柴油机故障诊断和排除.doc

高速大功率柴油机综合性故障的诊断与排除 本章介绍的故障，均为整机性故障，也称综合性故障。它影响整机的性能指标和可靠性指标。其原因也是综合性的，涉及到许多系统、部件。这里重点介绍以下故障：柴油机起动困难、柴油机功率不足、柴油机转速不稳、柴油机飞车、柴油机突然停车、柴油机烟色异常、柴油机声音异常、柴油机振动异常、柴油机温度异常、柴油机压力异常、柴油机油底壳油面上升、柴油耗消耗过高、机油耗消耗过高。第一节 柴油机起动困难一、故障现象以190系列柴油机为例，高速大功率柴油机,有电马达起动与气马达起动两种方式。一般情况下，柴油机起动是比较容易的。起动时间不会超过10S。当发生起动困难故障时，有以下几种情况： 起动时，曲轴根本转不动或者转动很慢,即起动转速太低。 起动时，起动转速正常，但柴油机不着火。 起动时，柴油机虽然发生了着火，但柴油机运转不正常，转速不稳，甚至灭火。二、原因分析1、柴油机起动运转的基本条件一台柴油机要正常起动运转，必须满足以下4个基本条件: 够的起动转速。只有足够的转速，才够产生足够的转动惯性力，带动活塞连杆运动。 一定数量的雾化良好的燃油按一定的规律，在一定的时刻喷入气缸。 一定数量的新鲜空气按一定的规律在一定的时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一定的规律在一定的时刻排除气缸。 燃油和空气在缸内良好的混合、燃烧。气缸内的气体具有一定的压力和温度，使燃油能够自燃。因此在分析原因时，就应当从柴油机起动的基本条件出发进行分析。而对于不同的故障现象，其原因也有所侧重。综合起来，高速大功率柴油机起动困难的原因如图21所示。2、原因分析（1）起动系统故障.机械因素和外部条件均会导致柴油机曲轴根本不转动或者转动速度太慢，起动转速太低，从而满足不了柴油机起动的第一个基本条件。这是因为： 起动马达（电马达或气马达）损坏或者有故障，均造成马达不转，或者起动力矩太小，从而带不动曲轴旋转或者旋转很慢，达不到柴油机的最低起动转速要求。 电马达起动时，当蓄电池容量不够，将导致起动马达转动力矩太小；电源导线截面太小或导线过长、导线接头接触不良,都将导致电能损失过大，使电马达的转动力矩太小，从而使柴油机曲轴转动很慢，达不到柴油机最低起动转速。 电马达起动时,起动开关.继电器等零部件损坏，将使电马达根本不转动。 气马达起动时,当起动管路漏气.管路太细.太长，将造成气马达气量不足，气压降低，从而使马达转速太慢。达不到最低起动转速。蓄电池电压不足电量不够电马达力矩太小电起动系统电马达损坏起动开关继电器等损坏电线接头接触不良起动系统电源导线截面小，线太长。气管路漏气管太长气源压力不足继气器打不开气起动系统油控阀或气控阀失灵贮气罐容积太小气马达损坏气马达飞轮齿圈啮合不良气动预供油泵压力不足油压低停车操纵杆未扳下燃油箱（罐）阀门未打开燃油箱（罐）无油燃油箱（罐）位置太低燃油管路内有空气燃油系统柴油滤三通阀未打开或柴油滤太脏超速停车装置未复位柴油机起动困难齿条卡住在不加油位置喷油器不雾化喷油泵不泵油或喷油器不喷油空气滤清器污堵进排气系统中冷器污堵防爆门阀门未打开配气定时不对排气系统污堵图21起动困难原因活塞环气门缸盖漏气燃烧系统压缩压力不足活塞和缸盖余隙太大太小油头伸出缸盖平面太大太小带负荷起动外部条件机油温度太低粘度太大水温太低，在水泵内结冰柴油温度太低，粘度太大机械因素 气门碰活塞或缸内有异物 烧瓦、抱轴、拉缸 气马达起动时,当贮气罐容积太小，到气马达去的气量不足和当气源压力不足，均使气马达转速太慢。达不到柴油机最低起动转速。 气马达起动时,气马达的油控阀.气控阀失灵或继气器打不开，都造成气马达不转动。 气马达起动时,由于马是和气动予供油泵是联动的，所以当予供油压太低（低于98kPa）时，无法推动柱塞下移，打不开通往气马达的气路，所以气马达不转动。 环境温度低.机油温度低，将导致机油粘度大，摩擦功率大，柴油机曲轴转动慢。达不到最低起动转速。 水泵内冷却水结冰，将水泵叶轮卡住，使柴油机曲轴无法转动。 缸内有异物，将使活塞在上止点时受很大反力而无法运动；或者活塞缸盖间结炭太厚， 使活塞在上止点时无法运动，因而曲轴无法转动。 配气相位错乱，将导致气门顶活塞，使活塞越不过上止点；气门卡住，也造成活塞顶气门而越不过上止点，从而使曲轴无法转动。 柴油机拉缸、抱缸或烧瓦.抱轴，以及运动件卡住，均会造成柴油机摩擦功太大，以致起动马达的力矩克服不了这种摩擦功，从而带不动曲轴旋转或者转动太慢。 柴油机带负荷起动，起动马达的力矩远远带不动这么大的负荷，从而使起动转速太低或者曲轴根本不转动。（2）燃油系统、燃烧系统、及配气系统故障及外部条件这些因素将造成柴油机起动时，尽管起动转速正常，但柴油机不着火燃烧。