柴油機不正常響聲診斷分析

王寶記

1 機械敲擊聲

柴油機運動件由于磨損,使配合間隙加大,工作時產(chǎn)生較大的沖擊作用而產(chǎn)生敲擊聲。開始較輕微,隨著磨損加劇而逐漸嚴重。一般是周期性出現(xiàn),并伴隨有柴油機振動加劇現(xiàn)象。此外,柴油機零件損壞或安裝調(diào)整不當,工作時出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象,也會出現(xiàn)不正常的敲擊聲,這類響聲一般是突然出現(xiàn)的。

(1)主軸承的敲擊聲。當主軸承螺母沒有上緊或松動,主軸瓦磨損嚴重或出現(xiàn)燒損現(xiàn)象,或因裝配調(diào)整不當,都會使軸瓦與主軸頸間的間隙加大,柴油機工作時便會產(chǎn)生沖擊作用,而出現(xiàn)敲擊聲。

一般主軸承間隙過大所產(chǎn)生的敲擊聲是鈍啞的,而主軸承燒損后的沖擊聲則較清晰。上述敲擊聲隨著柴油機轉(zhuǎn)速升高和負荷加大將變的更為清晰,并隨著柴油機振動加劇,機油壓力也明顯下降。

主軸承的敲擊聲可通過機體兩側主軸承部位聽到。

(2)連桿軸承敲擊聲。當連桿螺栓沒有上緊、松動或發(fā)生斷裂現(xiàn)象,連桿軸瓦磨損嚴重或燒損,都會使連桿軸瓦與連桿銷之間的間隙增大。柴油機工作時,連桿銷與軸瓦間產(chǎn)生很大的沖擊負荷,而發(fā)出不正常的敲擊聲。

(3)活塞銷敲擊聲。當活塞銷與連桿小頭襯套間隙過大或活塞銷與銷座配合過松時,會產(chǎn)生沖擊作用而發(fā)出不正常沖擊聲。它是一種非常尖銳、音調(diào)甚高而明顯的金屬敲擊聲。當柴油機轉(zhuǎn)速變化時,特別是由高速突降到低速時,從氣缸上部位置處可聽到尖銳”當、當”金屬沖擊聲。低速時響聲緩慢而明顯,猛提轉(zhuǎn)速時,響聲也隨之加大加快。柴油機溫度升高后,響聲不減弱。

(4)活塞環(huán)敲擊聲。因活塞環(huán)折斷;活塞環(huán)與環(huán)槽間隙過大;或由于氣缸套磨損后,氣缸套頂部出現(xiàn)凸肩,使第一道活塞環(huán)與缸套凸肩相碰所造成。如果活塞環(huán)折斷,會發(fā)出“唰、唰”聲響;如果活塞環(huán)與環(huán)槽間隙過大會發(fā)出比較鈍啞的“啪、啪”錘擊聲,隨著轉(zhuǎn)速的聲高,響聲也隨之加大,且會變成較嘈雜的聲音;如果活塞環(huán)碰撞缸套凸肩,則產(chǎn)生金屬碰擊聲。

(5)氣門與活塞碰撞聲。因氣門間隙調(diào)整不正確,使氣門卡在開啟位置;或活塞連桿組安裝不正確,造成氣門與活塞頂面碰撞,發(fā)出沉重而均勻、有節(jié)奏的敲擊聲。柴油機帶負荷運轉(zhuǎn)一段時間,溫度升高后就響的更厲害。

發(fā)現(xiàn)氣門與活塞碰撞,應及時重新調(diào)整氣門間隙,并檢查活塞連桿組安裝位置。

(6)氣門敲擊聲。因氣門間隙過大;氣門桿與氣門導管間隙過大;氣門卡住;凸輪磨損嚴重所造成的。當柴油機低速運轉(zhuǎn)時,較容易聽到連續(xù)不斷、有節(jié)奏的、較輕微的“嗒、嗒”敲擊聲。轉(zhuǎn)速提高時,響聲也隨著提高。若有數(shù)只氣門響,響聲則是“的達、的達”雜亂聲。

發(fā)現(xiàn)氣門敲擊聲,則應及時檢查并調(diào)整氣門間隙。

(7)氣門彈簧折斷的敲擊聲。因氣門彈簧過軟或折斷所造成。它發(fā)出“嚓、嚓”的聲音。嚴重時氣門落下與活塞頂發(fā)生碰撞。而發(fā)出巨響,同時進氣管或排氣管中冒出大量黑煙,發(fā)生活塞及氣缸蓋破壞性事故。

