故障檢修與技術維護

水或柴油進入發動機油底殼造成液面上升的原因

摘要：柴油發電機機油平面升高是指柴油機曲軸箱中的機油液面高度超過了正常范圍。當柴油發電機出現油面升高現象時，主要是由于冷卻水、柴油等液體滲入到發動機油底殼，而進入機油的不同液體會對機油產生不同程度的危害。當出現這種現象時，要立即停機檢查并進行徹底檢修。康明斯公司在本文中針對油底殼進水或柴油現象診斷原因和部位進行分析，明確了最佳解決方法是對引起滲漏有關零部件進行修補或者更換，同時應對油底殼的機油予以全部更換。

 

一、 油底殼進水現象和危害

1、油底殼進水的特征

（1）冷卻水不正常減少。

（2）機油壓力降低。如果機油壓力在同等轉速下降低100～200kPa就要及時檢查其原因。

（3）柴油發電機連續工作或靜置數小時后，油底殼內的油位明顯上升，即機油量不減反增，有時從游標尺處溢出。

（4）曲軸箱和呼吸器內有白霧現象，有時呼吸器口處還有水珠產生。

（5）油底殼進水初期機油中有水滴，時間一長，則機油會變成乳白色。

（6）冷卻水有“開鍋”或“翻泡”現象。說明汽缸套有裂紋，水進入了油底殼。 

2、油底殼進水后的危害

      柴油發電機油底殼正常的油面在油標尺規定的刻度范圍內，且隨著時間延長而下降。當發生油面上升時，其現象是機油油面增高，油標尺測量發現油面提高，嚴重者從油標尺口冒出。伴隨燒機油、冒藍煙或機油壓力降低。如不及時解決會造成柴油發電機燒瓦和摩擦副異常磨損。

      冷卻水進入油底殼會使機油變質。機油中含有水分，會加快油泥的形成，使機油玷污變質（俗稱老化），此時添加劑的抗氧化性和分散性能減弱，又促使泡沫的形成，機油變成乳化液，破壞了油膜。試驗證明，當水分達到1%時，機件磨損率將提高2.5倍。使用過程中若發現柴油機機油變為乳白色，一定要進行仔細檢查，排除故障后方可繼續工作，否則會因潤滑不良而使柴油機發生燒瓦、拉缸，甚至曲軸抱死等惡性機械事故。

 

 

圖1  柴油機油底殼示意圖

圖2  柴油機油底殼進水現象（機油乳化）

 

二、機油液面升高原因分析

      油底殼油面上升，說明油底殼進入了非機油之類的物質。這其中只能是漏入柴油或冷卻水。因此分析原因時，主要分析漏入些油和冷卻水的原因。這就要從機油和些油。冷卻水求通的部位去分析。

1、柴油漏入油底殼內

      從柴油供給系統分析，能和機油求通的部位有以下幾處∶

① 輸油泵油封處∶

      如輸油泵油封損壞，密封不嚴，則柴油從油封處漏入齒輪罩殼，從而引起油面上升∶

② 噴油器接桿和高壓油管接合面∶

      此處如緊固不牢或幾何精度不高，將導致從油管來的高壓油漏入缸蓋上部，然后從回油孔回到油底殼，而引起油面上升。

③ 噴油器回油管接頭處

      此處如緊固不牢或密封不嚴，則柴油進入缸蓋上部，然后從回油孔回到油底殼引起油面上升。

④ 噴油器霧化不良∶

      此時的燃油由于不霧化，和空氣混合質量甚差，無法燃燒，是液粒從缸壁流入油底殼。

2、冷卻水漏入油底殼

       高溫冷卻水和低溫冷卻水都可能漏入機油內，只是渠道不同而已。

（1）高溫冷卻水漏入機油內，主要途徑如下∶

① 氣缸墊失效密封不良：

      發動機氣缸墊主要用來密封各氣缸以及各氣缸對應的水道和機油油道。由于水本身的流動性較好，而且氣缸體內的水循環速度較快，因此一旦氣缸墊損壞，水道內的水便會流進機油油道，造成發動機油底殼進水。氣缸墊損壞是造成油底殼進水的主要原因之一，對正常使用的干式缸套的發動機而言，氣缸墊損壞是機油進水的首要原因，有時是唯一原因。而氣缸墊使用時間過長、安裝氣缸蓋時螺母沒有擰緊到規定的扭矩或沒按規定的順序擰緊，都容易加速或造成氣缸墊的損壞。油底殼進水后，若將氣缸墊從發動機缸體上拆出，這時氣缸墊密封水道和機油油道之間的部分應有濕透的痕跡，如沒有濕痕，則應立即從其他方面查找原因。

