多缸柴油机故障诊断与排除.doc
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1、多缸柴油机故障诊断与排除一、柴油机不能起动柴油机起动困难的主要现象:起动转速不够;起动转速正常仍不能起动柴油机。1、柴油机不能起动的原因有:1.1燃油系统类故障。1.1.1油箱盖通气孔堵塞。1.1.2油箱内无燃油或油箱开关未打开。1.1.3油管破裂、堵塞,油管接口松动、密封失效。1.1.4燃油滤清器堵塞,输油泵进油管接口管接螺栓内滤网堵塞。1.1.5输油泵损坏。1.1.6燃油牌号不对。1.1.7燃油系统内空气未排尽。1.1.8燃油中有水。1.1.9喷油泵发生故障:(1)柱塞偶件体与出油阀体结合面内夹有杂质,密封失效。(2)出油阀弹簧断;柱塞弹簧断。(3)柱塞偶件咬死;出油阀咬死;阀芯断裂。1.
2、1.10喷油器故障:(1)喷油器弹簧断。 (2)喷油器喷油压力低,雾化不良,滴油严重。(3)油嘴偶件咬死;卡滞或者磨损严重。 (4)油嘴喷孔堵死。1.1.11涡流燃烧形式柴油机镶块上的起动喷孔堵塞。1.1.12供油提前角不正确。1.2配气压缩类的故障(起动机工作正常)。1.2.1气缸套、活塞、活塞环严重磨损造成漏气。1.2.2进排气门严重磨损;气门杆积碳;气门与气门座密封面烧蚀等造成漏气。1.2.3气门弹簧弹力过弱或折断造成漏气。1.2.4进排气门间隙不正常(挺柱平面不均匀磨损;挺柱咬死;推杆、挺柱与调整螺栓磨损;推杆变形)。1.2.5凸轮轴进排气门凸轮严重磨损。1.2.6正时齿轮系记号在安装
3、时未一一对准。1.2.7空气滤清器严重堵塞。1.2.8气门下陷严重;连杆上各衬套、连杆瓦、主轴瓦严重磨损,配合间隙过大,各积累差使压缩比变小。1.2.9气缸盖垫片冲破,压缩力不足。1.3起动机转速不够(起动机工作不正常):1.3.1起动电机碳刷与整流子接触不良。 1.3.2蓄电池电量不足;导线截面过小、接触不良。1.4起动电机不工作:1.4.1电路故障。1.4.2电磁吸铁开关损坏。1.5.气温过低:1.5.1气温过低直接影响起动。 1.5.2机油牌号不对,粘度过大,增大运转阻力。1.5.3进气预热装置损坏。1.6难起动故障的诊断与排除。难起动的故障原因较多,在诊断与排除的过程中,应根据实际情况
4、循序渐进地进行。1.6.1当起动柴油机时,发现起动转速比平时(新机可参改其他机器)要低,或者转转停停,这时可先查一下起动电机的工作情况,首先查蓄电池的电量(电流/电压),电源导线长度不能超过2M,铜芯材料线径不应小于25MM,同时要注意线路的绝缘层是否有焦化现象,绝缘层焦化说明线路过载或者短路。1.6.2起动转速低的另外原因有气温过低、机油牌号不对,粘度增大,造成机油在各机件表面粘连,阻力增大,冬季应选用粘度低的机油,如30号机油,假如气温更低,可选用20号机油,机油的品质选用CD级以上,增压柴油机建议用CF级机油。要注意:在添加机油时,要保证添加的是同一种品牌的机油,不能将品牌不同的机油作添
