书城工业船舶动力装置故障诊断技术
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第9章 船用柴油机故障 (9)

1.油底壳漏油

(1)油底壳因撞损漏油。

(2)油底壳固紧螺栓松退或断裂。

(3)放油(放水)螺塞脱落或未装上,或者即使已装上却未拧紧。

(4)油底壳垫损坏或未装上。

(5)油底壳变形、拱翘。

(6)油底壳材质差,有砂眼、裂痕。

2.油底壳螺栓经常断脱

(1)铸造的油底壳重量太重。

(2)紧固螺栓质量差,承受不了铸造油底壳的重量。

(3)油底壳螺栓拧紧力不足或拧紧力不均。

(4)柴油机振动严重。

3.油底壳变形或破裂

(1)油底壳撞损,拆装时整台柴油机重量承受在油底壳上,致使其被压坏变形。

(2)柴油机振动严重或因碰撞异物变形。

(3)焊接油底壳脱焊、断焊。

(4)柴油机连杆断裂,打坏油底壳。

(5)油底壳材质太差。

五、汽缸套常见故障特征与原因

1.汽缸套早期磨损

(1)特征:短期内在汽缸套上始点部位出现明显台阶,拉痕。

(2)原因:①尘埃进入汽缸内或积炭严重。

②柴油机燃烧不正常,工作粗糙。

③柴油机过热,超速、超负荷运转。

④机油压力太低或油质不好。

⑤长期怠速运转。

⑥空气滤清器已破损或未装滤芯,致使运装的水泥、煤炭、砂石等灰尘被吸入汽缸。

⑦燃油含腐蚀性物质过多。

2.汽缸套支承肩胛处断裂

(1)特征:汽缸套支承肩胛处断裂、裂纹,甚至整个支承肩胛裂开。

(2)原因:①安装不当。支撑面不平或不清洁,有异物黏附;汽缸套凸出部分过高或过低;装汽缸套时压紧力或敲击力不合理;汽缸套型号不合;汽缸套未装正,压紧力偏移将其压断。

②柴油机过热时突然急冷。

③汽缸盖螺栓拧紧力过大或未按规定顺序拧紧。

④机体变形。

⑤汽缸套肩胛支承部位被腐蚀或有裂纹。

3.汽缸套内壁拉伤

(1)特征:汽缸套内壁出现不均匀或不规则边缘沟痕,有时可见汽缸壁上的活塞金属熔焊物。

(2)原因:汽缸套与活塞在润滑不良的情况下工作,引起缸套与活塞直接接触,形成表面拉伤,具体原因分述如下。

①缺机油润滑或机油质量太差。

②柴油机过热或超负荷运转。

③机体变形,致使缸套安装变形过大。

④空气滤芯破损或未装滤芯,致使尘埃(水泥、煤炭灰、砂石等物)进入汽缸内。

⑤使用不当。经常超负荷、超转速运转或启动后就加速加载。

4.汽缸套产生穴蚀

(1)特征:汽缸套外壁出现密集状群孔或蠕虫状、条沟状凹坑,严重时穿孔漏气、漏水。

(2)原因:①冷却水未经处理,受砂、金属杂物侵蚀。

②过多的泥沙积垢和沉积物阻塞,致使冷却水流动不畅。

③冷却水温度过低或过高。

④柴油机工作猛烈,振动剧烈。

⑤节温器或散热器失灵。

六、新装汽缸套为何断裂

笔者在一船上观测一台4135AG型柴油机时,发现新换的1缸和4缸的缸套断裂,经检查分析,发现造成缸套断裂的原因有以下几点:

(1)各缸缸套凸出机体平面部分的高度相差过大。如若装入机体的1缸和4缸套比其他缸套高出0.45mm,这种情况就不好。当没有柴油机说明书时,应测量并记录原缸套数据,换新缸套应以此数据为依据。如果各缸套凸出机体平面的部分相差太大,可用垫片安置在机体肩胛处作调整,从而使其保持原始数据。此外,各缸套凸出机体平面的部分相差太大,对于公用缸盖来说,拧紧缸盖螺栓时则常出现顶坏缸盖或压坏缸套的情况。

(2)未垫汽缸垫或汽缸垫厚度小于缸套凸出机体平面高度。装压缸套时,使缸盖平面直接与缸套内圈凸缘接触,拧紧缸盖螺栓时的全部力集中在缸套内圈凸缘上,机体肩胛处支撑着缸套颈,此时的接触面产生一种大小相等,方向相反的作用力,如果两点作用力相对在同一直线上,超过扭力极限时,则不是压坏缸套就是损坏机体肩胛,当缸套凸缘处的作用偏离机体肩胛面而产生过大扭力时,缸套承受力超过极限使缸套颈部压断。

