第十节 柴油机压力异常
柴油机压力异常是指柴油机机油压力、进气压力、排气压力和气缸压力超过正常值。
一、故障现象
① 油压异常。当出现进排压力异常时,表现机油压力表指示的数值远低于技术要求。或滤清器前后压力相差很大,超过150KPa。
② 进排气压力异常。当出现进排压力异常时,表现为中冷器前(后)的气体压力太低,在全负荷时,低于150KPa(正常值170—180KPa)或左右排缸压力差别太大,超过30KPa;涡轮前排气压力太高,全负荷时,大于160KPa(正常值140—150KPa),或左右排缸压力差别太大,超过30KPa;
③ 涡轮后排气压力太高,大于3KPa,即所谓背压太高。
④ 气缸压力太低,所谓气缸压力太低,指压缩过程中气缸压缩压力太低。
二、后果危害
当出现压力异常时,将导致以下不良后果:
① 机油压力过低,引起润滑不良,甚至润滑失效。造成零件异常磨损和轴承烧损事故,影响柴油机可靠性和使用寿命及正常工作。
② 当机油滤清器前后压力差太大时,造成机油不经滤清,直接从旁通阀进入主油道,使不洁之机油进入摩擦付,造成异常磨损和拉缸、拉瓦现象。
③ 进排气压力异常,使柴油机功率下降,排温和油耗升高及冒黑烟。
④ 气缸压力不足,除影响柴油机功率外,还使柴油机起动困难。
三、原因分析
由于压力异常,是由不同系统故障引起,所以其原因也是不相同的。下面分别叙述:
1、机油压力异常
分析机油压力异常时,主要从润滑系统去分析。也要从摩擦付去分析,综合起来如图2—26所示。
油底壳油量不足
机油管路破裂或连接法兰处漏油
机油内有柴油、水,粘度不足。
机油管路有气,气障造成供油不足。
机油滤清器污堵
机油泵故障供油不足调压
阀弹簧损坏,卸油太多调压。
阀卡死或调节不当
油冷器故障,冷却效果差。
低温冷却系统(水泵、水箱、风扇)故障,冷却效果差。
机油温度太高
轴承间隙太大或者烧瓦
机油牌号不对,粘度太低。
图2—26 柴油机机油压力过低原因
① 当油底壳油量不足,使油泵流量减小,或者机油管路破裂均造成油压不足。
② 机油滤清器脏污,阻力增大,使机油流通能力减小,造成油压过低;同样机油泵故障或管路有气,产生气阻,均造成机油流量减小,引起油压过低。
③ 机油压力与机油粘度成比例关系。当机油内有水或柴油,或者油温太高,均使机油粘度下降,从而引起油压过低;同样冷却系统有故障,如风扇转速过低,低温水泵泵量小,油冷器脏污均造成油温过高,而使油压过低。轴承间隙过大,泻油太多,保不住油压,也造成油压过低。
④ 调压阀弹簧断裂,使系统内压力失去平衡,造成回油量大,而使主油道内机油压力过低。同样当调压阀卡滞或调节不当,均使机油回油太多,引起主油道油压过低。
2、进排气压力异常
由于190系列柴油机系增压中冷柴油机。所以除从进排气系统分析外,还要充分考虑增压器和中冷器的因素。其原因可用图2—27所示。
空气滤清器污堵,进气真空度超过50KPa。
压气机污堵
增压器故障
中冷器污堵
进气管漏气
排气管漏气
排气消声器污堵,背压超过3KPa。
配气相位不对
图2—27柴油机进排气压力异常原因
这是因为:
① 空气滤清器污堵,进气真空度大,造成压气机后气压低。
② 压气机污堵,既使压气机效率降低,又使空气流阻增大,造成增压压力降低。
③ 增压器任何故障,如喘振、叶轮和壳体间隙过大,喷嘴环面积变大,均导致增压压力降低。
④ 进气管漏气、中冷器污堵,均使进入气缸的进气压力不足。
⑤ 排气消声器污堵,柴油排气背压增大,增压的效率下降,造成压气机后压力降低。
⑥ 配气相位错乱,影响柴油机的性能和排气脉波的效率。使增压器作功能力下降,造成进气压力不足。
3、气缸压力过低
影响柴油机气缸压缩压力的因素,如图2—28所示。
缸套失园
缸套磨损过大
活塞磨损过大
活塞弹力不足
活塞环漏光
活塞环磨损过大
活塞环开口未错开
压缩余隙过大
燃烧室容积过大
活塞避碰阀坑太深
配气相位不对
气门头锥面和气门座锥面磨损过大、烧蚀、变形而漏气
图2一27所示原因
图2—28 柴油机气缸压力过低原因
① 缸套活塞环的密封及气门的密封直接影响缸内压缩压力。密封不严,将导致气体从活塞环窜入曲轴箱和从气门座处漏掉。
② 压缩比过低,造成气体压缩程度不足,引起压缩压力过低;而进气压力过低时,尽管压缩程度足够,也因压缩始点压力低,导致压缩终点压力低。
四、诊断方法
对于压力异常的诊断主要靠仪器仪表法诊断。并用拆检法找出造成压力异常的原因和部位。可用图2—29—2—31所示的诊断流程进行诊断。
五、排除措施
对压力异常的不同表现形式和不同的原因,应分别采取措施。
1、油压异常
⑴ 首先应对造成供油不足的润滑系统方面的因素予以排除。
① 更换破裂之管路和修理管路连接面,使之不漏油。
② 放掉管路中之空气,消除气障。
③ 向油底壳加足机油。
④ 通过化验,对油中有柴油、有水予以确认。当机油粘度下降(小于11min2/s)、闪点降低(小于200℃)和水分增加,都说明油中有柴油或水分。此时应当予以更换。
⑤ 清洗污堵机油滤清器滤芯。
⑥ 通过在试验台上试验,对供油量不足之机油泵进行修理调整,使其恢复流量。
⑦ 对卡滞或弹簧断裂之调压阀予以更换,修理调整。
⑵ 然后对冷却系统进行修理,使其提高冷却能力。
① 清洗或修理机油冷却器。
② 修理低温散热器和低温水泵。
③ 调整或修理风扇传动皮带和传动液力偶合器(或气中离合器),使风扇达到规定的转速。
⑶ 对因轴承间隙过大或烧瓦引起油压降低,则应更换、修复轴承,使之达到技术要求。
2、气压异常
对气压过低,则应主要从进排气系统的零部件上予以排除。
① 首排除漏气因素,更换进排气管漏气处法兰垫片或胶圈。
② 然后清洗进排气系统流通部件,如清洗空气滤、中冷器、压气机及排气消声器等。
③ 检查和调整配气相位。
④ 修复增压器,如调整叶轮和涡壳间隙,喷油环面积及涡轮端面间隙等。
3、缸压异常
对气缸压缩压力过低,主要从燃烧和进气系统予以排除。
① 保证进气压力在规定范围内。
② 更换活塞环,修复或更换缸套、活塞,使之密封良好。
③ 研磨气门,使气门与座密封良好。
④ 调整气缸垫片厚度,保持气缸盖与活塞间最小余隙在1—1.5mm之间。