5、加混用,以防不同品牌机油中含量不同使机油发生沉淀现象而影响柴油机的使用。环境温度过低,也可造成难起动,需要将冷却水加热后加入水箱帮助起动,或用柴油机配置的电热式预热塞、电热式空气加热器帮助起动。1.6.3当大修后出现起动电机转速不够,要考虑到装配中的工艺要求有否差错,如曲轴轴向间隙(查表),轴与轴孔(主轴、连杆、凸轮轴)的间隙,各装配零件的位置、方向有否错误,间隙过小造成磨损阻力大,影响转速提高,因此维修时对装配过程中的检验要完善。在装配过程中,清洁度也是很重要的。当杂质嵌入运动件接合表面后,增大了磨擦阻力,缩小了配合间隙,因此造成转速不足。这种现象发生在主轴瓦、连杆瓦、止退片、缸套、活塞、活
6、塞环、凸轮轴方面比较多,只要认真清洗仔、细检查零件,即能排除。1.6.4当起动转速正常,但仍不能发动柴油机时,可分析供燃油系统方面的故障。1.6.5燃油供给系统的故障分析:当起动机转速正常而柴油机不能正常发动自行运转时,打开输油泵手动泵并泵油,这时可观察:1.6.5.1回油管是否有燃油流动,松开输油泵出油管,然后泵油观察输油泵出油口是否有油,仍没有油泵出,应该看一下油箱是否有燃油,若是油箱有油,故障即在输油泵油箱进油口这段燃油管路之间,可从输油泵查起,输油泵是否失效损坏输油泵进油接口部件是否密封接口的管接螺栓内滤网是否脏堵油管接口是否松动损坏油管是否损坏、砂眼、老化裂纹、堵塞,最后检查一下油箱
7、盖上的通气孔上否堵塞,揿动输油泵仍不见有燃油从输油管出油口泵出,要考虑输油泵是否损坏无效。可拆下输油泵,查看手动泵与泵座的铜垫是否不密封,泵内阀芯接合面油否损坏或异物,导致燃油回流。1.6.5.2新机或长期不使用的柴油机,起动前要排尽油泵到回油管之间油腔内的空气。打开输油泵,不间断地揿动泵油手柄,这时要观察:回油管是否有燃油随气泡流动,有气泡要排尽,当油泵手柄有较强压力时,用螺丝刀松开喷油泵上的放气螺钉,放尽空气,一次排不尽,可以再泵油再放空气。放尽空气后必须拧紧放气螺钉,当回油管空气不能排尽时应该依照1.6.5.1的诊断去检查,同时再查看一下柴油滤清器滤芯是否堵塞。1.6.5.3在确诊低压油
8、路中无故障时,应对高压油路的情况进行检查。高压油路是指从喷油泵到喷油器之间高压油区,主要部件有喷油泵、高压油管、喷油器。首先检查一下喷油泵上的停机手柄上否复位,或者试机时暂时卸去停车操纵手柄的牵引线,同时折去连接喷油泵上的高压油管,然后按工作旋转方向转动曲轴,这时查看喷油泵出油阀是否有燃油喷出或溢出。无燃油溢出,说明喷油泵上有故障: (1)柱塞磨损严重;(2)调速器滑盘卡在不供油的位置或是供油不足的位置;(3)喷油泵内调速弹簧断裂;(4)柱塞偶件咬死;柱塞油量调节臂球头滑出调节拨叉;(5)出油阀咬死。有时维修中折装不注意,出油阀柱塞表面沾有杂质而咬死,或出油阀上的密封环带碰伤,使出油阀不能正常
9、工作,造成单向密封不严。出油阀弹簧的强度不够也不会使出油阀工作不良。弹簧的强弱可用其它出油阀弹簧串在一起进行压缩,对比弹簧的强弱。1.6.5.4在确认喷油泵工作正常情况后,顺着高压油管的流向查看:(1)、高压油管是否堵塞;(2)、高压油管两头的锥管接头上有否损坏,锥面上有否起台阶、毛刺、压偏、压扁;(3)、查看出油阀、喷油器的接口有否损坏,是否有杂物镶嵌在出油口等,因这些原因而造成泄漏。对于严重损坏件则应更换新部件。1.6.5.5喷油器引起难起动的故障:(1)、喷油器偶件损坏。在做喷油试验时,不喷射或无喷油声,喷油不力、滴油、散射,这些情况即是喷油器偶件工作不良。拆下油咀,油咀针阀从针阀孔内要
