柴油機工作異常故障分析與排除

趙得倉

摘 要： 對柴油機工作中常見的異常現象，排氣煙色異常、溫度異常、運轉時響聲異常、消耗異常等進行了分析，幫助用戶查找故障原因，解決使用中遇到的實際問題。

關鍵詞： 柴油機;工作異常;故障分析

中圖分類號： S218.5? ? ? ? ?文獻標識碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.047

0 引言

柴油機工作正常所表現的特征我們都熟悉，如煙色正常、溫度正常、無異響、消耗正常等。如果柴油機工作中出現與正常工作時不同的現象，說明柴油機工作異常，此時要查找異常現象產生的原因，加以排除，以避免對柴油機產生更大損傷。

1 柴油機排氣煙色異常

柴油機正常運行時，其排氣煙色為無色。柴油機排氣煙色異常，是指柴油機運轉基本正常的情況下，排氣冒黑煙、藍煙或白煙。

1.1 產生原因

（1）排氣冒黑煙的主要原因有：負荷過重、進排氣管不暢、供油過遲（或過量或不均）、氣門或汽缸套與活塞環間隙過大、密封不良。

（2）排氣冒藍煙是燒機油的表現，主要原因是：機油竄進燃燒室，這是由于活塞環與汽缸套間隙過大，或活塞環“上”與“下”方向裝反，或者是油底殼或空濾器（油濾式）加注的機油過多。

（3）排氣冒白煙的主要原因有：燃油中有混水;冷卻水進入燃燒室;柴油機工作溫度過低;噴油器出現壓力不足或者霧化不良等。

1.2 判斷及排除

1.2.1 排氣冒黑煙

柴油機排氣冒黑煙，首先應檢查柴油機的負荷，若長時期超負荷運行而冒黑煙，就應減輕負荷;進、排氣不暢，柴油燃燒不完全也會冒黑煙，所以要檢查空濾器和消聲器及排氣管。上述檢查正常后，柴油機仍冒黑煙，則檢查汽缸、活塞與氣門，看氣門是否漏氣，活塞與汽缸間隙是否過大或密封不嚴。然后再檢查燃油系統有無故障：如供油過量，霧化不良，各缸供油不均，供油過遲等。這些可通過拆檢噴油器、調整供油提前角來排除。最后檢查氣門是否漏氣或活塞環與汽缸套間隙是否過大，并根據故障部位，用拆檢、研磨、調整等方法修復。

1.2.2 排氣冒藍煙

引起排氣冒藍煙的主要原因是竄機油或機油過量，以致機油進入燃燒室燃燒而形成。發生這種故障時，首先應檢查柴油機潤滑油是否加注過多，若潤滑油量正常，則檢查活塞環，活塞環與汽缸間隙過大、活塞環裝配不當、活塞環牙口重合或膠結等，都會引起竄機油而出現冒藍煙的現象。

1.2.3 排氣冒白煙

首先判斷柴油中是否有水，用手接近運轉著的柴油機排氣管出口，如白煙過后手上留下水珠，表明燃料中有水或有水進入燃燒室。如果在高溫負荷作業下運轉也會出現白煙，說明是冷卻水進入燃燒室。如果在柴油機溫度較低階段排氣管冒白煙，柴油機溫度升高以后逐漸變成冒黑煙，排氣管還會發出不規則的“放炮聲”，這多是由于噴油器滴油所致。

2 柴油機溫度異常

柴油機的工作溫度范圍對柴油機的動力性、經濟性以及安全可靠性有很大的影響。當冷卻系水溫在40 ℃左右時，柴油機油耗增加30%左右，而功率卻下降10%左右。若冷卻水溫升到120 ℃，柴油機功率下降5%左右，而油耗也增高。只有在冷卻水溫為80～95 ℃時，柴油機處于最佳工作狀態。而冷卻水溫從80 ℃降到30 ℃時，金屬零件的磨損量約增加5倍。因此，當發動機冷卻水溫或機油溫度不在最佳工作范圍內時，就認為發動機有故障。

2.1 產生原因

（1）柴油機過熱的原因主要有：冷卻水量不足;冷卻系統散熱不良，如水箱、機體水套水垢多，節溫器損壞，水泵損壞，風扇皮帶松弛、斷裂等;其它故障如超負荷運行，供油提前角不對，燃燒室有積碳等。

（2）機油溫度過高的故障原因是：機油牌號、機油量不合規定，機油壓力、流量小，軸承間隙過小，活塞環漏氣等。

（3）柴油機過冷的原因主要有：①儀表指示不對或失靈;②節溫器關不嚴或失靈。

2.2 判斷及排除

（1）冷卻水量不足，發動機過熱。首先檢查冷卻系各部分是否漏水，如各部分都正常，則加足冷卻水。若仍然過熱，則檢查水箱或缸體水套是否水垢太多以致影響散熱。

（2）冷卻水量足但發動機過熱。首先檢查百葉窗是否打開或開度不足，風扇皮帶是否松弛或打滑。其次檢查散熱器水管是否堵塞，或節溫器有無失效，這些都會影響冷卻水循環，而導致柴油機過熱。如以上部位都正常而柴油機仍然過熱，則檢查是否存在下列問題：供油提前角不正確;排氣門間隙過大;燃燒室積碳過多或油底殼機油量不足。