这是因为： 油箱（罐）无油，阀门未打开，柴油滤三通阀未打开，超速装置未复位，油箱（罐）位置太低，油压低停车装置操纵杆未复位或柴油滤太脏，都将造成柴油供应不足，喷油泵无法向缸内喷入足够的雾化良好的燃油，满足不了柴油机起动的第二个基本条件。 燃油管系中有气，将造成因气阻使缸内供油不足或不稳，而满足不了着火起动的第二个条件。 喷油器不雾化，油头伸出缸盖平面太大、太小，喷油提前角太大或太小，.喷油泵工作不正常，燃油牌号不对，燃油内有水份，均将造成燃油雾化不良及和空气混合不良，满足不了柴油机起动的第三个基本条件。 防爆装置阀门忘记打开，将使空气无法进入气缸；空滤器脏污，配气定时不对，进气管脏污，排气管和排气消声器脏污，中冷器污堵等都将造成柴油机进气量不足或排气不畅，满足不了柴油机起动的第三和第四个基本条件，所以造成起动困难。 柴油机活塞环、气门、缸套等漏气，则使气缸压缩压力不足，.压缩温度降低；缸盖活塞余隙太大，则使柴油机压缩比降低，导致缸内压缩压力不足，压缩温度降低，满足不了柴油机起动的第五个基本条件，造成起动困难。 柴油机水温过低，柴油温度过低，进气温度过低，均造成缸内温度低，影响燃烧，满足不了柴油机起动的第五个条件。三、诊断方法 诊断时可按图22所示的柴油机起动困难诊断流程图进行。由于诊断时柴油机不是处于运转状态，所以只能用比较法和析检法。图22柴油机起动困难诊断流程图四、排除措施 根据起动困难所表现出的现象.分析的原因和诊断的部位，有针对性地进行排除。 如是起动系统故障导致起动困难，电起动马达起动者，则应分别修复或更换起动马达、蓄电池、起动开关、继电器（电起动）；气起动马达起动者，则应分别修复气起动马达、气控阀、油控阀、继气器及管路等，保证给气充足。 如是机械系统故障引起起动困难，则应排除影响柴油机曲轴转动的因素。如重新装配柴油机，保证各部间隙正确和运动件运动自如。 如是外部因素引起起动困难，则应在起动前预热机油，加灌开水以及脱开和工作机械的联接。 如是操作因素引起起动困难，则应严格按操作规程正确操作。如检查和打开有关阀门、拉杆，加足燃油，排净燃油系统空气等。 如是燃油系统故障引起起动困难，则应检查和修复或更换有关零部件，如喷油泵、喷油器，清洗柴油滤清器，调整供油提前角等。 如系进排气系统故障引起起动困难，则应检查和调整配气定时，洗清中冷器、空气滤清器、排气消声器等，以及更换活塞环、研磨气门等。第二节 柴油机功率不足一、故障现象所谓功率不足，就是通常说的柴油机“无力”，“没有劲”。正常情况下，柴油机的功率一 般是有一定的储备，可以带动工作机械正常运转。当功率不足时，表现为柴油机带不动与之配套的工作机械运动，并伴随着以下现象： 柴油机冒黑烟。此时柴油机排气管排出大量黑烟。 柴油机排气温度高。此时，排气管和涡轮增压器的涡轮呈暗红色。 柴油机转速下降或者转速不稳，并呈现出工作无力的声音。二. 原因分析柴油机的功率指标是其技术状态的综合反映。技术状态良好，柴油机就能发出足够的功率。当功率不足时，往往是各系统故障的综合反映。 从柴油机工作原理得知，柴油机发出足够有效功率的基本条件是： 有足够数量的雾化良好的燃油，按一定的规律、在一定的时刻喷入气缸。 有足够数量的新鲜空气，按一定规律、在一定时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一定的规律、在一定时刻排出气缸。 空气和燃油良好地混合，完全的燃烧。 摩擦功率和附件消耗功率要尽量小，即机械效率要高。因此，分析功率不足的原因时，可以从以上基本条件出发，针对不足故障现象，按系统分析原因。综合起来，高速大功率柴油机功率不足的原因可用图23表示。 燃油滤清器污堵燃油管路太细太长漏泄燃油系统有空气供油量不足燃油质量不好，油内含水喷油泵或调速器限位铅封被破坏加不上调速器拉杆螺钉旋入太多，齿杆伸出长度不够喷油泵柱塞磨损严重个别缸供油量太小 油头雾化不良雾化不良或与燃烧室不匹配供油提前角不对油头伸出缸盖平面不对缸盖活塞结炭严重压缩余隙太大出油阀密封不严柴油机功率不足空滤器脏污中冷器脏污进气不足压气机叶轮脏污缸盖进气道脏污进排气管漏气配气定时不准增压器故障，进气压力低排气管太细太长，或拐弯多排气不畅排气消声器脏污缸盖排气道脏排气定时不对中冷器进水温度太高外部因素环境温度高.湿度大海拔高.气压低柴油机过热异常磨损，柴油机拉缸.烧瓦.抱轴等。图2-3柴油机功率不足原因三. 诊断方法诊断时可按图24所示的柴油机功率不足诊断流程图进行诊断。由于高速大功率柴油机有的作为发电动力，有的作为机车动力，还有的作为钻机动力和舰船动力，所以对不同用途的柴油机在现场的诊断功率不足的方法不同。 对于发电机动力的柴油机，可用发电机作为最大功率的检测手段。此时将柴油机的油门置于最大油量位置，发电机最大的电功率为Pe1则柴油机的最大功率Pe：Pe=Pe1/D+Pe2+Pe3式中：D 发电机效率，一般为0.93。Pe2 风扇耗功，由制造厂提供。对190系列柴油机，可取D=0.93Pe3 空滤器耗功，由制造厂提供。