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第7章 船用柴油机故障 (7)

气门工作面角度应按气门座的角度车削,可在气门光磨机上进行,也可在车床上进行。气门工作面处理应进行微量车削或光磨,其角度调整应比座口工作斜角小0.2°~0.4°,可在光磨机或车床上调整。其目的是让气门工作面上口先接触,避免气门工作时汽缸内的高温高压气体直接侵蚀工作表面而烧毁,同时也避免了抬浮气门而引起漏气。气门工作表面粗糙度Ra应在1.25~5。

3.气门与座的试配及漏气检查

气门和座经抛光处理后要按各自接触面角度进行试配,试配前气门与座必须清洁,并涂以少量机油将气门装入座内,平稳、均匀、轻微旋转气门20~30圈,不可提起迫击,工作时它们自会产生迫击。

漏气检查很简单。气门装入座后,用大小适合的橡皮按入汽缸盖进、排气孔平面上,若能吸住橡皮,则密封好。也可将气门接触面用软布擦干净,涂上少许机油,将气门装入座内,用手按住气门旋转半圈,观察接触面,若接触面上有一圈不断线的青黑线条,则密封性良好。

4.气门装配

气门装配时必须保证整个汽缸盖清洁,除了铰削前对气门、导管、座检修外,还应对气门有关装配件如弹簧、上座、锁夹、锁簧等进行仔细检查,各装配件必须符合装配技术要求,带有缺陷的配件不能勉强再用。气门平面与汽缸盖平面高度按该机性能取值。

船用柴油机气门免磨工艺,既能减轻劳动强度,又能提高工效,是取代柴油机气门研磨传统工艺的新方法,同行不妨试试。

有气门研磨机的船,应按上述方法进行处理,用精细砂或机油研磨,研磨一只气门一般只需1 min左右。切不可将有凹痕、缺口的气门及座长时间无限制地研磨下去。

九、柴油机配气定时不准的原因与检查

柴油机在工作或修理后,原先的配气定时会发生变化,甚至离准确度越来越远,造成柴油机工作不正常,功率下降,而在修理时却常常忽视了这一点。发现配气定时不准确时,必须及时检查,找出原因,使其恢复正常。

1.配气定时不准确的原因及修理

(1)气门间隙过大或过小。气门间隙过大,会使气门失去正常定时,造成迟开早关,开度减小,进、排气不畅。柴油机工作时如果有调节螺栓松退、调节气门间隙时推杆节碗处有异物、推杆在导筒节碗边缘上等情况,会使气门间隙增大。此时在汽缸处可听到有节奏的"喳喳"声,增加转速时响声尤其严重。气门间隙过小,使气门早开迟关,运转时关闭不严,气门接触面易被烧损。气门间隙过小大多是调整不当造成的。气门间隙过大、过小都会影响配气定时不准确,所以应根据各自使用的柴油机性能调节好气门间隙。

(2)配气凸轮磨损过大。配气凸轮的凸缘外形是根据气门开启高度、柴油机的转速和进排气特性制成的。凸轮磨损严重时,在同样大小的曲轴转角内气门开启和关闭速度减慢,开启高度降低,也就是气门的最大上升高度减小,致使进入汽缸内的新鲜空气减少,废气不易排尽。当喷油量不变时则燃烧恶化,排气冒黑烟。每台柴油机的气门都有它最大的上升程度,如6135G型柴油机为14.5mm,6160A型为13.8mm。当检查到气门上升程度减小时,则是配气凸轮有所磨损。当凸轮磨损不严重时,可适当减小气门间隙来弥补,若气门升程减少了2mm以上,就是凸轮磨损严重,必须修复凸轮或换新凸轮轴。

(3)定时齿轮磨损过大。定时齿轮的齿啮和其他齿轮的齿磨损间隙过大,造成气门迟开早关,开启时间缩短。齿轮间隙过大,异响声严重,在齿轮室盖处可听到有不正常的杂声,当突然降速时有轻微的撞击声。定时齿轮磨损不严重的,可调整气门间隙来弥补,但是缩短了气门的开启时间且不能弥补时,必须将凸轮轴换新。

(4)定时齿轮装错、配气凸轮轴与定时齿轮键和槽磨损坏或滚键、凸轮轴弯曲等,都会使配气定时不准确。

2.配气定时检查

柴油机运转时间过长、配气机构磨损、定时齿轮重装与修理后都必须进行检查。检查时必须在整台柴油机总装完毕、气门间隙调整好后进行。

在柴油机前轴或飞轮中心处装上360°刻线分度盘(分度盘可用3mm厚的硬纸板或1mm厚的白纸板画出刻度线),在适当的位置装上一根可调节指针。飞轮0刻度线对准飞轮壳检查窗上的指针(如果飞轮上没有刻度线,可在修理或拆装柴油机时,作第一缸的活塞上死点"0",供检查配气定时或喷油定时),然后把自制的调节指针对准前轴或飞轮中心处的分度盘0刻度线,并将指针固定,根据需要检查的气门,如检查第一缸进气门,在该缸盖上安装一只千分表,使它的感应头与该缸进气门弹簧上座接触,即可开始检查。此时第一缸的进气门是开启的。