（3）運行中發動機突然過熱。多是由于風扇皮帶斷裂、節溫器損壞或冷卻系出現嚴重漏水導致的。

（4）發動機過冷。這種故障一般發生于冬季或高寒地區，這時應首先檢查百葉窗是否關嚴，氣溫過低時保溫罩缺失，潤滑油是否過多。其次檢查節溫器是否失效，或者是儀表指示有無失靈。

3 柴油機運轉時響聲異常

如果發動機在運轉過程中，伴隨有其他聲響，如發出間歇或連續的金屬敲擊聲、連續的金屬摩擦聲等，即表明發動機運轉不正常，這種聲響稱為柴油機異響。

3.1 產生原因

（1）著火敲擊聲產生的主要原因：發出的響聲是不均勻的響聲，故障可能是供油時間過早、個別汽缸供油量過大、各缸噴油器的噴霧狀況不一致、各缸壓縮力不一致。如果是均勻而粗暴的響聲，可能是供油時間過早、發動機負荷過大、發動機溫度過高、所用柴油品質不符合技術要求導致的。

（2）活塞敲缸的主要原因：連桿軸頸與主軸頸不平行、連桿彎曲、連桿襯套軸向偏斜等造成的活塞偏缸導致敲缸。

（3）主軸承響的主要原因：曲軸主軸頸及軸承磨損過多或軸瓦燒蝕使間隙增大。

（4）氣門敲擊聲的主要原因：由于氣門間隙調整不當或是推桿彎曲、搖臂撞頭、搖臂襯套磨損、挺柱與凸輪偏磨，致使氣門間隙過大。

3.2 判斷及排除

（1）著火敲擊聲的診斷。當柴油機由怠速或低速往中、高速急加油門試驗。如果油門加大的越急，響聲越嚴重，發動機轉速升高后以及迅速收回油門時，響聲減弱或消失，轉速降低后響聲又有所恢復，可初步斷定為著火敲擊聲。

（2）活塞敲缸的診斷。活塞敲缸聲是曲軸每轉一次，上、下止點處各響一次。多數是由于汽缸與活塞間隙過大導致發響。向懷疑發響的汽缸注入20 mL左右的新機油，響聲減弱或消失，說明活塞與汽缸配合間隙偏大。

（3）主軸承響的診斷。檢查時，可反復改變發動機轉速或突然加速提高發動機轉速，大轟油門時，響聲隨轉速升高而變大，改變轉速的同時在軸承部位傾聽，其響聲較大，出現沉重的“當、當、當”響聲，發動機有抖動現象，說明是曲軸軸承響。

（4）氣門敲擊聲。負荷、溫度、缸位對響聲無影響。轉速增高響聲增大，節奏加快。怠速、低速時響聲明顯，中速以上變得模糊雜亂，可判斷為氣門敲擊聲。

4 柴油機消耗異常

4.1 產生原因

（1）燃油消耗量過大的原因。燃油消耗量過大的主要原因是燃油在汽缸內燃燒不充分，因此有部分燃油未能完全燃燒就被排出。產生這種故障的原因是燃油系工作不正常、汽缸壓縮力不足，此外還有可能是柴油質量不好或泄漏。

（2）機油消耗量過大的原因。機油消耗量過大的主要原因是機油滲漏、機油燒損等。

（3）冷卻水消耗量過大的原因。冷卻水消耗量過大的原因主要是滲漏。

4.2 判斷及排除

（1）燃油消耗量過大。首先檢查柴油質量是否合符要求，燃油管路和接頭有無滲漏。若都正常，再檢查空濾器和進、排氣岐管與總管是否堵塞。排除上述故障后如仍然燃燒不良，則檢查氣門間隙是否正確，汽缸壓縮力是否不足。其次檢查供油提前角是否正確，全負荷調整螺釘是否松動，怠速調整是否適當。最后檢查輸油泵進油濾網是否堵塞，噴油泵和噴油器是否工作不良。

（2）機油消耗量過大。首先檢查機油有無外漏情況。消除外漏不能只靠擰緊連接螺栓，還應當注意檢查接合面上密封墊的質量。其次觀察排氣顏色，當冒出的氣體是藍色時，說明有機油被燃燒。此時，擰下曲軸箱上的注油螺塞，如果從注油口向外冒藍煙，說明機油超耗是活塞環嚴重磨損引起的。如果注油口不冒煙，說明機油超耗可能是由于氣門導管的損壞或氣門導套間隙過大導致的。

（3）冷卻水消耗量過大。首先檢查外部如水泵、散熱器、上下水管等處是否漏水，再檢查汽缸蓋、汽缸蓋墊片、機體等是否損壞或有裂紋。