对190系列柴油机，一般为1030kW,空滤器越脏，取大值，新空滤器，取小值。 不作为发电动力的柴油机，可用无外载测功法求出最大有效功率。此时应将柴油机和后面配套的工作机械脱开，突加油门，用无外载测功仪测试柴油机从怠速到标定转速所用的加速时间，根据加速时间和最大功率的关系，可方便的求出该时的最大功率。 对于诊断柴油机功率不足原因的方法，可用比较法找出影响功率不足的零部件。如喷油泵.喷油嘴偶件等；用析检法找出影响功率不足的零部件。如缸套.活塞环等；用仪器诊断法找出影响功率不足的参数和部件。如用曲轴箱漏气仪诊断活塞环密封情况，压力表或压差计诊断各种滤清器是否污堵，增压器工作是否正常，润滑系统是否工作正常等。图24柴油机功率不足诊断流程四. 排除措施根据柴油机功率不足的现象和分析的原因诊断的部位，有的放矢的予以排除。 首先保证燃油系统工作正常。更换符合要求的燃油；打开有关阀门，保证油路通畅；清洗燃油滤清器；排除油路中的空气；清洗或更换喷油嘴偶件，使其雾化良好；检查和调整供油提前角；检查调整各缸供油量，使基本一致；检查或更换磨损大的油泵柱塞和出油阀；检查和调整供油齿杆，使其能加油到最大功率位置。 同时要使进排气系统处于良好的工作状态清洗空滤器.中冷器.压气机和排气消声器；检查和调整配气定时和配气间隙；修理漏气之进排气管路接头；检查和修理工作效率低之增压器；检查和修理活塞.缸盖，清除结炭；更换活塞环；研磨气门；调整油头伸出缸盖平面的高度和缸盖压缩余隙；对损坏之缸套.活塞.轴瓦等予以更换或修理。 对环境因素造成的原因采取以下措施：对中冷水温过高，应找出冷却系统故障，予以排除，使其符合要求；对环境温度过高.气压过低时，应对功率进行修正或更换高压比的增压器和高效率中冷器，进行该状态下的功率恢复。第三节 柴油机转速不稳 一. 故障现象柴油机正常运转时，依靠调速器的自动调节作用，柴油机的转速是稳定的。波动值只有几转。转速波动率在0.5%以内。当转速不稳时，有二种现象： 柴油机转速有规律的忽高忽低。通常所说的“游车”.“喘气”。此种情况多发生在柴油机低速运行工况。 柴油机转速无规律的忽高忽低。二. 后果危害柴油机出现转速不稳，不仅影响柴油机功率的发挥，而且还使油耗增加，影响经济性。而且由于转速不稳，极大地影响了与之配套的工作机械的稳定性。特别作为发电动力时，柴油机转速不稳，将导致所发出电源的频率和电压不稳，既影响用电设备.仪器的正常工作，又影响了和电网或机组间的并网运行。同时柴油机转速不稳，还将缩短柴油机的使用寿命。三. 原因分析对190系列柴油机为例，造成高速大功率柴油机转速不稳的原因如图2-5所示。 燃油系统内有空气,有水,气阻或水阻现象,造成供油稳喷油器雾化不良,喷油不稳隔次喷油或断续喷油供油系统原因喷油泵柱塞出油阀磨损过大,供油不稳喷油泵齿条卡滞,喷油器针阀卡滞喷油器弹簧.出油阀弹簧.喷油泵弹簧断裂喷油泵油量调节齿圈松动柴油机转速不稳各缸供油量严重不均匀 调速器内机油太多调速系统原因调速器弹簧变形.断裂或刚度减小调速器飞铁衬套磨损严重调速器运动件卡滞或磨损严重外部原因带变速箱的柴油机离合器接合不良打滑工作机械负荷严重不稳 图2一5柴油机转速不稳原因 当一台柴油机正常运转时，只要工况一定，柴油机每个循环功能是相同的，因此其转速也应当是稳定的。只有每个循环作功不同，才会出现转速忽快忽慢。所以要保持柴油机转速稳定，有三个基本条件： 柴油机每个循环供油均匀（数量相同）喷油器雾化质量均匀（质量相同）； 柴油机调速器调节灵敏。因为调速器有自动调节转速的功能，即随外界负荷的变化，自动调节供油量，使柴油机转速变化一致； 柴油机有足够大的飞轮，贮藏惯性力，保持柴油机平稳的运转。此项，一般柴油机制造厂予以充分保证，使用中不会存在这个问题。针对以上柴油机稳定运转的基本条件，对图25的原因分析如下： 燃油系统原因首先，燃油系统任何一个环节，造成各缸、各循环供油不一致，将使柴油机各缸.各循环做功不均匀，引起转速不稳。 当燃油系统有空气、有水，将导致气阻、水阻现象，使柴油机供油不连续，时多时少，引起各循环作功不一，转速忽快忽慢，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件。这种现象在高速、高负荷时更明显。 喷油器针阀卡滞、喷油泵柱塞卡滞、喷油泵齿条卡滞，均造成柴油机各循环供油不均、雾化质量不均，满足不了平稳运转第一个条件，从而影响了作功的均匀性，造成转速不稳。 喷油泵柱塞磨损过大、出油阀磨损过大、喷油器针阀磨损过大，均造成供油规律、雾化质量、供油数量的不稳定，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件，转速忽快忽慢。 喷油器雾化质量不好，出油阀减压容积不够或高压油管阻力过大等因素，引起喷油器二次、多次喷射或隔次喷射及滴漏现象，也使柴油机工作不稳，转速忽快忽慢。 