發(fā)現(xiàn)氣門彈簧折斷的敲擊聲,應立即拆檢更換合格彈簧。

2 燃燒過程不正常響聲

(1)噴油時間過早的敲擊聲。因噴油時間過早,使柴油在溫度和壓力較低的情況下噴入燃燒室,造成柴油發(fā)火時間延長,燃燒室內(nèi)積聚較多柴油,一旦發(fā)火,這時柴油同時燃燒,溫度和壓力急劇增長,產(chǎn)生敲擊聲;或噴油時間過早,使活塞還在向上止點移動時柴油便燃燒起來,使壓力增長更快,使之在氣缸內(nèi)產(chǎn)生清脆的“當、當”聲。發(fā)現(xiàn)上述不正常響聲,應及時檢查并調(diào)整供油提前角。

(2)噴油器滴油的敲擊聲。因噴油器針閥卡在噴油位置;或噴油泵出油閥因磨損嚴重或卡住而失去作用,不能及時地開啟與關閉,造成噴油嘴處滴油現(xiàn)象,從而引起氣缸內(nèi)無一定節(jié)奏、清脆、響亮的金屬敲擊聲。與此同時,排氣管也會出現(xiàn)放炮聲和冒灰白色煙,出現(xiàn)柴油機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

發(fā)現(xiàn)上述異常聲響,應檢查噴油器和出油閥,并進行清洗和修復,必要時更換新件。

(3)噴油泵的不正常響聲。因柱塞偶件之間配合不良,潤滑不佳時,會發(fā)出刺耳的怪聲。此時因立即拆檢。

工作時若噴油壓力過高時,噴油泵內(nèi)便發(fā)出“呼、呼”的響聲,而且響聲總是在噴油時發(fā)生的。原因是噴油器的油孔堵塞,應及時進行拆檢、清洗。

(4)活塞環(huán)的漏氣聲。因活塞環(huán)和缸套嚴重磨損;活塞環(huán)開口間隙過大或各環(huán)開口安裝位置重口;活塞環(huán)彈力不足;氣缸套內(nèi)壁上有溝槽;活塞環(huán)卡在環(huán)槽內(nèi)等原因,造成活塞環(huán)漏氣,會發(fā)出空洞的“鏗、鏗”聲。與此同時,曲軸箱呼吸器處有大量煙氣冒出。

輕微的漏氣聲,通過柴油機一定時間運轉(zhuǎn),使活塞環(huán)與氣缸套進行磨合后,便會逐漸消失。嚴重的漏氣聲一般不能磨合消失,相反卻會使燃燒過程惡化,功率下降,機油消耗增多。

3 齒輪的敲擊聲

正常情況下齒輪之間有一定的嚙合間隙,工作時會發(fā)出輕微的響聲,這對柴油機的工作和壽命影響不大,是屬于正常現(xiàn)象。

當因某些原因使齒輪之間正常嚙合狀態(tài)被破壞后,工作時便會發(fā)出“咔啦、咔啦”的金屬碰撞聲。

在柴油機降低轉(zhuǎn)速時的響聲,往往大于提高轉(zhuǎn)速時的響聲。

造成齒輪不正常嚙合的原因有,齒輪側面間隙過大或過小;齒面磨損嚴重或有刮痕;有斷齒現(xiàn)象;齒輪軸承間隙過大,或支撐軸松動等。

當發(fā)現(xiàn)齒輪有嚴重的敲擊聲后,應進行檢查,找出原因,及時排除。

4 柴油機振動大造成的響聲

柴油機振動現(xiàn)象是由于其結構上出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象,或各項工作過程不平衡所引起的。嚴重的振動現(xiàn)象往往伴隨有異常響聲,用手觸摸柴油機機體時,有麻木的感覺。嚴重的振動可使柴油機零件受到疲勞載荷作用而損壞,并使軸承油膜遭受破壞,造成零件嚴重磨損,并將大大縮短柴油機的使用壽命,甚至無法工作。

引起柴油機振動大的主要原因:(1)零件加工或裝配不合格,使柴油機結構不平衡。如:曲軸組未經(jīng)動平衡試驗和調(diào)整;飛輪未經(jīng)靜平衡試驗和調(diào)整,或其安裝位置不正;各缸活塞連桿組重量不一致;曲軸發(fā)生彎曲變形,或軸承間隙過大。(2)各缸工作過程不平衡。造成的主要原因有:各缸供油量不均勻,供油提前角不一致;各缸噴油壓力不一致;各缸壓縮比不一致等。(3)柴油機安裝不正確。如:柴油機曲軸軸線與被驅(qū)動機械軸線不同軸;被驅(qū)動機械轉(zhuǎn)子組不平衡;柴油機安裝基礎不牢固,固定螺栓松動等。

參考文獻

[1] 趙士航.燃氣輪機結構.北京:機械工業(yè)出版社,1983.

[2] 母忠林.柴油機維修技巧與故障案例分析.北京:機械工業(yè)出版社,2009.