190系列柴油机故障诊断与排除.ppt
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1、 190系列/2000系列柴油机 故障诊断与排除渤海钻探第三钻井公司渤海钻探第三钻井公司 王金广王金广2010年01月第一部分第一部分 柴油机故障概述柴油机故障概述l柴油机是一种复杂的热力机械,工况复杂,工柴油机是一种复杂的热力机械,工况复杂,工作条件恶劣。因此,在运转中经常发生故障。作条件恶劣。因此,在运转中经常发生故障。故障定义 柴油机在规定的试验条件下和规定柴油机在规定的试验条件下和规定的时间内,不能完成规定功能的事的时间内,不能完成规定功能的事故称为柴油机故障。包括零部件失故称为柴油机故障。包括零部件失效效 和和 性能降低性能降低 柴油机的故障现象柴油机的故障现象当柴油机发生故障时,一
2、般会伴随以下现象:当柴油机发生故障时,一般会伴随以下现象:(1)声音异常:当出现故障时,便使声音变得异常。如)声音异常:当出现故障时,便使声音变得异常。如活塞碰气门时出现金属敲击声;供油角过大时出现燃活塞碰气门时出现金属敲击声;供油角过大时出现燃烧敲击声;汽缸漏气时出现烧敲击声;汽缸漏气时出现“嘘嘘嘘嘘”声;旋转件相碰声;旋转件相碰时出现摩擦声等。时出现摩擦声等。(2)外观异常)外观异常:烧机油出现的冒蓝烟;燃烧不良出现的烧机油出现的冒蓝烟;燃烧不良出现的冒黑烟;密封面失效出现的漏油、漏气等。冒黑烟;密封面失效出现的漏油、漏气等。(3)温度异常:当供油角过晚或负荷过大所出现的排温)温度异常:当
3、供油角过晚或负荷过大所出现的排温过高;轴承烧损所出现的轴承过热;冷却系统故障所过高;轴承烧损所出现的轴承过热;冷却系统故障所出现的水温、油温过高等。出现的水温、油温过高等。(4)动作异常:当平衡失效或基础不牢出现振动过大;)动作异常:当平衡失效或基础不牢出现振动过大;当调速失灵出现的飞车或游车;起动系统故障;柴油当调速失灵出现的飞车或游车;起动系统故障;柴油机起动不起来。机起动不起来。(5)压力异常:当气门、活塞环密封失效出现的气缸压)压力异常:当气门、活塞环密封失效出现的气缸压力过低;曲轴箱压力过高;润滑系统故障出现的油压力过低;曲轴箱压力过高;润滑系统故障出现的油压过低,增压系统故障出现的
4、气压过低、过高等。过低,增压系统故障出现的气压过低、过高等。(6)气味异常:电器系统故障出现烧机油出现的油烟味)气味异常:电器系统故障出现烧机油出现的油烟味等。等。第二部分第二部分 引起柴油机故障的原因引起柴油机故障的原因引起柴油机故障的原因是多方面的:引起柴油机故障的原因是多方面的:操作方面原因操作方面原因维护保养方面的原因维护保养方面的原因维修、拆装方面的原因维修、拆装方面的原因加工制造方面的原因加工制造方面的原因(一)操作方面引起的故障(一)操作方面引起的故障 由于违章操作造成的柴油机故障,在柴油机故障中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。思想上疏忽,技术上不熟炼,
5、也有一些占有很大比例。思想上疏忽,技术上不熟炼,也有一些错误的习惯作法。错误的习惯作法。常见的违章操作有以下几个方面:常见的违章操作有以下几个方面:(1)起动时间过长。起动后未立即释放按钮,关闭开关。)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过5秒钟。时间过长,将因马达过热而烧坏。有时还会发秒钟。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;生柴油机倒拖马达现象,导致马达超速运转而损坏;(2)冷车起动不经过暖车便快速加大负荷运转。此时由)冷车起动不