喷油泵各缸供油量误差太大，各缸作功误差大，也容易引起柴油机转速不稳。这种情况在低速、低负荷时比较明显。 调速系统的原因柴油机调速器的作用是，随时调节柴油机的油量，使柴油机稳定运转。即柴油机外界负荷增加.减小，柴油机转速也变化不大。所以调速器部件任何一个环节出现问题，都将引起调节失效，导致柴油机转速不稳，从而满足不了柴油机稳定运转的第二个条件。 调速器内机油过多，调速器飞铁和其它运动件工作阻力增大，而且不均匀，影响了调节的灵敏性和均匀性，引起转速不稳。 调速弹簧变形、断裂、刚性变小，将造成调速器调节失灵或调节不够，引起柴油机转速不稳。 调速器飞铁衬套磨损严重，或飞铁等运动件工作卡滞，均使调速器的调节功能失灵或调节不均，导致柴油机转速不稳。至于，柴油机通过变速箱、离合器与工作机械配套时，当出现离合器打滑或工作机械负荷严重不稳所造成的柴油机转速不稳，是由于此时柴油机总是处于负荷突变状态，负荷运转和空车运转交替，.调速器总是处于动态调节。此时无论柴油机的转速还是声音，均处于不稳定状态。四. 诊断方法诊断时用仪器法或听诊法，判断转速不稳的性质和程度。如属有规律的忽快忽慢，多为调速系统的原因引起；如属无规律的转速波动多系燃油系统引起。对具体原因的诊断可采用部分停止法和比较法或者析检法。 具体诊断时，可按图26所示的柴油机转速不稳诊断流程图进行。图26柴油机转速不稳诊断流程图五. 排除措施 针对诊断出的原因和故障的部位，有的放矢的予以排除。1. 保证燃油系统工作正常 放掉系统中空气和水分，清洗柴油滤保证供油通畅、充足； 检查和修理喷油器，使其雾化良好； 检查和修理喷油泵柱塞、齿条、.各缸供油量，出油阀及弹簧、调节齿圈等，使喷油泵工作正常，各缸供油均匀。2. 检查和修理调速器检查和修理调速器有关零部件，使其工作正常。 放掉调速器内多余之机油； 修理或更换磨损大的调速器运动件，使其运动通畅； 检查和修理调速器弹簧；3. 检查与工作机械之间的传动检查与工作机械之间的传动，使其离合自如，结合良好。 第四节 柴油机飞车一、故障现象 在调速器的控制下，柴油机在某工况运转时，转速是稳定的。即使当工作机械 突卸全部负荷时，柴油机的转速也不会太高，一般只能超过卸载前转速的8%以下。当发生“飞车”时，是指柴油机失去控制，转速迅速增高，大大超过标定转速。此时还伴随着以下现象：声音异常。由于转速突升，带来柴油机燃烧噪声、空气噪声和机械噪声均迅速增大，甚至使人无法承受。振动异常。由于转速突升，柴油机惯性力的不平衡大大增加，因此，使柴油机振动急剧增加。此时还往往伴随着机件损坏。二、后果危害柴油机发生飞车，往往带来严重危害：由于转速升高，各摩擦付的线速度急增，润滑满足不了要求，造成拉缸、烧瓦等故障。由于各运动件的惯性力增大，造成连杆螺栓断裂、连杆断裂、飞轮螺栓断裂、平衡块螺 栓断裂、摇臂断裂、挺杆松脱、气门弹簧松脱、气门弹簧断裂等。严重时还可导致操作人员的人身事故。三、原因分析造成飞车，一是由于燃油系统故障，使调速控制系统无法对其控制；二是调速控制系统失灵。概括起来，柴油机飞车的原因如图27所示。喷油泵柱塞卡死在大油量位置喷油泵齿条卡死在大油量位置燃油系统喷油泵齿条拉杆松脱或拉毛卡死喷油泵弹簧断裂，齿圈卡住误装旋向相反的喷油泵柱塞齿条限位螺钉铅封开封柴油机飞车调速器运动件卡住调速系统调速弹簧断裂飞铁松脱机油温度太低，粘度太大，飞铁飞不开其它因素缸盖机油回油孔不畅，机油进入燃烧室超速自动停车装置失灵齿条上停车卡块位置装错，齿条处于加油位中。 图2一7柴油机飞车原因 柴油机运转中发生飞车是此时供油量太大，因此不发生飞车的基本条件是柴油机油量不在最大位置，即使在最大位置，在调速器的作用下能迅速将油门拉回在供油量小的位置。1、从调速器控制系统分析调速器控制系统某个环节有故障，使调速器失灵，无法控制燃油系统的油量，此时一旦油量在最大位置，势必造成飞车。当调速器运动件卡滞时，此时转速升高应将齿条拉回小油量位置，但由于卡滞无法控制喷油泵油量，故造成飞车。当调速弹簧断裂、离心力和弹簧拉力失去平衡，也会造成调速失灵，无法控制喷油泵油量，造成柴油机飞车。调速器飞铁的作用是当柴油机转速升高时，飞铁离心惯性力推动推杆移动，通过杠杆将喷油泵齿条拉向供油量小的位置，使柴油机转速降低。如调速器飞铁松脱，就失去了这个作用，从而导致柴油机飞车。调速器内机油太多，或温度低、粘度大，使调速器飞铁运动受阻，减少了飞铁的离心惯性力，使减少喷油泵供油量的作用受到影响，从而导致柴油机飞车。2、从燃油系统分析如果喷油泵.齿条处于最大供油位置，而控制系统又无法将其控制到小的供油位置，柴油机也要发生飞车。喷油泵齿条卡死在大油量的位置 ，喷油泵柱塞卡死在大油量位置，此时无论调速器怎么控制它都无济于事，所以造成因喷油过多而飞车。190系列柴油机左右排两喷油泵的齿条靠一根拉杆连接。