一、故障特点及其引起的原因分析
1.生成沉积物
发动机内的沉积物主要表现形式有:油泥、漆膜和积碳等。
研究表明:曲轴箱内的废气循环不畅或不循环,是造成柴油机燃烧室积碳、曲轴箱油泥沉积、零件表面漆膜附着以及活塞环砧环、机油上窜和腐蚀磨损的重要因素。
柴油机工作时,曲轴箱通风不畅,在进气行程时,将引起燃烧室负压过大(远远低于曲轴箱内的压力),而使大量的润滑油窜入燃烧室,生成大量的碳面聚积在燃烧室内及活塞环等区域。同时,大量高温废气聚积在曲轴箱内,还会造成润滑油及曲轴箱至活塞环区间的机体温度过高,加速润滑油的氧化变质。润滑油中被氧化的可溶性固体氧化物,在高温缺氧及金属的催化作用下,生成复杂的氧化物和不饱和化合漆状混合物面钻附在零件表面上,再进一步与可燃混合气中的碳化物氧化缩聚成漆膜,附着在曲轴箱内表面以及连杆、活塞裙部和活塞销等机件的表面上。机体和润滑油的温度越高,生成的漆膜也越多。而且,过高的油温还会引起润滑油变稀、蒸发、变成颗粒状的油雾,经通风管被吸入燃烧室;严重时,还会造成柴油机“飞车”等故障。
当机体的温度过低时,窜入曲轴箱的废气和未燃烧的油气,冷凝后形成酸性物质沉积在润滑油中,更进一步使润滑油氧化变质和机件腐蚀磨损。而且,废气中一些高沸点的组分和水蒸气冷凝与润滑油混合,还会使润滑油和未燃烧油气中的液相氧化物进一步缩聚,形成黏性物质。这些钻性物质再进一步与曲轴箱内的固体物质、水汽、碳灰、磨砂以及润滑油的氧化物钻合在一起形成油泥,沉积在油底壳、润滑油道及滤清器网内,造成油道堵塞。
资料显示,近几年生产的高压共轨柴油机,压缩比大,油底壳容积较小,若曲轴箱通风不畅,还会造成润滑油的砧度增大,含氧量增多和酸值增加,造成润滑油中烟怠(一种碳状沉积物,一般成胶体状悬浮在润滑油中)的产生。
另外,曲轴箱内废气不循环或循环不畅,还会导致柴油机怠速不稳、排烟异常、功率下降、油耗增加以及热起动困难。
影响曲轴箱内废气排气不畅或不排气的主要因素有:单向流量控制阀损坏或开启卡滞;通风管凹陷堵塞、废气油(水)气分离器堵塞以及连接软管老化造成砧结等。
2.机油过量消耗
大量维修资料表明,曲轴箱通风装置工作时,曲轴箱内进气不畅或不进气是导致润滑油过量消耗的主要因素。
柴油机工作时,窜入曲轴箱内的废气,在进气时的抽吸作用下进入燃烧室,而曲轴箱内由于进气通道堵塞等因素的影响,又不能及时补充适量的空气,造成曲轴箱内的真空度过大,形成虹吸现象,使油底壳内的润滑油和油雾通过抽气管、空气计量阀被吸入进气管进入燃烧室,引起润滑油的过量消耗。
另外,进入气缸的空气大量窜入曲轴箱后,还会导致柴油机压缩终了时气缸内空气量下降,温度、压力过低,造成可燃混合气燃烧不完全、排气管排烟异常、功率下降、油耗增加、怠速不稳、怠速熄火以及起动困难等一系列故障。
引起曲轴箱进气不畅或不进气的主要因素有:进气油(水)气分离器污物过多或堵塞;进气软管老化钻结以及空气滤清器过脏等。
3.发动机活塞、活塞环过度磨损
引起气缸、活塞环过度磨损的主要原因是积碳或进入气缸的空气过脏。
积碳的存在,极易引起不正常燃烧而导致发动机过热,造成活塞和活塞环过热卡缸,导致活塞烧蚀、活塞环断裂和连杆弯曲等故障,而进入气缸的空气过脏,更加速了气缸、活塞和活塞环磨损的速度。
造成进入气缸空气过脏的因素主要有:单向流量控制阀封闭不严或通风软管破损等引起空气滤清器短路故障。
4.机油渗漏
柴油发动机机油渗漏主要发生在机油尺插口、油封衬垫以及油底壳与上曲轴箱结合处等。其主要原因是曲轴箱内压力过高。
在柴油机运转过程中,由于可燃混合气和废气不断漏入到曲轴箱,曲轴箱内压力逐渐增高。而油封、衬垫、机油尺插口则是曲轴箱高压气体向外泄露的薄弱部位。其中,机油尺插口在这几个泄漏点中泄漏量最大。由于曲轴箱内压力高于外部大气压力,机油尺插口与油尺插头自身的摩擦力不能承受来自于曲轴箱不断增高的压力,油尺插头被顶离油尺插口,机油经油尺插孔底部与油底壳内部相通的孔,再经油尺插孔形成机油泄漏通道。
引起曲轴箱内压力过高的主要因素有:单向流量控制阀损坏或开启卡滞;透风管凹陷堵塞、废气油(水)气分离器污物过多或堵塞;进气软管老化砧结以及空气滤清器过脏等。