柴油机故障诊断与排除讲课提纲

16、故障现象当柴油机发生故障时，一般会伴随以下现象：①声音异常：②外观异常：③温度异常：④动作异常：⑤压力异常：⑥气味异常：7、故障原因引起柴油机故障的原因是多方面的。有设计结构和选材不当引起的，也有加工制造和装配、调试质量欠佳引起的，也有使用操作不当和维护保养不良引起的。在这里主要对操作.维护保养及加工制造等方面造成故障的原因予以简单介绍。①操作方面原因由于违章操作造成的柴油机故障，在柴油机故障中占有很大比例。这其中有思想上的疏忽，技术上的不熟悉，也有错误的习惯作法。常见的违章操作有以下几个方面：起动时间过长。起动后未立即释放按钮、关闭开关。采用电动马达起动系统时，电动马达一次连续运转不得超过15秒钟，时间过长将因马达过热而烧坏。有时还会发生柴油机倒拖马达现象，导致马达超速运转而损坏。冷车起动不经过暖车便快速加大负荷运转。此时由于油温低、粘度高，致使摩擦面润滑不良，从而导致异常磨损、拉伤等故障。磨合不充分，便高负荷运行。新的或大修后的柴油机，特别是现场修复的柴油机，更换缸套、活塞或者活塞环等零件后，未经充分磨合，直接带高负荷运行。这样往往造成零件异常磨损，甚至出现拉缸、活塞卡滞等故障。带负荷急停车。停车时未经怠速降温，此时摩擦面保油不足，引起再开车时因润滑不良而磨损加剧。油面不足开车。油面不足，机油量不够，造成摩擦副表面供油不足，导致异故障诊断与排除2常磨损或烧伤。水面不足开车。水面不足，冷却系统易产生气阻，柴油机得不到充分冷却，会因机件过热出现拉缸等事故。超负荷或者超速运转。由于柴油机内温度过高，造成零件损坏。水温油温不正常而继续运行。运转中水温过低、过高或油温过低、过高，都会造成零件磨损加剧。高速、高负荷运转中急停车此时往往因应力变化大,造成不必要的故障。不预供泵油便直接起动。此时，往往使各摩擦表面出现干摩擦现象，造成异常磨损。②维护保养方面的原因未按照规定进行维护保养也容易造成故障。常见的故障原因有以下几个方面：添加或更换新机油不及时。这样容易造成机油量不足或机油过脏、恶化变质、而使润滑变差，造成异常磨损、烧瓦等故障。清洗机油滤清器不及时。这样容易造成机油滤清器阻力过大，甚至阻塞，机油从旁通阀通过，使未经滤清的脏污机油流入润滑部位，引起异常磨损或损伤。清洗柴油滤清器不及时。这样容易造成柴油滤清器阻力过大；供油不足，引起功率不足，转速不稳等故障。清洗空气滤清器不及时。这样容易造成空气滤清器阻力过大、空气量不足，引起功率不足、冒黑烟或排温过高等故障。检查、调整气门间隙不及时。这样容易造成气门间隙过大或过小，引起柴油机功率不足、油耗升高、排温过高和气门磨损加快等故障。检查、调整供油提前角不及时。这样容易造成供油角过大或过小，从而引起柴油机燃烧粗暴，甚至烧活塞或者排温过高等故障。检查和调整喷油器不及时。这样容易造成喷油器雾化不良或针阀卡死，引起柴油机起动困难、功率不足、排温过高和冒黑烟等故障。检查和向蓄电池补充电解液不及时。这样容易造成蓄电池不足，引起起动困难等。冬季柴油机停车后放水不及时。这样在各冷却部位因存有大量冷却水，容易引起水泵、机体、油冷器、中冷器、增压器等冻裂。3①维修中拆装方面的原因拆装错误也是引起柴油机故障的重要原因之一。其中有以下几个方面：活塞环安装位置不正确。活塞环开口位置未错开，扭曲环上下面装倒等部件将引起窜机油现象和窜气环象。喷油器垫片安装不正确。喷油器中喷油嘴伸出缸盖底平面高度有严格的尺寸要求，若因垫片漏装或多装而使该尺寸过大或过小，将引起燃烧恶化、结炭严重、功率不足、冒黑烟和因漏装垫片造成的从喷油器处漏气、烧坏缸盖等故障。气缸衬垫安装不正确。气缸衬垫多装或者漏装，将造成气缸压力下降、漏气和活塞碰缸盖等故障。齿轮啮合不正确。齿轮啮合记号装错，将导致气门碰活塞，供油角太大或太小，引起燃烧恶化、冒黑烟、排气温度升高或者活塞烧损等故障。螺母安装不正确。紧固连杆螺母.