这样调速器就可以同时控制这两个油泵了，当连接拉杆松脱时，调速器便无法对另一个喷油泵进行控制，当齿条在大油量时便会发生柴油机飞车。 喷油泵弹簧断裂往往造成柱塞油量调节齿圈卡死。此时，调速器无法对它进行控制，造成柴油机因供油量过大而飞车。 190系列柴油机，其喷油泵柱塞的螺旋槽是左旋的。如果拆装过程中误装了右旋向旋槽的柱塞，这样在运转中，当转速过高 .调速器控制需减油时，而恰恰是加油使转速会更高造成柴油机飞车。 柴油机在出厂前是根据功率大小，将喷油泵齿条予以固定和铅封的。此处不允许任意拆卸的。如果对铅封进行了开封，造成齿条最大供油位置改变，也往往会引起柴油机飞车。3、其他原因除了调速系统和燃油系统原因外，下面的一些因素也往往引起柴油机飞车。190系列柴油机润滑缸盖摇臂的润滑油是通过缸盖上面油孔回到油底壳的。当回油孔堵塞或不畅时，润滑油就会从气门导管窜到燃烧室，因而造成因烧润滑油引起的柴油机飞车。190系列柴油机两个喷油泵齿条的连接杆上有一停车卡块，供油压低自动停车装置停车用的。装在油压低装置的拔叉的左侧（面向自由流），当此卡块装错，装在拔叉右侧时，柴油机一运转，就被拔叉将此卡块推到最大供油位置，引起柴油机飞车。190系列柴油机还配有超速停车装置。此装置是当柴油机调速器失灵时，能自动停油停车，当该装置失灵时，也容易引起柴油机飞车。四、诊断方法对于柴油机飞车现象的诊断，只需根据转速和声音变化情况便可判断。转速迅速增高，排气声连成一片，甚至成啸叫声。这里重点介绍柴油机飞车原因的诊断方法。图28是柴油机飞车诊断流程图。图28柴油机飞车诊断流程图五、排除措施当发生柴油机飞车时，首先要采取紧急措施，使柴油机停车。然后再针对诊断出引起柴油机飞车的原因和部位，予以排除。1、紧急停车的措施紧急停车的措施有以下几种：拉动齿条，减小油门，紧急停车关闭进气系统中的防爆门，切断气路。对装有防爆力的190系列柴油机，此举最方便，最可靠。切断油路。当拉动齿条、切断油路无效时，首先关闭柴油进油阀门，切断油路；关闭柴油滤清器的三通阀，将三通阀旋转180，使其由T状态变为状态，切断油路；或者用扳手松开高压油管接头和喷油泵进油管接头，切断油路。用衣物包住空气滤清器进口，切断气路。加大负荷，迫使柴油机降速停车。、排除故障当柴油机停车后，针对诊断出的原因和故障部位，逐项予以排除。修复或更换卡滞之喷油泵柱塞和齿条，使之运动灵活。修复更换喷油泵弹簧齿圈等有关零件。重新连接两喷油泵齿条的拉杆，并调节使之两个喷油泵油量均匀一致。对错装之喷油泵柱塞或停车卡块，重新按规定要求，装配或更换，使之符合要求。检查和修复调速器运动件，使之工作灵活。更换调速器之损坏件，检查和更换调速器内机油。修复超速停车装置，使之工作正常。检查和修复缸盖回油孔，使之回油通畅。第五节 柴油机突然停车一、故障现象柴油机正常运转中，只要不是人为减油停车，是不会突然停止运转的。当发生突然停车时，有两种情况。一是突然停止运转，一是转速慢慢下降，然后停止运转。二.、原因分析柴油机在供油、供气、燃烧正常时，所发出的功率和带动的载荷平衡时，便能正常运转。当外界载荷超过发出的功率，便会造成停车，因此，引起突然停车的原因可以归纳为五个方面： 柴油机供油系统发生故障，供油不足造成柴油机发不出应有的功率； 柴油机配气系统发生故障，进气不足或排气不畅，造成柴油机发不出应有功率； 柴油机运动件故障，使柴油机输不出应有的功率； 外界载荷突然增大，大大超过柴油机应发出的功率； 安全保护系统起作用。这五个方面的原因可用图29来表示。具体分析如下： 油箱内燃油用完燃油中有水，空气燃油系统燃油系统堵塞燃油管路破裂喷油泵柱塞或出油阀卡住喷油嘴针阀卡位调速器弹簧断，齿条白动回到停油位置配气系统气门卡住或气门弹簧断裂不能正常换气齿轮损坏或喷油定时不对柴油机突然停车喷油泵传动装损坏运动件故障柴油机拉缸.抱缸柴油机烧瓦.抱轴安全保护系统油压便自动停车装置起作用超速自动停车装置起作用防爆门自动关闭其它因素外界载荷突然增大，将柴油机憋死图2一9柴油机突然停车原因 当柴油缸内柴油机用光，或柴油管路破裂，都将使柴油机无法工作，引起紧急停车。 当柴油内有较多水或空气，将会导致气阻、水阻，使柴油机供油不连续，甚至短时终止供油，引起柴油机紧急停车。 喷油泵弹簧断裂，柱塞、.出油阀卡住，喷油嘴偶件卡住，引起供油中止。也会引起紧急停车。不过，对于多缸机这种情况较少，12个缸（8个缸）的油泵柱塞或出油或喷油嘴偶件都同时卡住的机会较少，此时只能造成功率下降，转速下降，即使停车也是缓慢的。但也不排除是其中原因之一。 当调速器弹簧断裂时，齿条是会被自动拉到小供油量位置，引起柴油机自动减油停车。 当齿轮系损坏或喷油泵传动装置损坏，使柴油机不能供油，或供油正时破坏，配气定时破坏，从而使柴油机不能燃烧或不能正常燃烧，引起柴油机自动停车。 柴油机气门卡住或气门弹簧断裂，引起柴油机不能正常燃烧而自动停车的机会也不是太多。因为不可能所有气缸都出现这种故障。