6、经过暖车便快速加大负荷运转。此时由于油温低、粘度高,至使摩擦面润滑不良,从而导致异常于油温低、粘度高,至使摩擦面润滑不良,从而导致异常磨损,拉伤等故障;磨损,拉伤等故障;(3)磨合不充分,超负荷运行。新机或大修后的柴油机,)磨合不充分,超负荷运行。新机或大修后的柴油机,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,断活塞等故障;成零件异常磨损,甚至出现拉缸,断活塞等故障;(4)带负荷急停车。停车时未经怠速降温,此
7、时摩擦表面)带负荷急停车。停车时未经怠速降温,此时摩擦表面存油不足,再次开车时因润滑不良而磨损加剧;存油不足,再次开车时因润滑不良而磨损加剧;(5)油量不足开车,机油量不够,造成摩擦副表面供油不)油量不足开车,机油量不够,造成摩擦副表面供油不足,导致异常磨损或烧瓦;足,导致异常磨损或烧瓦;(6)冷却液不足开车,冷却系统易产生气阻,柴油机得不)冷却液不足开车,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;到充分冷却,会因机件过热出现拉缸等事故;(7)超负荷或者超速运转。引起柴油机自身温度过高,零)超负荷或者超速运转。引起柴油机自身温度过高,零部件强度降低,造成零件损坏;部
8、件强度降低,造成零件损坏;(8)水温、油温不正常而继续运行。运行中水温过低、过)水温、油温不正常而继续运行。运行中水温过低、过高,或者油温过低、过高都会造成零件磨损加剧;高,或者油温过低、过高都会造成零件磨损加剧;(9)高速、高负荷运转中急停车。此时往往因压力变化大,)高速、高负荷运转中急停车。此时往往因压力变化大,惯性大,温度高等造成不必要的故障;惯性大,温度高等造成不必要的故障;(10)不预供油便直接起动。会造成各摩擦表面出现干摩擦)不预供油便直接起动。会造成各摩擦表面出现干摩擦现象,引起异常磨损。现象,引起异常磨损。(二)维护保养方面出现的故障(二)维护保养方面出现的故障 不按使用说明书
9、规定进行维护保养,也容易造成故障。不按使用说明书规定进行维护保养,也容易造成故障。常见的故障有以下几个方面:常见的故障有以下几个方面:(1)添加或更换润滑油不及时,造成机油量不足或机油过脏,)添加或更换润滑油不及时,造成机油量不足或机油过脏,恶化变质,造成异常磨损、烧瓦等故障;恶化变质,造成异常磨损、烧瓦等故障;(2)清洗机油滤清器不及时。容易造成机油滤清器阻力过大,)清洗机油滤清器不及时。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,使未经过滤清器的脏污机甚至阻塞,机油从旁通阀通过,使未经过滤清器的脏污机油流入润滑部位,引起异常磨损或烧瓦;油流入润滑部位,引起异常磨损或烧瓦;(3)
10、清洗柴油滤清器不及时。容易造成柴油滤清器阻力过大,)清洗柴油滤清器不及时。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;供油不足,引起功率不足,转速不稳等故障;(4)清洗空气滤清器不及时。造成空气滤清器阻力过大,空)清洗空气滤清器不及时。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。气量不足,引起功率不足,冒黑烟或排温过高等故障。(5)检查、调整气门间隙不及时。造成气门间隙过大、过小,)检查、调整气门间隙不及时。造成气门间隙过大、过小,引起柴油机功率不足,油耗过高,排温过高和气门磨损加剧引起柴油机功率不足,油耗过高,排温过高和气门磨损加剧等故障
