面。

1.曲轴箱废气压力大故障的影响因素分析

在正常情况下，柴油机最高空转时曲轴箱的废气压力值应该在-40～+60mmH₂O（1mmH₂O=9.80665Pa，FL513系列风冷柴油机数据）之间。如果超出这个范围，则表明柴油机曲轴箱废气压力不正常，应该查明原因并酌情处理。

（1）活塞、活塞环及缸套故障

①活塞环或缸套严重磨损。

②活塞环对口。

③活塞环粘连、断裂或失去弹性。

④活塞顶部烧蚀或出现拉缸故障。

（2）曲轴箱呼吸器故障

①曲轴箱呼吸器薄膜活塞损坏。

②呼吸器通气孔堵塞。

（3）其他综合因素

①机油加油量太多。

②空气压缩机内窜气严重。

③机油质量低劣。

④柴油机温度过高。

2.曲轴箱废气压力大的危害

①增加机油消耗并使机油过快变质。

②柴油机严重冒蓝烟、黑烟，造成环境污染。

③易造成活塞顶部或活塞环槽积炭，导致拉缸和过度磨损故障。

④对于闭式循环的曲轴箱呼吸系统（即将呼吸器下排气管直接引入柴油机进气管），易导致活塞顶部烧蚀或拉缸故障。

3.曲轴箱废气压力大故障的诊断与处理

（1）活塞、活塞环及缸套（简称缸套组件）因素

1）故障分析。缸套组件导致柴油机曲轴箱废气压力大的原因如下：

①活塞环或缸套严重磨损。如果活塞环或缸套严重磨损，就使活塞与缸套之间的密封不严，柴油机压缩和膨胀过程中就会有大量的压缩气体通过环与缸套之间的微小缝隙进入曲轴箱，所以导致曲轴箱废气压力增大。

伴随现象：曲轴箱下排气严重，柴油机动力不足，排气冒蓝黑烟。

②活塞环对口。活塞环虽然没有磨损，但如果环的开口全部对口，也将使压缩和膨胀过程中大量高压气体进入曲轴箱，导致曲轴箱废气压力增大。

伴随现象：柴油机下排气严重，机油消耗增加，排气冒蓝烟。

③活塞环粘连或断裂。活塞环粘连、断裂或失去弹性都将导致汽缸密封不严，燃烧气体进入曲轴箱，使曲轴箱废气压力大增大。

伴随现象：曲轴箱废气压力大，柴油机冒蓝烟、黑烟，动力不足，缸内可能有异响等。

④活塞顶部烧蚀或拉缸。活塞顶部严重烧蚀或拉缸，都将使该气缸失去密封，曲轴箱废气压力增大使自然的。

伴随现象：柴油机有异响、排气冒黑烟、动力不足或柴油机不能转动。

2）故障处理。由活塞、活塞环或缸套引起的柴油机曲轴箱废气压力大，其基本解决方法：拆下气缸进行检查，酌情更换相关部件（如活塞环、气门等部件），一般中修即可解决问题。

（2）曲轴箱呼吸器故障。以道依茨FL513系列风冷柴油机为例，分析说明如下：

①呼吸器薄膜或（呼吸器）活塞损坏。呼吸器薄膜或（呼吸器）活塞损坏，将是曲轴箱与大气失去平衡，在内外压力差的作用下，导致曲轴箱废气排出量增加。

伴随现象：机油消耗增加、排气冒蓝烟严重，但柴油机的功率基本没有影响。

②呼吸器与大气平衡的微小通气孔堵塞。呼吸器与大气平衡的微小通气孔堵塞，将使曲轴箱内部与大气无法保持平衡，同样在内外压力差的作用下，导致曲轴箱废气排出量大。

伴随现象：机油消耗增加、排气冒蓝烟严重，但对功率等基本没有影响。

故障处理：清洗或更换呼吸器薄膜或呼吸器活塞总成（图9-9），疏通小孔。

（3）柴油机曲轴箱废气压力的测量。如果认为柴油机曲轴箱废气压力有问题，可以就机进行监测，具体方法如下（FL513柴油机数据与方法）：

①曲轴箱废气压力的测量。在呼吸器下部连通管道中间，有一个直径为8mm的管接头，此接头平时用M8的六角螺栓堵死。在进行曲轴箱废气压力测量时，拧掉六角螺栓。用专用测量工具或U形管连接此处，以测量废气压力的大小。如果属于临时性的测量，也可以用透明塑料管来代替，如图9-10所示。