此时只会使柴油机功率下降，转速下降，但这也是原因之一，因为随着故障的发展而功率逐渐下降和外界载荷不平衡使柴油机逐步停车。 190柴油机有自动停车安全装置，当柴油机油压低于规定值时，此时油压低自动停车装置起作用，使柴油机自动停车；当柴油机发生超速时，超速自动停车装置起作用，使柴油机自动停车。正因为有这两个装置，所以当这两个装置产生误动作时，也容易引起柴油机自动停车。 190柴油机的进气系统上有防爆装置。此装置一是作为在环境有天然气等可燃气体时，用其切断气路，使柴油机紧急停车；一是作为其它电控安全装置（如超速.油压低等）的执行机构。在柴油机运转中由于某些原因，谈将该阀门关闭，则也容易引起柴油机自动停车。 柴油机工作中出现拉缸、抱活塞事故或烧瓦抱轴事故时，此时柴油机的摩擦功率大大增加，会导致柴油机停车。 当柴油机带动负载运行时，负载突然加大，超过柴油机所能发出的有效功率，从而导致柴油机降速停车。三、诊断方法按图 2-10的诊断流程图对柴油机突然停车的原因进行诊断。对是否缺油，可拆开喷油泵放气螺钉，或松开柴油滤放气螺塞来检查；对运动件是否卡滞，运动阻力大，可用人工转动柴油机时用力情况和困难情况判断。图 2-10柴油机突然停车诊断流程图四、排除措施：针对诊断的原因和部位，进行排除。如系缺油引起自动停车，则需加满柴油或更换柴油滤芯或更换破裂之油管。如系燃油系统故障引起，则需修复或更换喷油嘴、出油阀、柱塞调速弹簧，高压泵传动装置等。如系配气系统故障引起，则应修复或更换气门，气门弹簧或配气齿轮。如系安全装置（防爆门、超速自动停车、油压自动停车装置）起作用引起，则应将其恢复到正常位置。 如系运动件损坏引起，则应修复或更换曲轴、轴瓦或缸套活塞或其它运动件第六节 柴油机烟色异常一. 故障现象柴油机正常工作时,排出的废气呈淡灰色.只是在加速时会出现一股黑色排烟.所以当出现烟色异常时,有以下现象： 冒黑烟 这是柴油机不完全燃烧的特征。此时排出的废气中有大量固体炭粒，有时甚至带火星，并伴随排气温度的升高。 冒白烟 这是柴油机废气中水或燃油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈白色雾状，并伴随着柴油机功率下降和转速不稳。 冒蓝烟 这是废气中含有大量机油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈蓝色雾状。并伴有呛人的烟味和柴油机机油消耗增加。二. 后果危害 柴油机当出现烟色异常时，会带来以下危害： 功率下降，燃油消耗增加。因为黑烟是不完全燃烧的产物。当燃烧不完全时，势必 造成热效率下降，使油耗增加、功率下降。 机油消耗增加。因为蓝烟是机油不完全燃烧的产物，出现蓝烟，势必造成机油消耗 增加。 排放增加。蓝烟、白烟是低温不完全燃烧的产物，黑烟是高温不完全燃烧的产物这些产物成炭烟、HC、CO等排放到大气中，对环境起到污染作用。 使柴油机寿命减低。三. 原因分析 由于黑烟、白烟、蓝烟是三种不同性质的异常烟色，所以其生成的原因也是不相同的，下面分别予以分析。 1. 冒黑烟既然黑烟是燃油不完全燃烧的产物，因此造成冒黑烟的原因主要由燃油、燃烧系统的故障和进排气系统故障引起。可用图211来表示。喷油器雾化不良，滴漏或异常喷射喷油器喷油压力不对供油提前角过高过晚燃油燃烧方面个别缸供油量过大柴油质量太差，十六烷质.胶质等指标超差出油阀柱塞付磨损严重，油管压力过低喷油嘴伸出缸盖平面太高太低压缩压力太低高压油管内孔变形柴油机冒黑烟空滤器污堵压气机污堵进排气系统中冷器污堵排气消声器污堵配气相位不对气门密封不严增压压力过低使用方面柴油机超负荷拉缸、烧瓦图2一11柴油机冒黑烟原因柴油机之所以冒黑烟，是由于喷入柴油机气缸内的燃油在燃烧时，局部高温缺氧裂解，并脱氢而变成以碳为主要成分的固态微小颗粒。是一种不完全燃烧的产物。一般用烟度来表示，其单位是BSU（波许）。所以无论是燃油系统，燃烧系统，还是进排气系统，凡是影响燃烧完全性的因素，均可引起冒黑烟。 喷油器雾化不良，油粒大小不均或太大，与空气无法良好地.均匀地混合，局部地区在燃烧时缺氧，高温裂解，从而产生黑烟。试验表明，当有一个缸雾化不良，此时尽管燃油耗只增加0.1%，但烟度却可达到4BSU。 喷油器异常喷射（包括二次喷射、隔次喷射、多次喷射或滴漏），将使燃料在气缸着火后仍继续喷入气缸，这部分燃油是在高温缺氧情况下燃烧的，所以容易产生冒黑烟。 个别气缸供油量过大或者柴油机超负荷运转，都使缸内燃油过多，空气不足，燃烧缺氧，从而引起冒黑烟。其实，拉缸、抱轴引起冒黑烟也是这个道理。此时，柴油机摩擦功大大增加，加大气缸作功能力，才能发出同样大的有效功，这也相当柴油机超负荷运转，从而造成冒黑烟。 柴油质量不符合要求，特别是十六烷值太低，使柴油机着火性能变差，燃烧着火落后期变大，造成冒黑烟。 