油底壳机油油面升高：国Ⅲ柴油机维修技巧

2023-09-23 理论教育版权反馈

【摘要】：⑥浮子油箱内的浮子阀或锥形阀失效，在停机状态下柴油通过浮子油箱经喷油器渗进油底壳。如果柴油机出现机油中有柴油、机油油面升高的故障时，必须立即查清原因，予以排除。因此，对该缸喷油器等进行了认真的检测，发现该缸喷油器不喷油，所以认为是该缸导致的机油油面升高，所以更换了该缸的喷油嘴，但情况没有好转。

在日常使用过程中，有时会出现油底壳油位上升的现象。引起这类故障的原因一般有两个，一是柴油机冷却液漏入油底壳中，如气缸盖或气缸体的水堵泄漏或产生裂纹，气缸垫水孔损坏，气缸套的橡胶水封损坏等，都会使冷却系统的水泄漏到油底壳中；二是燃油的渗漏，如输油泵的泄漏，活塞环失效，活塞或气缸套出现严重磨损，进排气门关闭不严，喷油泵柱塞严重磨损，喷油器滴油等，都可能使燃油系统的柴油渗漏到油底壳中。

1.机油中有柴油的故障原因分析与诊断

（1）普通直列式喷油泵燃油系统此类燃油系统导致柴油机油底壳机油中有柴油的主要原因如下。

①喷油器额定压力高而调整压力偏低，可使喷油泵供油量过大，燃烧不完全，多余的柴油沿气缸壁流入油底壳；在校验喷油泵时，个别柱塞调定油量过大，也会产生多余的柴油并进入油底壳。

②喷油泵柱塞磨损严重，导致大量柴油漏入凸轮轴室并随机油回流到油底壳。

③与喷油泵连体的输油泵损坏，内漏严重，也可使柴油进入喷油泵机油腔，进而随回流机油进入油底壳，导致机油油面升高。图7-3所示为输油泵漏油处。

④个别气缸出现拉缸故障而使该气缸的压缩压力过低，喷入气缸的燃油不燃烧，使柴油顺气缸壁流入曲轴箱油底壳，导致机油油面升高。

图7-3 输油泵漏油处

⑤若柴油机温度过高，使机油变稀，将导致上窜至燃烧室内的机油增加，在喷油器喷油嘴处易形成积炭，使柴油机产生自燃或爆燃现象；如果喷油嘴偶件严重磨损或卡死，将造成雾化不良，产生滴油等故障，燃烧不完全的柴油会沿气缸壁流入油底壳中，从而升高了机油液面。

⑥喷油器喷油嘴偶件因某些原因卡死或烧蚀，导致喷油嘴喷油时雾化不良或喷油不良，使柴油不能与空气良好混合，部分柴油将随气缸壁流入曲轴箱，导致机油中的柴油量增加。出现此种故障时，柴油机排烟（白烟或黑烟）严重。

⑦活塞、活塞环和气缸套严重磨损，柴油机工作不良，燃烧不完全，使多余的柴油沿气缸壁流入油底壳。

⑧喷油器喷油时间不正确，造成燃烧不完全，多余的柴油沿气缸壁流入油底壳。

⑨喷油器处有积炭或喷油器偶件严重磨损或卡死，造成雾化不良，产生滴油，燃烧不完全的柴油沿气缸壁流入油底壳。

（2）PT燃油系统对于PT燃油系统，除了上述因素外，还有其特殊原因，具体如下。

①燃油箱手动截止阀失效或忘记关闭，导致柴油在停机状态下经过浮子油箱和PT燃油泵自行流入喷油器，又经燃烧室渗进油底壳。

②PT燃油泵主轴油封损坏，导致柴油通过此油封经正时齿轮箱进入油底壳。

③PT燃油泵电磁切断阀密封圈失效，柴油通过切断阀自行流入喷油器，经燃烧室渗进油底壳。

④当喷油器喷孔直径过大（正常值约为0.2032mm）或受损时，燃油在停机状态下滴入燃烧室，进而渗进油底壳。

⑤喷油器上、下两道O形圈失效，燃油通过密封圈进入气门室和燃烧室，继而渗进油底壳。

⑥浮子油箱内的浮子阀或锥形阀失效，在停机状态下柴油通过浮子油箱经喷油器渗进油底壳。

⑦PT燃油系统的回油歧管上单向阀失效，来自浮子油箱的柴油自行流到喷油器后再渗进油底壳。

（3）单体泵燃油系统对于单体泵柴油机（包括机械单体泵和电控单体泵柴油机），除了前述的原因外，如果单体泵上的O形圈（图7-4）破损或损坏，机体柴油腔中的柴油就会漏入油底壳，导致机油油面增高。