图9-9 呼吸器结构示意图

1—上盖 2—阀芯

图9-10 曲轴箱废气压力测量

1—连通管 2—呼吸器总成 3—测量孔 4—U形测量管

在正常情况下，柴油机最高空转时曲轴箱的废气压力值应该在-40～+60mmH₂O。

如果连通管上没有测量孔，则可以在加油口盖上钻一个直径为2mm的小孔，然后焊上一节直径最小为6mm、长度为30～40mm的小管。装上U形管或专用测量装置进行测量。

如果测得的数值不符合要求，则应该对呼吸器进行维修。

②呼吸器的保养要求。由于呼吸器内的活塞和薄膜经常处在高温和油气的双重作用下运动，极易造成损坏，必须定期予以维护保养。对呼吸器的维护保养工作每年至少进行一次（夏季检查或冬季检查时）。在日常使用中，如发现曲轴箱废气压力大、通气口冒机油、白气等现象时，首先应对呼吸器进行认真的检查。

在检查过程中，发现薄膜和活塞损坏时，予以修复或更换总成。

按照保养要求，每经过2000h后，就要求更换阀芯。更换阀芯时，先用扳手松开上盖螺栓，取下上盖（图9-9件1），取出旧阀芯组件（图9-9件2）后，装入新的阀芯组件并完成相关工作。

注意：新装阀芯组件（活塞和薄膜）时，应涂抹少量的机油润滑活塞，然后将活塞装入阀体内。

呼吸器保养结束后，应检查呼吸器通气孔的通过性。

（4）其他综合因素的诊断

①机油加油量太多。机油加油量太多，将导致曲轴箱废气压力增大，这是因为曲轴箱内空间有限，机油加得太多，曲柄连杆等高速运动部件将严重撞击机油并使其飞溅，行成油雾而造成曲轴箱废气压力增大。

伴随现象：曲轴箱废气压力大，机油油面太高。

②空气压缩机内窜气严重。如果空气压缩机压缩气体排出不畅，可能导致空气压缩机内压缩气体进入曲轴箱而导致曲轴箱废气压力增大。当检查柴油机活塞环、缸套、呼吸器等没有问题而曲轴箱废气压力仍然大时，就应考虑是否设备制动系统故障。

伴随现象：曲轴箱废气压力增大、机油耗量增加、排气冒蓝烟、设备制动气路系统建压很慢并有机油。但柴油机动力基本正常。

③使用劣质机油。劣质机油不仅润滑能力差，而且粘温性也差，导致柴油机运行过程中，相关运动部件润滑不良，这将导致柴油机缸套组件磨损加剧，其结果是曲轴箱废气压力增大，柴油机烧机油严重。

伴随现象：柴油机曲轴箱废气压力大、机油压力不稳定、机油温度过高、机油很快变质。

④柴油机运行温度过高。柴油机运行温度过高，将使机油温度同样升高，这将导致机油的润滑性能和散热能力下降，使缸套组件的磨损加剧，最终导致燃烧气体进入曲轴箱。

伴随现象：柴油机曲轴箱废气压力大，机油温度过高、机油压力不稳定、机油易变质。

（5）故障处理

①放出多余的机油，或严格按照要求加注机油和使用合格品牌的机油。

②检查空气压缩机的质量状况。检查方法：拧松空气压缩机机油回油管观察，如果有大量气体窜出，则空气压缩机活塞环等肯定存在问题。对于没有机油回油管的空气压缩机，可以松开空气压缩机排气管接头，使空气压缩机排气不受限制的直接排向大气，运行几分钟后，如果曲轴箱废气减小，同样可以说明空气压缩机存在问题。根据检查情况，酌情修复空气压缩机。

注意：在维修完空气压缩机后，应设法疏通设备制动气路系统，排出制动气路系统中机油并更换限压阀、干燥罐、过滤器等部件。

③注意对柴油机冷却系统的维护保养，始终保持冷却系统的最佳状态，也是避免柴油机曲轴箱废气压力大的有效方法之一。

（6）缸套组件因素与其他因素导致曲轴箱废气压力大的主要差别

①活塞环或缸套磨损，窜入曲轴箱的是燃烧气体，因此，曲轴箱废气具有浓烈的燃烧气体味道，而其他因素则没有这种味道。

②活塞环或缸套因素导致曲轴箱废气压力大时，易使机油短期内变黑变质，其他因素则机油变黑不变质。

③活塞环或缸套因素导致曲轴箱废气压力大时，柴油机会出现动力不足、冒黑烟、缸内有异响等，而其他因素则没有这些现象。

4.故障案例：空气压缩机损坏导致柴油机活塞顶部烧熔故障

一台F12L513风冷柴油机出现了活塞连续烧蚀故障，故障的检修过程见表9-13。

表9-13 柴油机连续烧活塞故障检修