11、。等故障。(6)检查、调整供油提前角不及时。造成供油提前角过大或过)检查、调整供油提前角不及时。造成供油提前角过大或过小,引起柴油机燃烧粗暴,烧活塞或者排温过高等故障;小,引起柴油机燃烧粗暴,烧活塞或者排温过高等故障;(7)检查、调整喷油器不及时。造成喷油器雾化不良或针阀卡)检查、调整喷油器不及时。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;故障;(8)冬季柴油机停车后放水不及时。各冷却部位水没有放干净,)冬季柴油机停车后放水不及时。各冷却部位水没有放干净,引起水泵、油冷器、中冷器、增压器等冻裂。引起水
12、泵、油冷器、中冷器、增压器等冻裂。(三)维护中拆、装方面故障(三)维护中拆、装方面故障拆、装错误也是引起柴油机故障的原因之一拆、装错误也是引起柴油机故障的原因之一(1)活塞环安装位置不正确。活塞环开口位置未错开,扭曲)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原因将引起窜机油现象和窜气现象;环上下面装倒等原因将引起窜机油现象和窜气现象;(2)喷油器垫片安装不正确。喷油器中喷油嘴伸出缸盖底平)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
13、、功率不足,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;故障;(3)气缸衬垫安装不正确,气缸衬垫漏装或多装,将造成气)气缸衬垫安装不正确,气缸衬垫漏装或多装,将造成气缸压力下降、漏气和活塞碰缸盖等故障;缸压力下降、漏气和活塞碰缸盖等故障;(4)齿轮啮合不正确。齿轮啮合记号装错,导致供油角过大)齿轮啮合不正确。齿轮啮合记号装错,导致供油角过大或过小,引起燃烧恶化、冒黑烟、排气温度过高;或过小,引起燃烧恶化、冒黑烟、排气温度过高;(5)螺母安装不正确。紧固连杆螺母,缸盖螺母时,扭矩)螺母
14、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;裂等故障;(6)有关配合间隙值。当活塞和缸套各间隙,主轴与瓦、)有关配合间隙值。当活塞和缸套各间隙,主轴与瓦、连杆与瓦配合间隙,齿轮啮合间隙等不符合要求时,将造连杆与瓦配合间隙,齿轮啮合间隙等不符合要求时,将造成异常磨损、拉缸、烧瓦和齿轮系损坏等故障;成异常磨损、拉缸、烧瓦和齿轮系损坏等故障;(7)加工制造方面,造成柴油机重大故障。)加工制造方面,造成柴油机重大故障。第三部分:柴油机常见的故障诊断与第三部分:柴油机常见的故障诊断与排除排除由于柴
15、油机的结构和使用环境不同,引起柴由于柴油机的结构和使用环境不同,引起柴 油机的故障原因、故障现象也不相同。对待油机的故障原因、故障现象也不相同。对待 具体故障,应根据不同情况具体分析。具体故障,应根据不同情况具体分析。结合原理,分析结构结合原理,分析结构 故障诊断的原则故障诊断的原则由现象到本质由现象到本质由表及里,先易后难由表及里,先易后难 按系统分段按系统分段 故障诊断的方法,步骤故障诊断的方法,步骤定位定位 查找查找 诊断方法:诊断方法:部分停止法部分停止法 比较法比较法 试探法试探法 拆检法拆检法 仪器诊断法仪器诊断法热工仪器检测热工仪器检测 声振仪检测声振仪检测磨粒检测磨粒检测 诊断