(3)缸套安装不正,缸套颈部偏离机体凹形圈,因所受压紧力偏移而被压断。

(4)拧紧缸盖螺帽的扭力过大。利用缸盖螺栓压缸套时拧紧螺帽的扭力太大,也会压坏缸套。新装缸套不要一次拧紧,更不要用力过猛,应注意拧紧螺帽的力矩和对角顺序,最好按柴油机说明书中的规定,用扭力扳手按对角顺序拧紧螺帽。

七、如何消除汽缸套水垢

以柴油机为主、副机的船舶,不可忽视清洗汽缸套外表面的水垢,尤其是采用江河水直接冷却柴油机的船,更要及时清洗。

采取什么办法能清除汽缸套水垢呢?可用清洗液清洗。清洗液由水、苏打(Na2CO4)和水玻璃(Na2SiO3)配制,即1L水中加入40g苏打和10g水玻璃。清洗时将水箱和机体中的水放净,把配制的清洗液慢慢灌入柴油机冷却水腔内,10min左右,待水垢发生化学反应后开车运转至水温达60 ℃时停车,放出清洗液,然后旋出柴油机上的水道螺塞,检查清洗情况。如果水垢过多,可按上述方法重复清洗,清洗完毕后用清水冲两次,排尽污水,灌入新的冷却水,开车20min即可。根据笔者实践,视其冷却水质量,一般在柴油工作500~1000h后应清洗1次,至于汽缸套部的沉积物,可旋出机体上的放水螺塞将其掏出。

