柴油机工作异常故障分析与排除
赵得仓
摘 要： 对柴油机工作中常见的异常现象，排气烟色异常、温度异常、运转时响声异常、消耗异常等进行了分析，帮助用户查找故障原因，解决使用中遇到的实际问题。
关键词： 柴油机;工作异常;故障分析
中图分类号： S218.5? ? ? ? ?文献标识码： A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.047
0 引言
柴油机工作正常所表现的特征我们都熟悉，如烟色正常、温度正常、无异响、消耗正常等。如果柴油机工作中出现与正常工作时不同的现象，说明柴油机工作异常，此时要查找异常现象产生的原因，加以排除，以避免对柴油机产生更大损伤。
1 柴油机排气烟色异常
柴油机正常运行时，其排气烟色为无色。柴油机排气烟色异常，是指柴油机运转基本正常的情况下，排气冒黑烟、蓝烟或白烟。
1.1 产生原因
（1）排气冒黑烟的主要原因有：负荷过重、进排气管不畅、供油过迟（或过量或不均）、气门或汽缸套与活塞环间隙过大、密封不良。
（2）排气冒蓝烟是烧机油的表现，主要原因是：机油窜进燃烧室，这是由于活塞环与汽缸套间隙过大，或活塞环“上”与“下”方向装反，或者是油底壳或空滤器（油滤式）加注的机油过多。
（3）排气冒白烟的主要原因有：燃油中有混水;冷却水进入燃烧室;柴油机工作温度过低;喷油器出现压力不足或者雾化不良等。
1.2 判断及排除
1.2.1 排气冒黑烟
柴油机排气冒黑烟，首先应检查柴油机的负荷，若长时期超负荷运行而冒黑烟，就应减轻负荷;进、排气不畅，柴油燃烧不完全也会冒黑烟，所以要检查空滤器和消声器及排气管。上述检查正常后，柴油机仍冒黑烟，则检查汽缸、活塞与气门，看气门是否漏气，活塞与汽缸间隙是否过大或密封不严。然后再检查燃油系统有无故障：如供油过量，雾化不良，各缸供油不均，供油过迟等。这些可通过拆检喷油器、调整供油提前角来排除。最后检查气门是否漏气或活塞环与汽缸套间隙是否过大，并根据故障部位，用拆检、研磨、调整等方法修复。
1.2.2 排气冒蓝烟
引起排气冒蓝烟的主要原因是窜机油或机油过量，以致机油进入燃烧室燃烧而形成。发生这种故障时，首先应检查柴油机润滑油是否加注过多，若润滑油量正常，则检查活塞环，活塞环与汽缸间隙过大、活塞环装配不当、活塞环牙口重合或胶结等，都会引起窜机油而出现冒蓝烟的现象。
1.2.3 排气冒白烟
首先判断柴油中是否有水，用手接近运转着的柴油机排气管出口，如白烟过后手上留下水珠，表明燃料中有水或有水进入燃烧室。如果在高温负荷作业下运转也会出现白烟，说明是冷却水进入燃烧室。如果在柴油机温度较低阶段排气管冒白烟，柴油机温度升高以后逐渐变成冒黑烟，排气管还会发出不规则的“放炮声”，这多是由于喷油器滴油所致。
2 柴油机温度异常
柴油机的工作温度范围对柴油机的动力性、经济性以及安全可靠性有很大的影响。当冷却系水温在40 ℃左右时，柴油机油耗增加30%左右，而功率却下降10%左右。若冷却水温升到120 ℃，柴油机功率下降5%左右，而油耗也增高。只有在冷却水温为80～95 ℃时，柴油机处于最佳工作状态。而冷却水温从80 ℃降到30 ℃时，金属零件的磨损量约增加5倍。因此，当发动机冷却水温或机油温度不在最佳工作范围内时，就认为发动机有故障。
2.1 产生原因
（1）柴油机过热的原因主要有：冷卻水量不足;冷却系统散热不良，如水箱、机体水套水垢多，节温器损坏，水泵损坏，风扇皮带松弛、断裂等;其它故障如超负荷运行，供油提前角不对，燃烧室有积碳等。
（2）机油温度过高的故障原因是：机油牌号、机油量不合规定，机油压力、流量小，轴承间隙过小，活塞环漏气等。
（3）柴油机过冷的原因主要有：①仪表指示不对或失灵;②节温器关不严或失灵。
2.2 判断及排除
（1）冷却水量不足，发动机过热。首先检查冷却系各部分是否漏水，如各部分都正常，则加足冷却水。若仍然过热，则检查水箱或缸体水套是否水垢太多以致影响散热。