16、步骤:诊断步骤:弄清故障现象弄清故障现象(一)柴油机起动困难或不能起动(一)柴油机起动困难或不能起动(1)柴油机起动系统故障表现为起动转速低甚)柴油机起动系统故障表现为起动转速低甚至不能驱动旋转,起动无力。至不能驱动旋转,起动无力。原因原因:气马达损坏,气马达与齿圈啮合不良,气马达损坏,气马达与齿圈啮合不良,气源压力不足,气管线漏气,继气器打不开,气源压力不足,气管线漏气,继气器打不开,油控阀或气控阀失灵。油控阀或气控阀失灵。排除方法:更换修理全气动马达,检查修理。排除方法:更换修理全气动马达,检查修理。(2)燃油供给系统故障,表现为燃油供给系统)燃油供给系统故障,表现为燃油供给系统不供油或供
17、油不正常,柴油机不着火或着火后不供油或供油不正常,柴油机不着火或着火后不能转入正常运转。不能转入正常运转。原因:原因:燃油质量不符合要求或含水,燃油箱安燃油质量不符合要求或含水,燃油箱安装位置过低,高压管线内有空气,燃油管路堵装位置过低,高压管线内有空气,燃油管路堵塞,燃油滤清器堵塞或旋阀未开,输油泵不供塞,燃油滤清器堵塞或旋阀未开,输油泵不供油,喷油器卡死,喷油泵供油提前角不对,喷油,喷油器卡死,喷油泵供油提前角不对,喷油泵弹簧断裂,喷油泵油量调节杆卡住,齿杆油泵弹簧断裂,喷油泵油量调节杆卡住,齿杆不在加油位置,出油阀卡住或出油阀弹簧断裂,不在加油位置,出油阀卡住或出油阀弹簧断裂,喷油压力过
18、高或过低。喷油压力过高或过低。(3)压缩压力不足,表现为压缩无力,漏气现)压缩压力不足,表现为压缩无力,漏气现象严重,由于气缸压缩压力过低,使压缩温度象严重,由于气缸压缩压力过低,使压缩温度低于燃料燃烧温度而不能着火。低于燃料燃烧温度而不能着火。气门漏气、气门座磨损、气门间隙小、气门漏气、气门座磨损、气门间隙小、气门卡死、空气滤清器污堵、进气管道堵塞、气门卡死、空气滤清器污堵、进气管道堵塞、防爆装置蝶门关闭、配气定时不正确、活塞环防爆装置蝶门关闭、配气定时不正确、活塞环磨损严重、活塞环卡住、活塞环开口位置重合、磨损严重、活塞环卡住、活塞环开口位置重合、气缸床损坏、压缩比太小。气缸床损坏、压缩比
19、太小。(4)润滑系统故障。表现为供油压力不足,不)润滑系统故障。表现为供油压力不足,不能使柴油机起动,起动预热供油泵压力不足、能使柴油机起动,起动预热供油泵压力不足、机油温度过低,粘度大,机油压力调节失灵。机油温度过低,粘度大,机油压力调节失灵。(5)使用保养问题。柴油机温度过低,长时间)使用保养问题。柴油机温度过低,长时间连续怠速运转。连续怠速运转。(二)柴油机功率不足(二)柴油机功率不足功率不足是指柴油机在工作时发不出应有的功率。功率不足是指柴油机在工作时发不出应有的功率。这一故障的分析应从柴油机基本工作原理方面去这一故障的分析应从柴油机基本工作原理方面去分析。一定型号的柴油机其所发出的功
20、率主要与分析。一定型号的柴油机其所发出的功率主要与作用在活塞顶上的燃料燃烧所产生的压力大小有作用在活塞顶上的燃料燃烧所产生的压力大小有关,而燃烧压力的大小主要取决于燃料在燃烧室关,而燃烧压力的大小主要取决于燃料在燃烧室中燃烧完善程度,影响燃烧状况的主要因素有;中燃烧完善程度,影响燃烧状况的主要因素有;气缸的进气量,燃烧供给系统的供油质量,供油气缸的进气量,燃烧供给系统的供油质量,供油提前角及气缸内的压缩压力等。当上述条件不满提前角及气缸内的压缩压力等。当上述条件不满足要求时,使柴油机燃烧不良,燃烧压力低,造足要求时,使柴油机燃烧不良,燃烧压力低,造成柴油机转速下降,功率不足。成柴油机转速下降,