高压油管内孔变形，将导致油管流通能力和油管压力变化，从而引起喷油器二次喷射和影响雾化质量；喷油泵柱塞磨损大.出油阀磨损大造成油管压力降低，从而恶化了喷油器雾化质量。这一切都使燃油燃烧不完全，局部高温缺氧，引起冒黑烟。 190系列柴油机的喷油器伸出缸盖平面高度有一定要求，为2.43.0mm，当在拆装过程中将垫件搞错，将导致油头伸出缸盖平面距离太大、太小，这样就不能保证喷出的雾矩和燃烧室形状很好的吻合，或喷到燃烧室壁，或喷到缸盖下平面，造成局部的燃油不能很好和空气接触.混合，引起燃烧局部高温缺氧产生黑烟。 柴油机燃烧时的一个重要条件是，气缸要有一定的压缩压力和压缩温度。当活塞环密封不良、气门密封不良，均使缸内压缩压力不足，从而造成燃烧不充分，产生黑烟。 柴油机的换气系统的作用是根据柴油机的工况大小，定时定规律定量地供给柴油机新鲜空气，并将废气排走。当空滤器污堵、压气机污堵、中冷器污堵、排气消声器污堵，以及增压器故障引起的进气压力不足，均使进入柴油机气缸的空气量不足，造成燃烧时的空气不足、高温缺氧，产生黑烟现象。 配气相位不对，既易造成柴油机进气不足、排气不畅，还使进排气的规律发生变化，从而影响柴油机正常换气，燃烧，引起冒黑烟。2 冒白烟白烟是柴油机低温起动运转后，柴油未燃微粒或水汽所形成的液体雾粒，是低温产物。不同于固体状的黑烟。所以分析原因时，应抓住这个特点。其原因如图212所示。 柴油机中含有水分缸盖裂纹，水漏入气道被吸入气缸或从缸盖底板漏入气缸使用方面中冷器漏水，被吸入气缸供油提前角太晚柴油机冒白烟柴油机水温太低，环境温度太低中冷进水温度太低燃油燃烧系统喷油器雾化不良各缸供油量不均气缸压缩压力不足图2一12柴油机冒白烟原因 水汽的原因 既然白烟成分之一是水蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧中能产生水蒸汽的因素都是造成冒白烟的原因。柴油中含水、缸盖漏水、中冷器漏水，甚至机油内含水，在柴油机燃烧过程中，这些水成水蒸汽形式从排气管排出，呈白烟状态。这种情况低速低负荷特别明显。而在高负荷时基本消失，除非含水特别多。不过此时柴油机会出现转速不稳和功率下降。 燃气的原因 既然白烟的成分之一是未燃烧的柴油蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧过程中产生柴油蒸汽的因素都是造成柴油机冒白烟的原因。当然，这种情况也是在柴油机低速低负荷时发生的。 喷油器雾化不良。燃油和空气混合不良，不具备着火条件，而在低速低负荷时未被燃烧，而呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。 各缸供油量不均。低速低负荷时，只有供油量大的气缸着火燃烧，而供油量小的气缸的燃油未及燃烧，呈蒸汽状态，从气缸排出，产生白烟。 气缸温度太低。水温低或环境温度低，气缸压缩温度低，均造成缸内着火条件不良，使喷入气缸之燃油未及燃烧，呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。 供油提前角太晚，柴油和空气混合条件不充分，未及良好燃烧，一部分燃油呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。3. 冒蓝烟蓝烟也是柴油机低速低负荷运转时，机油在几乎没有燃烧或只有部分燃烧或处于分解状态，液体微粒也是低温产物。所以形成蓝烟的因素也是机油消耗高的原因。冒蓝烟的原因可用图213表示。使用方面油底壳油面太高空滤器污堵空滤器污堵，造成增压器的机油进入气缸活塞环卡滞柴油机冒兰烟活塞环开口间隙大气缸密封方面活塞环折断二三道环上下装错活塞环弹力消失.漏光严重，几道环开口未错开缸套磨损大.失园气门导管与气门杆间隙过大其它密封方面增压器密封失效.主油道到缸盖摇臂节流阀未装或节流孔太大缸盖回油孔不畅图2一13柴油机冒兰烟原因机油消耗高主要由于机油进入燃烧室，被不完全燃烧排出气缸。而机油进入燃烧室主要途径之一是从缸盖活塞之间里飞溅.泵吸。所以影响缸套活塞间密封和飞溅过度的因素，均是造成机油窜入燃烧室的原因。 活塞环卡住、折断、弹力消失、漏光、开口间隙过大、扭曲环位置装错，或四道活塞环开口未错开，均造成活塞环和缸套贴和不良、密封失效，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。 活塞外圆磨损过大、环槽磨损过大及缸套磨损过大、失圆，也均造成活塞缸套间隙过大，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。机油进入燃烧室的另一途径是机油从进气道被吸入燃烧室，所以这方面的因素也是机油消耗高的原因。 当缸盖回油孔不畅，润滑摇臂的机油回不到油底壳，使存在缸盖上罩壳的大量机油从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。 