缸盖螺母时，扭矩不准或紧固顺序不对，将造成缸盖密封不严，甚至螺栓断裂等故障。有关配合间隙超值。当活塞和缸套配合间隙、轴和轴承间隙、齿轮啮合间隙等不符合要求时，将造成异常磨损、拉缸、烧瓦和齿轮损坏等故障。④加工制造方面的原因这方面的原因大部分是材料用错材料存在内在质量问题和机加工中某些部位被忽视，致使其不符合要求。该方面的缺陷在装配中很难发现，使用一段时间后才暴露出来，从而造成零件损坏。其主要表现在以下几个方面：质量不符合要求。表现为有的铸件如缸盖、机体等存在着缩松、砂眼和细小裂纹等缺陷，从而使柴油机工作一段时间后出现因这些缺陷所造成的漏水、漏气、漏油；或表现为铸造精度不高，使水道堵塞，造成柴油机工作中水流不畅、热量不易外传，温度过高，导致气门磨损加剧或缸盖裂纹。质不符合要求。有些主要零件由于制造过程中材料用错，使用中因强度不足导致零件损坏。热处理不符合要求。有些零件热处理过程；未按工艺规程操作，使处理后的零件机械性能不符合要求，出现过硬、过软、强度不足、脆性高等问题。在使用过程中引起零件变形.裂纹、磨损过度等故障。机械加工不符合要求。有些零件的关键部位，由于加工者不认识其重要性予以忽视，使这些部位不符合要求，结果造成使用中的故障。如活塞销座和活4塞销孔的圆角R、曲轴的内圆角R、活塞环的尖棱等，加工不符合要求往往导致活塞销座裂纹，曲轴裂纹、导致曲轴的偏磨，甚至烧瓦。消除应力不符合要求。有些零件因消除应力不够，造成使用中变形，丧失原来的加工精度，破坏了正常的配合关系，使柴油机发生漏气、漏油、漏水现象。柴油机几种不正确做法高速低用：购买额定转速1500转/分的柴油机在1200---1300r/min-下应用。由于降速后调整参数不是最佳，故性能和可靠性均下降。A12V190ZL,G12V190ZL在1300r/min时比A12V190ZL-3，G12V190ZL(1300r/min)扭矩、功率相近，但排温高25—35℃，油耗率高2—3g/kwh，爆压也高.油量高了好：窜油，机油耗高，阻力大。油封易漏油。油压高了好：机油秏高，磨擦功大、易漏油。油温低了好：磨擦功大，机械效率低，润滑不良。水温低了好：热效/率低，油耗依，磨损大，易穴蚀怠速保温：费油，磨损大，结炭.污堵新车必须磨合48小时：费油，磨损大，结炭.污堵8.故障诊断的原则诊断故障时，应遵循以下原则：①结合原理，分析结构柴油机结构复杂，出现故障时，从其现象、性质看属柴油机工作原理的那个范畴，然后再分析到是柴油机结构的那个部件、零件引起。如当出现增压器喘振故障时，先分析引起喘振是中冷器、进排气道和增压器工作不配套、不协调三个系统的因素，然后逐渐从这三个系统的有关部分查找。②由现象到本质5当出现故障时，从现象入手，分析这些现象是由什么原因引起。例如出现柴油机排温高的现象。引起排温高的原因可能是供油角过程，也可能是柴油机进气不足，还可能是油头雾化不良或超负荷运转。在这些造成排温高的原因中，逐一排除，直到找到某个真正原因。③由表及里，先易后难引起某一故障可能是多种原因，但其中必有一种为主要因素。这时必须坚持由表及里，后易后难的原则。仍以上例说明，既然造成排温高可能由上述5个原因引起，这时我们先了解一下运转是否超负荷，这是最简单的因素。然后再检查一下供油提前角，这也是比较容易做到的。如果仍查不出问题，就检查空气滤清器、中冷器是否脏污。如未发现问题，再检查喷油嘴的雾化情况。如仍未找到问题，就检查喷油泵喷油量的均匀性或者气缸是否拉伤等。④按系统分段有些故障看起来很复杂，但仔细分析起来，总是有一定的规律。起主要作用的只是某一个系统、某一个要素。例如柴油机功率不足是一个综合性故障，可以从燃油系统、燃烧系统、配气系统等方面分析。如果功率不足伴随着冒黑烟而排温并不太高，这时可重点先从燃油系统查找原因，然后再从配气系统去查找原因。9故障诊断的步骤和故障诊断方法9.1弄清故障现象这是诊断故障的第一步，是依据。充分运用实践经验，通过看、听、摸、嗅及有关测试仪器仪表，将故障发生时的异常现象搞清楚。