如果柴油机出现机油中有柴油、机油油面升高的故障时，必须立即查清原因，予以排除。否则会因机油变质而导致润滑不良，造成柴油机运动部件的异常损坏。

（4）故障案例输油泵漏油导致机油油面升高。

故障现象：一台道依茨F4L1011柴油机，在使用过程中初期出现了冷却液温度高、有明显的气缸漏气声（这是气缸垫损坏的标志现象）。还有一个奇怪的现象，就是关闭柴油机熄火电磁阀后，柴油机不能熄火，而且就算把油管断掉，柴油机也要运行20～30min才可能熄火。设备的所有者和在场的维修人员都觉得不可思议，但也没有找到引起这种现象的原因。

图7-4 单体泵的安装位置

故障诊断：因为已认定柴油机气缸垫损坏，所以就先拆卸气缸盖，发现有一个气缸的气缸垫确实烧蚀严重。另外，该缸活塞的顶部有烧蚀缺陷。在更换了有问题的气缸垫、活塞及全部活塞环后，起动柴油机运行，基本正常。但带负荷工作还不到10h，柴油机即出现“噗、噗、噗”的声音，且动力不足、冷却液温度升高，一定是该柴油机的气缸垫又冲坏了。

第二次拆检发现，气缸垫烧蚀的位置与上次一样，所以分析认为，可能是气缸盖有变形，因此对气缸盖底平面进行了磨削处理，并更换了该缸的活塞、活塞环、气缸套、活塞销和气缸垫，装好后试机，柴油机运行基本正常。维修人员告诉操作者，实际使用时应注意观察排气状况、机油油面等，如有异常及时通报。

该柴油机投入工作运行2h后，操作者检查机油油面，发现机油油面增高了许多，新的问题出现了。没有别的选择，又对柴油机进行认真的检查，发现有一个气缸工作不太正常，低速不着火。因此，对该缸喷油器等进行了认真的检测，发现该缸喷油器不喷油，所以认为是该缸导致的机油油面升高，所以更换了该缸的喷油嘴，但情况没有好转。仔细认真分析后，得出该机机油进入油底壳的途径有3个。

①喷油器滴油，致使部分未燃烧的燃油经活塞环缝隙流入气缸。

②单体泵泵体密封圈有问题，导致燃油直接流入油底壳。

③输油泵密封皮碗损坏，燃油直接流入油底壳。

根据分析，已经排除了喷油器的可能性，剩下的疑点是单体泵和输油泵，因为单体泵的可能性大一些，所有就把4个单体喷油泵全部拆下进行专业维修，没有发现问题，装回单体泵后，所有气缸全部工作，但机油油面继续升高。至此，只有输油泵一个因素了，拆下输油泵，发现输油泵的密封皮碗损坏。

故障排除：更换输油泵后，该柴油机工作恢复正常。

故障分析：其实该柴油机一开始就是由于输油泵密封皮碗损坏，导致柴油进入油底壳，使油底壳油面升高，造成气缸垫的连续烧蚀和断油不能停机（原因是通过气缸垫烧蚀点，不断有机油和柴油的混合油被挤入气缸，所以即便是断油，该缸也在不断地着火燃烧，只有到了机油油面下降，通过气缸垫烧蚀点挤入气缸的混合油为零时，柴油机才停止工作）等一些奇怪的故障现象。但是操作者和先期维修人员都没有注意到这个问题，所以走了一段弯路，花费了不少的精力和时间。

这个故障说明，不能仅凭故障的表面现象来判断和排除故障，一定要深挖故障根源，全面分析引发故障的可能原因，通过表面现象去探索故障的深层次原因。只有这样，排除故障才不至于走弯路、不做无用功。

2.油底壳机油中有水的故障原因分析与诊断

润滑系统和冷却系统是柴油机的两个主要组成部分。它们有各自的作用，且油道和水道互不相通。柴油机工作时通过润滑系统的工作将机油不断地送往各零件的摩擦表面，以减小零件表面的磨损，带走零件表面的“磨料”，冷却零件之间产生的热量，密封零件间隙与空隙减少气体的泄漏。此外，还可以减缓零件冲击、降低工作噪声和减少零件表面受化学侵蚀等。在润滑系统工作的同时冷却液通过冷却系统的工作，将经过降温的、并具有一定压力的冷却液通过水管输送到各零件的外部，吸收热量，使柴油机中在高温条件下工作的零部件得到冷却。一旦冷却系统的零件出现裂纹使冷却液渗入到机油里，从而造成柴油机机油中有水，最终导致柴油机动力性能下降且不能正常行使。