10、用力拔出,或者拔不出,表明油咀已经咬死,咬死的原因主要有杂质带入针阀内,或由于机温过高,使喷油器偶件过热,偶件内积碳而卡死针阀。杂质进入偶件主要在清洗、安装过程中及柴油滤清器滤清失效而造成的,在维修时要注意这方面的处理,积碳咬死主要在柴油机供油时间过迟、油嘴滴油、喷油压力过低,以及喷油器在缸盖上安装不严,造成漏气使高温气体回窜而烧死偶件,因此在修理喷油器的同时,要将造成的咬油咀的原因找出,并排除。(2)、喷油器的损坏也涉及起动困难或其他故障。如调压弹簧断裂,弹性变弱,顶杆内的钢珠脱落,喷油器体与针阀体的密封平面损坏、夹杂质,紧帽松动,喷孔堵塞。(3)、喷油器喷油压力调整不对。调整时最好在专用喷
11、油器校验台上进行调校。注意:通常情况下,不要随意调整喷油压力,喷油压力过大或过小,对运行、燃烧均不利。多缸机缸数多时,一个喷油器有故障或喷油泵个别柱塞有故障,一般不会影响起动,因此维修时,最好对这两种零件作全数检查。1.6.5.6供油提前角不准确。调整时松开喷油泵上三只固定螺母,适当调整喷油泵的装配角度,供油时间过迟将喷油泵上部往机体方向转动,供油时间过早将油泵上部向外转动。若是转动到极限仍不能调准供油时间,则齿轮装配上有错误。(1)、记号对错,记号对错油两种可能,一是齿轮记号打错位置;二是装配中没有依照齿轮上的记号一一对位。油泵内凸轮轴的磨损也会影响供油时间,这种故障必须有专业知识的人员修理
12、。(2)、喷油泵齿轮键槽没有对准油泵轴上的半圆键。1.7压缩不良的故障分析。当确认燃油供给系统确无故障后,可根据检查中对燃烧、压缩方面出现的异常情况进行诊断分析。当起动时听到进排气管内有“嗤嗤”气流声,说明进排气门有漏气现象。造成进排气门漏气的原因有:气门间隙调整不当或气门间隙过小。正确调整好气门间隙后仍有漏气声,可以查一下减压装置在各缸是否调整好(N390T、N285Q、N385Q等机有减压机构),如果减压阀调整过紧会造成气门关闭不严而漏气,在排除这方面故障后,应对气门漏气等件进行检查,气门漏气的主要原因有:1.7.1、气门与气门座的密封环带烧蚀;1.7.2、气门与气门座的密封环带过宽或者密
13、封环带沾有杂物;1.7.3、气门杆积碳严重,咬合导管,气门杆弯曲,造成气门关闭不严;1.7.4、气门弹簧断裂,或者弹性变弱;1.7.5、气门杆与导管因磨损严重而配合间隙超限。气门间隙调整应该在各缸的压缩上止点进行。调整方法见(4.3.1)。当呼吸器已有机油喷出,起动时机内有“嗤嗤”漏气声,表明缸套、活塞等件已严重损坏,产生的原因有:(1)因空气滤清器失效,灰沙进入缸内使缸套、活塞、活塞环严重磨损。主要现象缸套表面在活塞环的作用下下陷严重,活塞环口间隙因磨损超限,活塞上的环槽磨损过宽;(2)由于劣质既有不能适用高压高温的工作环境,易产生焦化,同时机油不能及时置换碳化物,积碳使活塞环咬合在活塞环槽
14、内,使密封失效。难以起动;(3)机温过高或者缺水、断水造成活塞膨胀而粘合缸套活塞环,使工作面密封失效;(4)零件损坏,如活塞环断裂、活塞销卡簧脱落,活塞裂纹,在装配过程中,往往因不清洁,使活塞环与活塞产生咬合现象而不能起动,症状为:转动发动机时从缸内转出活塞摩擦缸套的“丝丝”声。而且不清洁造成的活塞环与活塞的咬合不止一只气缸。二、柴油机功率不足2、发动机功率不足主要指在工况标定转速时,大负荷或满负荷运行时,不断冒黑烟,转速不稳定。2.1柴油机功率不足的原因。2.1.1低压油路不畅;2.1.2调速器故障;2.1.3进气不足,排气不尽;2.1.4燃油喷油量减少;2.1.5喷油雾化不良;2.1.6供