当主油道到缸盖摇臂的节油阀未装，或者节流阀孔太大，从主油道到摇臂的油太多，无法全部从缸盖回油孔回到油底壳，而积聚在缸盖上罩壳内，从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。 当气门导管与气门杆磨损严重，间隙过大时，也造成机油从此处大量进入燃烧室，造成机油消耗过高。 当空气滤清器脏污，空气吸入真空 度大，当大于5.5kpa时，或者增压的封油系统失效，增压器的润滑油被吸入压气机，而进入气缸，造成机油消耗过大。四. 诊断方法对烟色异常的诊断，首先用眼睛来分辨出冒黑烟还是冒蓝烟、冒白烟。于冒黑烟，可用烟度仪测量出烟度的大小。烟度仪分为滤低式烟度计和透光式烟度计两种。其测量单位用FSU（波许）表示。具体诊断原因和部位时，可用部分停止或比较法，判断是否是燃油系统故障引起。并可用仪器法进一步是燃油系统的那一部位；对配气系统故障可用析检法或仪器法，具体判断是那一个部位。 对于白烟，可用一张硬纸对准排气口。让白烟喷到白纸上，根据白纸上的液珠，判断是水汽引起还是燃油系统引起。水汽液珠无味，燃油液粒有烟味。再用析检法查出漏水原因或燃油不雾化的原因。 对于冒蓝烟，可用部分停止法和观察法先找出窜机油的原因，对于烟色异常的具体诊断流程，可用图214 2-15 2-16表示。图214 柴油机冒黑烟诊断流程图 图215柴油机冒白烟诊断流程图图216油机冒蓝烟诊断流程图第七节 柴油机声音异常一、故障现象柴油机正常运转时，其声音是有节奏的，并符合一定的规律。即在不同的工况时，其声音的大小和频率分布是一定的。当发生噪声异常时，有以下几种情况： 敲击声：这种声音钝哑.沉闷，且常伴有柴油机振动加剧。 铛铛声：这种声音清脆，有节奏。 嚓嚓声：这种声音连续，刺耳。 喝喝声：这种声音连续嘶叫，或有节奏的拍拍声。二、后果危害当柴油机出噪声异常时，实际是发生了故障的外观反映。此时将导致柴油机可靠性和寿命下降，甚至更大的恶性事故。三、原因分析柴油机发生声音异常，一般有以下原因造成： 燃烧过程恶化造成的燃烧噪声异常。 进排气系统漏气造成的空气动力噪声异常。 零件磨损过大和机械零部件损坏、松动，造成的机械噪声异常。以上三方面的原因可用图217表示。供油提前角过早喷油量过大燃烧恶化引起喷油压力过高柴油质量差，十六烷值过低喷油嘴滴油、漏油、雾化不良进气管法兰漏气进排气系统漏气引起排气管法兰漏气气缸垫漏气气门漏气活塞环漏气柴油机噪声异常活塞缸套间隙过大主轴瓦间隙过大零件磨耗过大引起连杆瓦间隙过大连杆衬套间隙过大气门间隙过大齿轮间隙过大 齿轮断裂油泵柱塞卡住机油泵调压阀卡住齿轮铜套和轴烧住摇臂轴和轴承烧住零件损坏引起气门碰活塞气门弹簧断裂柱塞弹簧断裂飞轮固定螺钉松动缸内有异物减振器缺油减振器松动运动件不平衡 图2一17柴油机噪声异常的原因柴油机的噪声源有三个方面。燃烧噪声、机械噪声和空气动力学噪声。在柴油机工作正常时，这些噪声和其频率在不同的工况时是在一定范围的。只有发生了故障，这些噪声才出现异常。下面具体分析如下：1. 燃烧噪声原因分析柴油机的燃烧噪声由柴油机燃烧过程决定。反映在柴油机的工作过程变化，就是柴油机的爆发压力和压力升高率及最高爆发压力出现的时刻的变化，而引起噪声变大。当柴油机供油提前角过大时，滞燃期延长，在此期间内积存大量燃油，燃油始燃量增大，一旦燃烧，便显得燃烧特别粗爆，产生了高的燃烧噪声，呈铛铛的敲缸声。因为噪声与负荷呈正比，负荷越大，噪声越大。所以如果某个缸供油量过大，该缸作功大，燃烧噪声大。当某缸喷油压力过高时，由于油雾穿透度增加和空气混合不良，滞燃期增大，燃烧粗爆，使噪声增加。当柴油质量不好，十六烷值太低或残炭量大，使柴油机的滞燃期增大，燃烧粗爆，引起噪声增大。也是铛铛的敲缸声。当油嘴雾化不良、漏油.、滴油时，此时柴油机燃烧时刻、滞燃期、始燃量均发生不规律的变化，使燃烧噪声的节奏响度都发生变化。特别噪声的频谱发生明显变化。2空气动力学噪声原因分析190系列柴油机来说，由于空气经复合式空气滤清器进入增压器，而燃烧后的废气经废气涡轮排出机外。所以进排气噪声基本是连续的。当发生下列情况时，便会有不正常的噪声出现。 涡轮前的排气管发兰漏气，如垫片破裂等，因高温高压废气的冲出会出现与工作循相同节奏的“怕、怕声”。 气缸垫片破裂，高温高压燃气突然冲出造成的与工作循环相同节奏声。此时即使停缸也会出现因压缩气体冲出造成的“呲、呲”声。 当进气管发兰垫件漏气时，一定压力冲出冲出造成的的“嘶、嘶”声。 当气门密封不严或气门杆卡住造成工作中气体从缸内倒灌进气管，而造成“铛、铛”的响声，此时往往还有进气管发热现象。 当活塞环和缸套密封不严造成漏气时，在压缩过程和燃烧冲程气体回窜曲轴箱，出现呈一种空洞的“喝、喝”声。此时往往伴随曲轴箱废气增大。 注油器垫片压不紧或漏装时，也会造成 “呲、呲”声3. 机