柴油機重大事故性損壞故障分析二例

鈕萬軍

摘要：對柴油機重大事故性損壞故障：活塞斷裂、氣門搖臂斷裂兩例故障產生的原因進行了分析，并提出解決辦法，以減少損失，保證作業安全。

關鍵詞：柴油機;重大事故;故障分析

柴油機工作時，除了會發生一些常見故障外，有時還會發生相當嚴重的、少見的事故性損壞故障，給柴油機使用帶來重大損失，也威脅著操作者的人身安全。因此，了解這些故障產生的原因，使用中注意預防，對減少損失，保證作業安全意義重大。

1活塞斷裂

柴油機在運轉中突然產生很大的敲擊聲，排氣管冒出一陣黑煙，應立即熄火。搖轉柴油機曲軸能轉動，但無壓縮，經檢查為活塞斷裂。

1.1活塞斷裂的原因

（1）柴油機溫度過高。冷卻系統工作不良，有冷卻水滲漏現象而仍然運行發動機，造成高溫狀態下，缸套與活塞咬死，導致活塞斷裂。潤滑系統工作不良，機油未及時更換，或更換劣質機油、更換不合標號機油，或發動機機油不足，導致摩擦、磨損過度，溫度也隨之升高，缸套與活塞咬死，導致活塞斷裂。柴油機長期超負荷工作，或使用中經常猛轟油門，發動機高速大負荷運行致溫度過高、磨損嚴重，長此下去，易導致活塞斷裂。

（2）人工裝配的原因。如活塞與汽缸間隙過小，活塞銷與連桿小頭襯套、活塞銷座孔配合過緊，連桿（瓦）機構松動;安裝活塞銷時活塞未經加熱而猛敲猛打，導致活塞嚴重變形或產生裂紋。

（3）活塞環開口較小、活塞環膠結或斷裂會導致活塞環不能與缸壁緊密貼合，活塞頂的熱量不能及時傳走，同時還會導致高溫氣體下竄，結果使活塞頂及活塞環槽部位因過熱而燒蝕。

（4）進、排氣門與活塞相撞，或活塞銷與活塞銷座孔磨損嚴重，間隙過大，有撞擊現象，導致活塞斷裂，連桿彎曲、活塞與缸套產生偏磨。

（5）活塞質量不合格。若活塞鑄造時存在氣孔、疏松、微裂紋、夾渣等缺陷，則在高溫高壓作用下，這些氣孔、疏松、微裂紋會成為疲勞源而導致疲勞損壞。

1.2活塞斷裂的檢修與預防

（1）更換活塞時應檢查連桿是否彎曲，若連桿彎曲，應校正。

（2）檢查活塞銷與連桿小頭襯套、活塞銷座孔配合是否磨損過大。在冷態時，活塞銷與活塞銷座孔有相對轉動時，應更換活塞。在更換連桿小頭襯套時，連桿小頭襯套壓入連桿襯套孔以后，其內徑需用專用鉸刀鉸削，若無專用鉸刀，可用三角刮刀慢慢刮削，一邊刮，一邊用活塞銷試配，直至配合良好。用專用鉸刀手工鉸削連桿小頭襯套時，把鉸刀夾在鉗臺上。鉸削時，要注意連桿軸線應與鉸刀軸線相垂直，慢慢地邊轉動連桿，邊向下推進鉸削。每鉸一刀以后必須將連桿襯套內切屑擦凈，用活塞銷與連桿小頭襯套試配，鉸好后應保證配合間隙在0010～0046 mm。檢查活塞銷配合的松緊度。將活塞銷事先插入連桿襯套內約20 mm左右，然后用大姆指推動活塞銷，若活塞銷能依靠大姆指的力量緩緩推進連桿襯套，說明間隙合適;若大姆指剛一接觸活塞銷，活塞銷便從連桿襯套內一穿而過，說明間隙過大;若依靠大姆指的力量推不動活塞銷，說明間隙不夠，還需要適當鉸削。

（3）若由于柴油機過熱而引起活塞斷裂，則應找出原因，首先檢查冷卻水是否充足，潤滑油質量是否合格，有無漏水漏油的地方，柴油機運行是否長期超負荷，操作中有沒有猛轟油門的習慣等，找到故障后及時排除。

（4）若活塞頂部有被氣門撞擊的痕跡，應檢查氣門下沉量是否過小、氣門間隙是否過小。

2氣門搖臂斷裂

氣門搖臂折斷時，汽缸蓋罩內發出“咔嚓”響聲，排氣管冒出白煙（進氣門搖臂折斷），或不冒白煙（排氣門搖臂折斷），柴油機即自動停機。

2.1氣門搖臂折斷的原因

（1）氣門導管安裝深度不夠，彈簧上座及氣門鎖夾與氣門導管相碰;搖臂質量不好;活塞碎裂后與氣門撞擊而頂壞搖臂;外來物掉進汽缸;柴油機發生“飛車”事故等。

（2）氣門間隙或減壓機構間隙調整過小，致使氣門碰活塞頂;更換新氣門座圈，由于座圈過高，引起氣門頭部沉入汽缸蓋平面深度不夠，致使氣門頭部與活塞頂部相撞;氣門桿卡死在氣門導管內導致搖臂折斷;配氣正時齒輪嚙合位置不對，或齒輪鍵槽磨損松動，致使柴油機配氣時間錯亂。

2.2氣門搖臂斷裂故障的檢查

（1）拆下汽缸蓋罩，首先檢查氣門導管壓入深度是否足夠，檢查氣門導管及氣門彈簧上座、氣門鎖夾有無因碰撞而產生的痕跡。S195型、l100型柴油機氣門導管壓入汽缸蓋后，凸出高度（從氣門彈簧下座支承面測量）應為20 mm。若凸出的高度過高，氣門到最大升程時，氣門彈簧上座或氣門鎖夾容易與氣門導管相撞，導致氣門搖臂或氣門導管斷裂;若凸出的高度過低，氣門處于關閉狀態時，會導致氣門頭錐形面與導管相碰，使氣門關閉不嚴而漏氣。

（2）若不是由于氣門導管安裝過高，須拆下汽缸蓋，觀察有無外來物掉進汽缸;氣門與活塞頂部是否相撞。若相撞，應檢查氣門間隙或減壓機構間隙是否過小，氣門頭部沉入汽缸蓋平面深度是否過淺（沉入深度進氣門為150～195 mm，排氣門為0.90～1.25 mm）。若過淺，應用氣門鉸刀鉸削。氣門座凡爾線過寬、有麻點或溝槽時也可以用此方法。鉸削步驟如下：①用45°鉸刀粗鉸。②檢查氣門座密封環帶的寬度（標準值為1.2～1.5 mm）。③如密封環帶太寬且偏上，須用15°鉸刀鉸削氣門座上口，縮小氣門密封環帶上方的寬度。④如密封環帶太寬偏下，需用75°鉸刀鉸削氣門座下口，縮小氣門座密封環帶下方寬度。⑤若氣門頭部沉入汽缸蓋平面深度過淺，可加大15°鉸刀鉸削量，將氣門座密封環帶位置降低。⑥用45°鉸刀精鉸氣門座。用柴油或煤油注入進、排氣道檢查氣門密封性。如有滲漏可用研磨砂研磨氣門座。