15、油提前角不准确;2.1.7压缩力不足;2.1.8装配工艺中,各运动件配合间隙过小,阻力增大。2.2柴油机动力不足的故障诊断:2.2.1首先应观察柴油机能否达到标定功率转速,标定最高转速是以厂铭牌标明的转速,必要时可调整喷油泵上的最高限速螺钉。当在标定转速时,空载和一般负荷的情况下,烟色正常,而在满负荷时转速不稳,黑烟不断,有可能调速弹簧变弱,这时可先将喷油泵调速器拆下,用对比方法检查弹簧的强弱。弹簧过弱必须更换新件。另外,燃油供给不畅,也有以上现象发生,如喷油泵上的单向回油阀内的弹簧断、钢珠不密封,使燃油不能充分供给柱塞。另外前述中(1.3.5)条目内所列出的故障原因均可能造成柴油机功率不足。
16、2.2.2当柴油机发生功力不足时,根据柴油机出现的故障特征来分析故障原因。通常柴油机功率不足时常出现排气烟色不正常,声音异响等现象,因此可根据这些故障特征进行诊断功率不足的原因。2.2.3冒白烟:燃烧温度过低产生水蒸气析出。例如燃油中有水,使燃烧温度降低;燃油品质低或者兑用其它油料;使用不符合要求的燃油。遇到燃油中有水,先将燃油从喷油泵、柴油滤清器燃油箱中放尽,在容器中充分沉淀,去除水分才能重新使用;假如燃油混浊不清,并有异味,说明油质异常,不符合用油牌号,放尽所有燃油管路中的柴油,清洗后重新更换燃油。如果燃油品质正常,白烟连续不断并且较浓重,这时要注意以下情况:(1)、气缸盖垫片烧蚀、损坏,
17、俗称“冲缸垫(床)”,如破损位置在水腔与缸套结合处,冷却水在其压力差(主要在柴油机进气冲程瞬间)的作用下窜入气缸内,产生冒白烟,同时又由于柴油机压缩与作功冲程的作用,燃油气体又会从破损处压入冷却水腔,因此冷却水又会变成油黑色。(2)、湿热缸套、缸盖等砂眼、裂纹的故障现象与气缸盖的故障特征基本相似。用分缸断油方法来确定具体的部位。(3)、当诊断明确确无前两种故障后,柴油机仍油浓重白烟冒出,这时应先用断缸的方法查出具体故障所在,如果断缸后白烟消失则表明该缸的压缩压力差(在喷油器工作正常时)就该缸产生白烟的原因可能有:缸内密封不良;可能时环胶结,或严重磨损,或环断裂,造成缸套机械磨损严重。配气机构方
18、面:气门烧蚀严重漏气,气门杆结碳严重导致气门不能落座密封,气门间隙过小,机温升高后气门关闭不严或气门处于常开状态。其它机件原因:相关零件,如活塞销座磨损、连杆铜衬磨损、连杆瓦磨损、曲轴轴颈(曲轴销)磨损等,这些零件中单件磨损严重的会使活塞颈部离曲轴最远时低于设定的上止点位置这些零件如加工尺寸积累误差和磨损的积累也会使活塞顶部低于设定的上止点,这种状态使其与原设定的压缩比改变而降低了压缩压力。日常服务中遇到有一种冒白烟的原因是连杆变形后产生的。冒白烟故障中的连杆变形都是在柴油机工作中产生的,也是故障损害扩大后产生的,现场分析中发现一般都是先以气缸盖垫片冲破后,以气缸盖垫片冲破的维修方式更换气缸盖