将曲轴按运转的反方向轻轻转动,直至于手能转动推杆时,进气关闭。然后重新将千分表感应头与进气门上座轻微接触使之为"0"。将曲轴按运转方向转动,千分表指针开始摆动的那一瞬时,即手不能转动推杆的那一瞬时表示进气门开始开启。分度盘的指针从"0"起指的度数是进气门在上死点前开启角度。继续将曲轴向运转方向转动,千分表指针从"0"摆至某一最大值时,此时为进气门的升程高度。千分表指针从最大值开始慢慢降为零的瞬时,即手能转动气门推杆的瞬时表示进气门关闭,这时分度盘的指针从"0"起所指的度数为上死点后的关闭角度,上死点后的角度减180度则是下死点后的关闭角度。

上死点前的角度加上死点后的角度则是进气门的持续角。检查它们的配气定时,仍可用上述方法根据柴油机的发火次序,依次进行检查,如所检查出的进排气门配气定时不符合该机的要求,则应按前述的配气定时不准确的原因进行检查、修复、调整或换新。

十、汽缸盖破损

(1)汽缸盖使用时间太长,冷却水的循环撞击,使水道壁薄的地方造成穿孔、击破。

(2)冷却水冷却不均。常温冷却时突然受低温冷却,使汽缸盖受应力反映而破裂,常常在气门凹形水道薄壁处炸裂。

(3)进水温度过低,柴油机又长期超负荷运转,容易引起破裂。

(4)意外损坏。拧紧缸盖螺柱用力过猛,造成足部破损;气门或异物掉进汽缸内,产生撞击而使汽缸盖破损。

(5)外接排气管未抱提、固牢,全部重力落在排气管上,连接螺栓断脱、拉坏,损坏了汽缸盖。

(6)喷油嘴伸入缸盖孔与两气门座孔处发生炸裂的原因:

①喷油嘴、气门座及气门盘受高温高压气体侵蚀。

②没有良好的冷却条件,只靠不均匀的进气和流经油嘴的柴油冷却。

③气门关闭不严,严重漏气。

④柴油机长期在高温超负荷中工作。

十一、汽缸盖漏水

(1)汽缸盖进气门凹形处炸裂漏水。

(2)汽缸垫(汽缸床)损坏,从水道处漏水。

(3)汽缸盖水道密封圈老化破损。

(4)喷油器水套破裂、封水圈老化密封不良。

十二、汽缸盖漏气

(1)汽缸垫已坏或缸盖螺栓拧紧力不足。

(2)汽缸盖或机体平面不平、老裂、锈蚀。拆装频繁,长期受摩擦力和撞击力的损坏,造成平面拉痕、凸凹状。致使缸盖与气缸密封不良漏气。

(3)喷油嘴垫烧坏或密封不严。

(4)汽缸盖紧固螺柱用力不均,换新汽缸垫后,应在柴油机工作12~16h后拧紧一次,注意调整力度,否则缸盖与汽缸垫周边会因有细微气泡而漏气。

(5)个别喷油嘴孔喷角不对,始终冲坏同方位汽缸床。笔者在实际使用时,将此种喷油嘴另换一缸,结果同样冲坏同方位汽缸床。

(6)缸盖排气支管漏气。一台柴油机4~6支孔共用一排气管,其各缸盖排气支孔不在同一平面上,特别是使用不同厂家的缸盖,排气支孔伸出的距离也有些误差。装配时要检查各缸排气支孔伸出距离是否一致,若不一致可用排气垫片调整,否则会漏气或损坏排气管。