第十节 柴油机综合性的其他问题

一、柴油机不能启动

1.使用问题

(1)启动空气瓶内气压不足;电启动柴油机则可能是电瓶电力不足。

(2)油门开关没有在启动位置。

(3)油箱内无油或放油开关未打开。

(4)空气分配盘定时错误。

(5)空气分配盘组配合不良,严重磨损漏气。

(6)冷气阀或启动管积炭过多而阻塞。

(7)电启动柴油机:①启动机故障。

②启动电线太长、太小。

③电瓶桩头氧化、接触不良。

④电瓶短路断电。

(8)柴油机过冷,机油黏度太大,流动性差。

(9)柴油机带有负荷。

2.燃油系统问题

(1)燃油管路中有水或混进空气。

(2)燃油不合格,有水或残质油。

(3)燃油管阻塞,特别是胶质油管易老化,常因内孔膨胀而阻塞。

(4)进油管接头漏油,启动时混进空气。

(5)燃油滤清器或进油滤网未清洗而阻塞。

(6)喷油器有60%的油嘴不喷油。

(7)供油提前角不对。

(8)调速器故障。

(9)油泵传动轴或喷油泵凸轮轴滚键。

(10)喷油泵连接组件松退、位移。

3.配气机构问题

(1)进排气门严重漏气。

(2)有50%的缸气门弹簧折断。

(3)配气角度错误。

(4)空气滤芯或进气管阻塞。

(5)排气管阻塞,新装排气管垫孔未打通。

(6)配气齿轮退出或滚键。

4.运动件有毛病

(1)活塞严重磨损漏气,无压缩压力。

(2)活塞、汽缸套、活塞环磨损超过极限。

(3)活塞环折断、卡死在缸内。

(4)缺水、缺油,活塞卡死在缸内。

(5)连杆瓦、曲轴(大瓦),烧瓦已抱轴。

(6)前后推力轴承、推力瓦或飞轮壳卡死曲轴。

二、柴油机运转不稳定

1.调速器运转不稳定

(1)飞铁组件磨损间隙大,造成工作不灵,卡滞。

(2)调速器缓冲弹簧折断,失去弹力。

(3)调速器齿杆不灵活而抖动。

(4)柴油机转速过低,致使调速器失去自动调速性能。

2.燃油供给失常

(1)各缸喷油量不均。

(2)有个别喷油器不喷油。

(3)出油阀关闭不严,漏油。

(4)各缸喷油时间调整不一或调节齿松动。

(5)燃油中有空气或水分。

3.其他问题

(1)个别汽缸不工作。

(2)定时齿轮前后窜动或脱掉。

(3)负荷变化频繁。

(4)齿轮箱离合片打滑。

(5)尾轴传动组件的传递功率不稳定。

(6)江河的水流影响。

三、柴油机功率不足

1.柴油机自身的问题

(1)燃油供给系统及调速器故障。

①喷油雾化不良,个别喷油嘴不喷油、滴油或喷油成线。

②喷油压力过低或喷孔阻塞。

③喷油泵故障。

④柴油滤清器芯太脏,未清洁。

⑤供油提前角调整不对。

⑥调速弹簧折断或弹力不足。

⑦油门开关不到位,调速拉杆阻滞。

⑧燃油质量太差。

⑨柴油机过热。

(2)配气机构故障。

①进气不通畅,致使进气量不足。

②空气滤芯被污物粘住,似阻非阻。

③外接排气管太小太长,排气背压力增加。

④排气不畅,有异物阻塞。

⑤进排气门漏气。

⑥进排气的正时不准确。

⑦启动管路及冷气阀门漏气。

(3)柴油机其他方面的故障。

①转速太低。

②柴油机漏气,致使压缩力不足。

③活塞与汽缸磨损间隙太大或活塞环过度磨耗。

④机油压力太低,造成润滑不良。

⑤柴油机运动机件不灵活。

2.齿轮箱出现毛病

(1)工作油压太低,造成离合片打滑。

(2)离合片不平,传递能力差。

(3)传动部件卡滞,运转不灵活。

(4)柴油机与齿轮箱的匹配比速太小或太大。

(5)齿轮箱严重发热。

3.尾轴传动组件出现问题

(1)柴油机与螺旋桨匹配负荷过重或过轻。

(2)尾轴传动组件阻滞,旋转不灵活。

(3)螺旋桨缺损。

(4)螺旋桨被异物缠住。

(5)尾轴管无油,干摩擦。

四、柴油机运转时发出异响声

1.上部的响声

(1)进排气门调整间隙过大,发出有节奏的金属敲击声。

(2)进气门座及气门烧损,进气管内发出"吧吧吧......"声。

(3)排气门座及气门烧损,在排气管出口处可听到"吧、吧"声。

(4)气门关闭不严漏气或汽缸垫冲坏漏气,可听到"嘶嘶"声。

(5)气门调节螺钉与推杆球面无油润滑,在缸盖处可听到"吱吱"声。

(6)气门弹簧折断、推杆弯曲、推杆导管磨坏、可听到"嘶、嘶"声。

(7)活塞顶气门,在缸盖处可听到沉重而有节奏的敲击声。用手触摸罩壳上摇背座螺栓头,会感到振动,严重时螺栓帽难固紧。

(8)燃油中混入空气或微量水分,排气声中产生"拍、拍"声。个别油嘴孔阻塞也会发出同样的响声。

(9)涡轮增压器叶轮擦壳或轴串动,可听到磨撞声。

2.中部的响声

(1)活塞与缸套磨损间隙太大,产生沉重的碰缸敲打声。

(2)活塞销与连杆小头衬套间隙太大,与孔活动走外圆,可听到上下移动的"嗒嗒"声。

(3)活塞环在环槽中的间隙过大,产生微微的敲击声。

(4)喷油时间过早,可听到缸内发出有节奏的清脆敲击声。

(5)喷油时间过迟,缸内发出低沉不清晰的敲击声。

(6)汽缸内无油润滑时发出摩擦的"沙沙"声。

3.下部的响声

(1)曲轴瓦间隙过大,当突然降速时,可听到沉重的敲击声。

(2)装有滚动轴承的曲轴,轴承垮架或损坏,在运转时发出"霍霍"声。

(3)推力轴承或止推瓦磨损严重,造成曲轴轴向间隙过大,导致曲轴前后游动,沿机体下可听到曲轴串动的撞击声。

(4)连杆瓦与曲轴颈配合间隙过大,沿曲轴箱可听到金属撞击声。

(5)柴油机固紧螺栓松动或损坏,振动加剧,发出抖动声。

4.机身前后端发出异响声

(1)前端的响声

①皮带轮固紧螺栓松退,皮带轮退出,可听到皮带轮挠动而产生"嗒嗒"声。

②皮带轮使用的三角带太紧,发出"吱吱"声。

③齿轮磨损,齿隙太大,可听到齿轮室内的撞击声。

④止退失灵,紧帽松退,齿轮松退发出撞击声。

⑤滚动轴承损坏,发出尖锐的响声。

(2)后端的响声

①传递了齿轮箱的异响声。

②飞轮壳发出异响声。

③柴油机飞轮发出的异响声。

要诊断柴油机的异响声,必须掌握各零部件的异响声特征,然后看、听结合。要准确少误,借助听诊器诊断,不妨一试。

五、柴油机发生振动

(1)基础不稳固:①机座面板及衬板太薄太软,间距太宽。

②焊接质量太差:脱焊、裂焊、断焊。

③机座螺栓松动、断裂。

④机座垫板调整不当,安装质量太差。

(2)运动部件失去旋转平衡:①各缸活塞连杆组重量不一,相差太大。

②飞轮未作平衡试验。

③曲轴各档的同心度相差太大。

④组合式曲轴的曲拐重量相差过大。

⑤带有平衡块的曲轴,必须作曲轴、飞轮、皮带轮三合一的平衡试验,如上柴2135型柴油机的飞轮、皮带轮的方向位置不可装错。

(3)柴油机、齿轮箱、螺旋桨、其他附属设备发生共振。

六、船舶航行振动原因与消除方法