（2）冷却水量足但发动机过热。首先检查百叶窗是否打开或开度不足，风扇皮带是否松弛或打滑。其次检查散热器水管是否堵塞，或节温器有无失效，这些都会影响冷却水循环，而导致柴油机过热。如以上部位都正常而柴油机仍然过热，则检查是否存在下列问题：供油提前角不正确;排气门间隙过大;燃烧室积碳过多或油底壳机油量不足。
（3）运行中发动机突然过热。多是由于风扇皮带断裂、节温器损坏或冷却系出现严重漏水导致的。
（4）发动机过冷。这种故障一般发生于冬季或高寒地区，这时应首先检查百叶窗是否关严，气温过低时保温罩缺失，润滑油是否过多。其次检查节温器是否失效，或者是仪表指示有无失灵。
3 柴油机运转时响声异常
如果发动机在运转过程中，伴随有其他声响，如发出间歇或连续的金属敲击声、连续的金属摩擦声等，即表明发动机运转不正常，这种声响称为柴油机异响。
3.1 产生原因
（1）着火敲击声产生的主要原因：发出的响声是不均匀的响声，故障可能是供油时间过早、个别汽缸供油量过大、各缸喷油器的喷雾状况不一致、各缸压缩力不一致。如果是均匀而粗暴的响声，可能是供油时间过早、发动机负荷过大、发动机温度过高、所用柴油品质不符合技术要求导致的。
（2）活塞敲缸的主要原因：连杆轴颈与主轴颈不平行、连杆弯曲、连杆衬套轴向偏斜等造成的活塞偏缸导致敲缸。
（3）主轴承响的主要原因：曲轴主轴颈及轴承磨损过多或轴瓦烧蚀使间隙增大。
（4）气门敲击声的主要原因：由于气门间隙调整不当或是推杆弯曲、摇臂撞头、摇臂衬套磨损、挺柱与凸轮偏磨，致使气门间隙过大。
3.2 判断及排除
（1）着火敲击声的诊断。当柴油机由怠速或低速往中、高速急加油门试验。如果油门加大的越急，响声越严重，发动机转速升高后以及迅速收回油门时，响声减弱或消失，转速降低后响声又有所恢复，可初步断定为着火敲击声。
（2）活塞敲缸的诊断。活塞敲缸声是曲轴每转一次，上、下止点处各响一次。多数是由于汽缸与活塞间隙过大导致发响。向怀疑发响的汽缸注入20 mL左右的新机油，响声减弱或消失，说明活塞与汽缸配合间隙偏大。
（3）主轴承响的诊断。检查时，可反复改变发动机转速或突然加速提高发动机转速，大轰油门时，响声随转速升高而变大，改变转速的同时在轴承部位倾听，其响声较大，出现沉重的“当、当、当”响声，发动机有抖动现象，说明是曲轴轴承响。
（4）气门敲击声。负荷、温度、缸位对响声无影响。转速增高响声增大，节奏加快。怠速、低速时响声明显，中速以上变得模糊杂乱，可判断为气门敲击声。
4 柴油机消耗异常
4.1 产生原因
（1）燃油消耗量过大的原因。燃油消耗量过大的主要原因是燃油在汽缸内燃烧不充分，因此有部分燃油未能完全燃烧就被排出。产生这种故障的原因是燃油系工作不正常、汽缸压缩力不足，此外还有可能是柴油质量不好或泄漏。
（2）机油消耗量过大的原因。机油消耗量过大的主要原因是机油渗漏、机油烧损等。
（3）冷却水消耗量过大的原因。冷却水消耗量过大的原因主要是渗漏。
4.2 判斷及排除
（1）燃油消耗量过大。首先检查柴油质量是否合符要求，燃油管路和接头有无渗漏。若都正常，再检查空滤器和进、排气岐管与总管是否堵塞。排除上述故障后如仍然燃烧不良，则检查气门间隙是否正确，汽缸压缩力是否不足。其次检查供油提前角是否正确，全负荷调整螺钉是否松动，怠速调整是否适当。最后检查输油泵进油滤网是否堵塞，喷油泵和喷油器是否工作不良。
（2）机油消耗量过大。首先检查机油有无外漏情况。消除外漏不能只靠拧紧连接螺栓，还应当注意检查接合面上密封垫的质量。其次观察排气颜色，当冒出的气体是蓝色时，说明有机油被燃烧。此时，拧下曲轴箱上的注油螺塞，如果从注油口向外冒蓝烟，说明机油超耗是活塞环严重磨损引起的。如果注油口不冒烟，说明机油超耗可能是由于气门导管的损坏或气门导套间隙过大导致的。
（3）冷却水消耗量过大。首先检查外部如水泵、散热器、上下水管等处是否漏水，再检查汽缸盖、汽缸盖垫片、机体等是否损坏或有裂纹。