（1）机油中有水的故障原因分析柴油机机油中有水的故障原因分析见表7-4。

表7-4 柴油机机油中有水的故障原因分析

（2）故障案例气缸套穴蚀导致柴油机油底壳进水。

故障现象：有一台小松S6D125柴油机油底壳进水，机油油面增高。

故障诊断：从常理上讲，油底壳进水不外乎下述4种因素：

①机油冷却器腐蚀烂穿或O形圈老化。

②水泵水封老化，冷却液从水泵轴漏入齿轮室（该机型水泵传动为齿轮传动）。

③气缸套封水圈老化破损。

④气缸套破裂、气缸盖裂纹或气缸垫损坏等。

从柴油机结构原理可知，如果由因素①引起油底壳进水，势必在柴油机运转时会有机油渗入散热器中，并在散热器表面形成“油花”。而实际检查的情况完全否定了这种可能。尽管该柴油机水泵水封存在老化，但在水封更换后，故障依然存在。对于因素③，拆除油底壳后用0.1MPa水压对冷却系统进行压力试验，未出现漏水现象，排除因素③。

剩下的就是气缸套、气缸盖有裂纹或气缸垫烧蚀因素了。由于气缸套、气缸盖水道有裂纹或气缸垫损坏会造成散热器“开锅”及窜气现象，通过该挖掘机操作人员的介绍及观察柴油机运转情况来看，该柴油机散热器无窜气现象且冷却液温度也不高，应该不是这个原因所致。

这样一来，根据理论分析进行的种种检查似乎都排除了上述4种可能性。但油底壳漏水却客观存在，问题的症结究竟在哪里？为找到故障原因，彻底解决机油中有水的问题，决定将柴油机拆下运回修理厂解体，进行全面的检查。

当柴油机被运回修理厂，拆下油底壳后再次对冷却系统进行水压试验时，发现水珠从第六缸的气缸套内渗出。拆下该气缸套检查，发现气缸套下部由于穴蚀已呈蜂窝状，其中有一微小穿孔造成了水珠渗入气缸内。至此，找到了机油中有水的原因。

故障分析：为什么在工地对冷却系统进行相关的水压试验时没有发现问题，这正是本案例的特别之处。原因是气缸套穴蚀穿孔的位置较低，其部位正好处于该缸活塞运行到下止点第三道活塞环贴合处。当在工地现场进行水压试验时，恰好处于该缸活塞运行到下止点位置，气缸套下部的微小穴蚀孔被活塞环堵住，故没有水珠渗漏，给维修人员造成了气缸套没有问题的错觉。

维修经验：在进行水压试验时，务必慢慢转动柴油机曲轴并观察是否有水珠渗漏。只有工作做细了才能少走弯路。

故障排除：更换已损坏的气缸套，机油中有水的现象消失。

（3）机油中有水的处理柴油机油如果保管不当或在使用过程中混入水分，就会影响润滑效果，应当将水分除去。

①可以将机油装在试管中加热至110～120℃，如油中出现“噼啪”的响声，表明机油中有水。如果机油中有水，可以用间接加热法将机油加热至110～120℃，当机油中的气泡消失时，冷却至常温，水分便被除掉了。

②如果机油已轻度乳化，可以用下列方法处理：将相同牌号的乳化机油收集起来，加入重量为油液重量1%～3%的苯酚（石碳酸）作脱乳化剂，进行搅拌并加温至50～80℃，静置沉淀4h或更长一些时间，待油、水分层后，除去下层的水，便可使用。

③如果稠化机油乳化，可以采用风干的方法处理：将乳化的稠化机油放入内设干净的蛇形加温管的容器中，用饱和蒸气通过蛇形管进行加温，使油温升至110～120℃，同时向容器中通入干净的压缩空气进行搅拌，使水分蒸发。直至油的乳白色消失，恢复原来透明的颜色，然后冷却至常温，便可使用。

案例：缸套封水圈损坏导致机油中进水故障。

故障现象：一辆红岩CQ261型柴油车，驾驶人反映机油内含有较多的水。

故障检修：放出油底壳内的机油发现确实含有水。察看气缸体和气缸盖，无裂纹，气缸盖紧固螺母预紧力也符合要求。经过分析，认为故障可能是气缸套封水圈（图7-5）破损。为进一步确认故障位置，换新机油发动车辆运转一些时间后熄火，0.5h以后放出机油，机油内仍含有水分。考虑到渗水量较多，由此确认故障是因气缸套封水橡胶圈密封不严引起的。

故障排除：更换新的封水橡胶圈后试车，故障消失。

油底壳机油油面升高：国Ⅲ柴油机维修技巧

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