十三、汽缸盖罩壳内壁上有水珠

(1)缸盖进气道裂纹漏水。

(2)喷油嘴孔与气门座之间鼻梁处裂纹,冷却水进入汽缸。

(3)水夹层排气管裂纹漏水。

(4)机油中含有水分。

(5)吸入的空气中有水蒸气。

十四、汽缸盖积炭

1.活塞环装错,开口间隙装在同一方向或磨损间隙过大,机油窜入燃烧室燃烧而积炭。

2.进气道或空气滤清器阻塞,使进气量减少,产生不完全燃烧。

3.喷油过量,喷油压力过低,造成雾化不良。

4.燃烧室空间超大,造成压缩压力低,燃烧不完全。

5.气门导管磨大,又无气门油封,机油被吸入汽缸。

6.气门弹簧弹力不足,内簧折断。

7.气门烧损、漏气。

8.喷油时间太迟。

十五、汽缸盖处发出异响声

(1)气门弹簧折断,推杆弯曲、推杆套筒磨坏,在汽缸盖处发出有节奏的敲击声。

(2)气门碰撞活塞,在汽缸盖处可听到沉重而均匀、有节奏的敲击声。

(3)无机油润滑时,调节螺钉与推杆的球面凹形处之间发出"吱吱"的摩擦声。

(4)气门间隙过大,可在汽缸盖处听到有节奏而较大的敲击声。

(5)摇背轴套磨损间隙过大或无挡板,致使轴串动,在汽缸盖处可听到轻微串动的"嗒嗒"声。

第七节 曲轴、活塞连杆及飞轮

一、曲轴断裂或变形

(1)机体变形。装配、维修轴颈与轴承配合不当,致使各档主轴承不同心度增大,造成曲轴断裂。

(2)重新磨合曲轴时,曲轴颈圆角处理不当,使曲轴圆角处集中较大应力,经长期工作或超负荷运转,导致曲轴变形断裂。

(3)柴油机经常突然加负荷运转,对曲轴产生很大的冲击力,致使曲轴无法承受而断裂。

(4)平衡块不符合要求,使平衡力遭到破坏,曲轴运转时承受不了较大的离心力而断裂。

(5)修理、组合装配曲轴时不经清洁检查,曲轴已经有裂纹了,工作后裂纹扩展而折断。

(6)组合式曲轴,各曲拐轻重相差太大,造成柴油机振动而变形断裂。

(7)组合式曲轴,各曲拐不同轴度偏差太大,造成振动,引起曲轴变形,甚至断裂。

(8)组合式曲轴,各曲拐连接螺钉松动,造成各曲拐轴心线不正,发生相互干挠而振动、变形断裂。

(9)柴油机工作时无机油润滑,烧瓦抱轴而断裂。

二、曲轴发出异响声

(1)曲轴颈与主轴瓦磨损间隙过大,在机体下部可听到沉重有力的敲击声。

(2)连杆瓦磨损间隙过大,在机体下部至中部有上下移动的撞击声。

(3)活塞与销退移,在机体中部可听到移动的撞碰声。

(4)装配有滚动轴承的曲轴,轴承磨损间隙太大,在机体下部可听到轻微"哗哗"声。

(5)曲轴的前、后推力轴承或推力瓦磨损间隙大,不但降低机油压力,而且可听到曲轴的窜动撞击声。

三、连杆断裂或变形

(1)连杆螺栓使用时间过长,受疲劳而断裂。

(2)连杆螺栓拧紧力不够,应按本机所规定的力度拧紧。

(3)连杆螺栓拧紧过度,连杆工作时受热膨胀拉长,久而久之自行断裂。即使没有断裂,拆卸连杆螺栓时也较难拆脱。

(4)连杆铜套及连杆瓦磨损,间隙过大,造成连杆移动距离拉长,使活塞撞击气门,致使连杆螺栓松脱或连杆小头部位断裂。

(5)装配不当,活塞、气门、缸盖长期受到撞击,致使连杆变形或受冲击力断裂。

(6)修理时不经仔细检查,连杆已损伤、裂纹,仍继续使用,致使其非正常工作。

(7)柴油机长期超负荷运转。

(8)连杆质量差,不正规。

四、连杆铜套或连杆瓦磨损

(1)机油压力不足。

(2)机油杂质太多、滤件失灵或机油质量太差。

(3)油底壳内机油平面太低,连杆铜套获得机油太少。

(4)连杆瓦或连杆铜套配合间隙太小,机油难布满润滑面。

(5)柴油机长期在超负荷中运转。

(6)机油滤清器不常清洗、不更换滤芯。

五、曲轴瓦、连杆瓦磨损

(1)油底壳内机油量不足。

(2)机油质量不好,杂质多而脏,进入油道使润滑恶化。

(3)柴油机初始启动后就高转速满负荷运转,造成少油或无油干摩擦。

(4)机油泵、机滤器、润滑道路有毛病,造成机油压力太低。

(5)机油过稠、碳胶质太多,轴瓦的润滑面减少,达不到60%。

(6)轴颈表面粗糙拉毛,增加了曲轴的旋转摩擦阻力。

(7)连杆瓦质量太差,工艺粗糙。

六、连杆与曲轴不能配合

(1)连杆不合型号。

(2)连杆与连杆盖装错或与其他连杆乱装配。厂方一般对连杆与盖配对加工成型,并标有配对记号。

(3)连杆大头两端厚度大于曲轴轴颈宽度。