21、功率不足。(1)燃油系统故障,表现为燃油系统供油不足,)燃油系统故障,表现为燃油系统供油不足,供油质量不佳,燃油质量差,导致柴油机功率供油质量不佳,燃油质量差,导致柴油机功率不足。不足。燃油质量不好或含水,燃油管路不畅通,燃油质量不好或含水,燃油管路不畅通,燃油滤清器污堵,喷油器卡死,供油定时不正燃油滤清器污堵,喷油器卡死,供油定时不正确,喷油泵柱塞偶件严重磨损,油头伸出高度确,喷油泵柱塞偶件严重磨损,油头伸出高度不合适,喷油泵凸轮严重磨损、调速器拉杆螺不合适,喷油泵凸轮严重磨损、调速器拉杆螺杆旋入太多,喷油泵齿杆伸出长度不够。杆旋入太多,喷油泵齿杆伸出长度不够。以上排除方法:更换喷油泵以上排
22、除方法:更换喷油泵(2)进排气系统故障。表现为进入气缸内的新)进排气系统故障。表现为进入气缸内的新鲜空气不足,气缸内的废气不能排净,充气效鲜空气不足,气缸内的废气不能排净,充气效率低。空气滤清器污堵,进排气道不畅通,配率低。空气滤清器污堵,进排气道不畅通,配气定时不正确,进排气门下陷严重和漏气,气气定时不正确,进排气门下陷严重和漏气,气缸或活塞环处漏气,中冷器脏污进排气凸轮磨缸或活塞环处漏气,中冷器脏污进排气凸轮磨损严重。损严重。以上更换空气滤芯,修理中冷器和缸以上更换空气滤芯,修理中冷器和缸盖。盖。(3)冷却系统故障,表现为进气温度过高,影)冷却系统故障,表现为进气温度过高,影响进气量。进气
23、温度过高,中冷器水路堵塞。响进气量。进气温度过高,中冷器水路堵塞。以上排除方法:通水路,清洗中冷器。以上排除方法:通水路,清洗中冷器。(4)增压气故障,表现为进气压力不足,从而)增压气故障,表现为进气压力不足,从而影响进气量。增压器污垢,进气压力低。影响进气量。增压器污垢,进气压力低。(三)运转不均匀(三)运转不均匀柴油机运转不均匀表现为,转速出现忽高忽低的柴油机运转不均匀表现为,转速出现忽高忽低的 不正常现象。不正常现象。保持柴油机运转均匀的条件有:保持柴油机运转均匀的条件有:各缸发出的功率应相各缸发出的功率应相等,即要求各缸的供油量,供油提前角和压缩压力均应等,即要求各缸的供油量,供油提前
24、角和压缩压力均应相等;相等;各缸内燃烧状况应稳定、均匀;各缸内燃烧状况应稳定、均匀;柴油机所驱柴油机所驱动的负荷应均匀;动的负荷应均匀;调速器应保持良好的工作状态。调速器应保持良好的工作状态。当柴油机相关部件出现故障,使上述条件不能满足时,当柴油机相关部件出现故障,使上述条件不能满足时,便造成柴油机转速忽高忽低现象。便造成柴油机转速忽高忽低现象。柴油机运转不均匀,燃油管路或喷油泵内有空气,喷油柴油机运转不均匀,燃油管路或喷油泵内有空气,喷油器漏油或堵塞,喷油泵弹簧断裂或弹力不足,喷油泵柱器漏油或堵塞,喷油泵弹簧断裂或弹力不足,喷油泵柱塞偶件卡死,喷油泵油量调节齿圈松动,出油阀弹簧断塞偶件卡死,
25、喷油泵油量调节齿圈松动,出油阀弹簧断裂或出油阀卡死,调速器内机油过多,飞铁衬套磨损严裂或出油阀卡死,调速器内机油过多,飞铁衬套磨损严 重,调速器缓冲弹簧断裂或磨损严重。重,调速器缓冲弹簧断裂或磨损严重。(四)排气烟色不正常(四)排气烟色不正常柴油机工作运行时,正常排气烟色一般为淡灰色,负柴油机工作运行时,正常排气烟色一般为淡灰色,负荷较重时,则可能为深灰色。如果柴油机运转时排气荷较重时,则可能为深灰色。如果柴油机运转时排气冒白烟、黑烟或蓝烟,则说明排气烟色不正常。冒白烟、黑烟或蓝烟,则说明排气烟色不正常。(1)排气时冒黑烟,排气时冒黑烟是由于柴油在燃烧室)排气时冒黑烟,排气时冒黑烟是由于柴油在
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