19、垫片而完工。但是连杆弯曲变形实际是气缸盖垫片冲破后的过程中再发生的,其变弯的原因是:当气缸盖垫片破损后气缸与冷却水相通,停机后,气缸盖中的冷却水会渐渐渗入缸内。由于活塞环密封作用和水的可压缩性差,冷却水积聚气缸内的活塞顶上部。水量的多少取决于活塞在缸内的位置和停机的时间,这时若起动柴油机,当连杆克服不了这挤压力时,连杆便变形弯曲。连杆弯曲后,会使活塞在上行中达不到设定上止点,这时改变了压缩比和气缸内的压缩压力,使缸内燃烧不正常而出现排气冒白烟。(4)、供油定时过迟会使燃烧不充分而冒白烟。(5)、环境温度过低,起动后机温未升高前也有白烟冒出。随着机温升高白烟会自行消失。未燃烧油颗粒直径在1.3微
20、米左右是白烟,颗粒在0.4微米以下成蓝烟。2.2.4排气冒蓝烟时则表明柴油机即时的燃烧不良,会引起功率不足。冒蓝烟通常为烧机油的外部特征,主要表现为色蓝、烟度大、刺鼻、耀眼,机油消耗增大。造成冒蓝烟的主要原因有:气缸套、活塞环、活塞环槽磨损严重,造成机油窜入燃烧室而冒蓝烟;气门杆密封圈的损坏、变形使密封失效,机油从导管窜入燃烧室或排气口造成冒蓝烟;机油油面过高也会使机油窜入气缸内燃烧而冒蓝烟;劣质或标号不对的机油,由于品质因素,在柴油机使用中造成润滑性能极差,造成活塞环咬合胶结,使燃烧室密封性变差,这时功率下降,机油也随之窜入缸内。当油咀工作不良时也会出现功率降低,同时伴有蓝烟从排气口冒出。油
21、嘴的咬合、磨损、喷油压力过低时使油嘴喷油工作质量差,造成燃烧不良而冒蓝烟,降低功率。供油角度变小时,也会造成冒蓝烟,影响柴油机功率。增压发动机功率不足时也有部分故障是以冒蓝烟特征形式表现的。增压器方面的主要故障原因有:空气滤清器堵塞;压气机出口管路不畅通;压气机到发动机进气管路漏气;发动机进气管与气缸盖接合面漏气;发动机排气管不畅通;压气机叶轮或扩压器叶片积物;增压器轴承磨损漏油;增压器损坏等。在确认增压器损坏时,必须查出坏的原因。我公司制造增压柴油机上用的是废气涡轮增压器,它的废气涡轮、压气机分别与柴油机的排气、进气系统联接,因此,增压器的工作质量和柴油机的工作质量相互影响,所以在排除增压柴
22、油机故障时,首先要诊断并消除柴油机部份的故障,在确认柴油机工作正常情况下,再根据增压器的故障特征进行诊断排除,不可冒然对增压器进行拆卸和分解。2.2.5排气冒黑烟。柴油机排气冒黑烟,则表明此时燃烧不完全。柴油机在正常工况下,起动、加速、超负荷运行时会有短时间黑烟,属于正常的排出烟色。如果负荷在额定工况时或低于额定工况仍有黑烟或灰烟,则表明柴油机工作不正常,功率不足。有多种原因会造成柴油机工作冒黑烟而功率不足。(1)、进气系统堵塞:包括滤芯吸尘过多堵塞、进气管内有异物堵塞、部分配套的进气软管曲折、压扁使进气不足。(2)、气门间隙调整不当:运转时进排气口有“蓬蓬”异响声,有黑、白烟相间冒出可分析为
23、进排气门间隙调整不当。因推杆、挺柱、凸轮轴气门凸轮等部件因材质、热处理等原因造成异常磨损;气门调整螺钉松动、损坏。供油不畅易产生黑白夹杂烟色。气缸内密封性差,也会造成黑烟。如活塞环与气缸套之间的密封性差,可考虑活塞环是否折断、磨损严重;活塞环是否咬合;活塞是否有粘连沾缸;缸套变形失圆等。另外气缸盖垫片有否烧穿;气门密封不严;气缸盖喷油器座漏气等原因都会使气缸内的密封性能差。2.2.6当柴油机上主要运动接合件的配合间隙过小时,会造成运转中的柴油机运动件阻力增大而降低功率输出。这方面出现发故障主要部位有:1、活塞与气缸套的配合;2、连杆瓦与曲轴曲柄销;3、主轴瓦与曲轴主轴颈;4、凸轮轴与凸轮轴衬套
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