同时还要注意以下问题：①故障前柴油机有过什么症状？②故障前进行过那些维修.保养？③以前是否发生过类似故障？④周围环境状况反对过什么变化？9.2定位在弄清故障现象的基础上，诊断故障的原因，确定故障发生在哪个部位或系统上。9.3查通过综合分析和初步确定故障部位后，进行具体检查，以确定最后的原因和采取排除措施。6故障诊断方法医生在给病人诊病时，可以通过望、问、闻、切和B超、CT等方法。而对柴油机故障的诊断也同样可以采用各种不同的方法。有时用一种方法，有时几种方法并用。下面介绍故障诊断的几种方法：①部分停止法所谓部分停止法，就是当怀疑故障是某一部位引起的，即可停止该部位的工作，观察故障是否消失。如消失则证明诊断正确。例如当怀疑柴油机冒黑烟是由某缸喷油器雾化引起，可将该缸的喷油泵柱塞撬起，停止该缸喷油器工作，此时如黑烟消失，则证明诊断正确；如此时仍有黑烟，则再停止另外的其它缸的喷油器工作。②比较法所谓比较法就是比较可能造成故障的零部件。当诊断认为故障可能由某部件引起，就将该部件予以更换，然后比较更换前后故障现象。例如柴油机油温高，认为系水泵流量不足引起，则更换一个好的水泵，如温度恢复正常，说明油温高确是水泵流量不足引起。③试探法这种方法是以改变局部范围的技术状态，来观察故障的变化情况。例如怀疑气缸压缩压力低是由于活塞缸套密封变差引起，则可向气缸内倒入粘度较大之机油，如压缩压力增加，则证明诊断正确。再如怀疑起动性能不好是由于水温过低引起，则可向水中通入蒸汽，将其加热，若起动性能改善，则证明分析正确。④拆检法即对故障怀疑对象，进行拆卸检查，来分析故障的原因和部位。例如怀疑柴油机机油耗过大是由于某缸活塞环开口未错开，则可抽出该缸的活塞组，进行检查活塞环的位置。⑤仪器诊断法随着测试技术的发展，利用测试仪器来代替传统的手摸、耳听、鼻闻越来越完善了。按诊断手段，可分为下述三种方法：⑴热工仪器检测这种方法是利用热工仪器对柴油机的工作参数或工作状况）进行测量，从而诊断柴油机故障。常用的方法如下：7利用爆发压力表诊断气缸压缩压力和爆发压力是否降低。利用各种温度表诊断冷却系统的故障。利用压力表诊断润滑系统的故障。利用压差计（表）诊断空滤器、机油滤清器、柴油滤清器是否污堵。利用曲轴箱漏气仪诊断缸套与活塞密封情况和气门座与气门的密封情况。利用燃烧分析仪诊断柴油机燃烧情况，找出功率下降、冒黑烟等故障原因。利用喷油诊断仪诊断柴油机供油系统存在的故障。如供油角变化、喷油量不均匀、喷油嘴雾化不良等。用无外载测功仪诊断柴油机是否功率不足。⑵声振仪检测这种方法是利用噪声测量仪、振动测量仪、扭振测量仪及其分析仪，测出柴油机某些部位噪声、振动或扭振信号，再经过信号分析处理，来诊断柴油机的故障。这是传统的用一根细钢棍探听和手摸法的科学化仪器化。通过这种方法可以诊断出柴油机气门间隙故障.齿轮故障、轴承间隙过大、.缸套间隙过大、拉缸、敲缸、气门碰活塞等故障。⑶磨粒检测这种方法是通过对润滑油油样中磨粒的分析，来诊断柴油机故障的一种方法。相当于通过化验人的血液诊断人的疾病一样。这种检测目前有下述两种形式：光谱分析。通过对润滑油油样的光谱分析，根据油中金元素含量的浓度和种类，判断柴油机哪些部位发生了异常磨损和损坏。例如铜元素含量的浓度剧增，则为铜套发生异常磨损；如铁元素和铝元素含量同时剧烈增长，则可能气缸套和活塞发生异常磨损或拉伤。如钙元素剧增，而柴油机零件中并无钙的成分，则证明含有钙元素的水漏到油底壳去了。铁谱分析。通过对润滑油样的铁谱分析，可以根据磨粒的形貌、大小，来诊断故障的部位和故障的性质。如拉缸、咬缸等。以上只是诊断方法的基本类型和种类。在使用时可以单独使用一种，也可以几种方法综合使用。有些故障一种方法使用一种方法便可容易的诊断出来，有些故障由于原因比较复杂，往往需要几种方法综合使用发现才能诊断出来。810故障的预防出现故障，进行正确地诊断并及时排除，固然重要，但有效地预防故障意