② 噴油器護套∶

      噴油器護套膠圈密封不良，使冷卻水進入缸蓋上部，從回油孔進入油底殼，造成機油油面升高。

③ 缸套膠圈∶

      對濕式缸套的發動機而言，由于缸套密封圈要承受一定的壓力，若所加冷卻水的水質不良也會對密封圈產生或多或少的腐蝕，因此一旦發動機使用時間過長，缸套密封圈便容易損壞。而如果缸套安裝不正確，將直接造成密封圈被擠壓變形甚至損壞，并最終導致缸體內水順著缸套外壁直接進人油底殼。判斷缸套密圈是否損壞，可以先將發動機油底殼拆下，并將水箱加滿水，這時在發動機的下面如果發現缸套外壁有向下滴水的情況，則是該缸套密封圈損壞；如果沒有，則說明是其他方面的原因，這時可拆下氣缸墊或其他部分進行檢查。

④ 缸蓋裂紋∶

      當缸蓋底板或進排氣道發生裂紋后，冷卻水從氣缸蓋的水堵通道進入活塞頂或進氣道、排氣道，再進入氣缸，使油底殼油面升高。常見的缸蓋裂紋處：如圖3噴油孔裂紋示意圖；如圖4氣缸和氣門結合面裂紋示意圖。

⑤ 增壓器中間體裂紋∶

      增壓器中間體裂紋，使水腔和油腔求通，水進入油底殼，造成油面上升。

⑥ 機體裂紋∶

      正常使用過程中，機體一般不會出現裂紋，出現裂紋則大多是由于人為的因素造成的。如氣溫下降時工作完后沒有及時給發動機放水，或者發動機機體溫度過高時向發動機機體上潑水，這些均容易造成發動機機體出現裂紋，致使水道和油道互通。

（2）低溫冷卻水漏入機油內，主要途徑如下∶

① 低溫水泵水封密封失效∶

      冷卻水從水封處漏入齒輪罩殼，造成機油油面升高。

② 中冷器漏水∶

      中冷器漏水后，水進入進氣管再進入氣缸，流到油底殼。

③ 機油冷卻器漏水∶

      機油冷卻器損壞是造成發動機進水的主要原因之一。由于機油冷卻器內藏于機體的水腔之中，如果加人的冷卻液不符合標準，將對冷卻器腐蝕很大，甚至造成冷卻器出現銹縫。由于水流動性好，因此冷卻器外部的水便會滲透到內部機油里，并最終流到油底殼內。由于正常使用中機油冷卻器并不容易損壞，因此該原因往往容易被忽視。

 

圖3  柴油機氣缸蓋噴油器孔裂紋現象

圖4  柴油機缸蓋與氣門結合面裂紋示意圖

 

三、機油液面升高診斷方法

 

1、檢查方法

① 檢查缸套膠圈漏水情況

      可在電燈光下觀察缸套外緣膠圈處是否有水流下來。檢查缸套穴蝕，則是觀察缸套內孔處是否有水流下來。

② 檢查缸蓋是否裂紋

      進排氣道裂紋、中冷器是否漏水，可檢查進排氣管或進排氣道是否有水；對缸蓋底板裂紋，則要通過拆下缸蓋檢查。

③ 檢查噴油器護套漏水情況

      高壓油管接頭漏油，回油管漏油，均可在柴油發電機運轉過程中卸下缸蓋罩殼進行觀察。也可在柴油發電機靜置狀態下，拆下缸蓋罩殼觀察噴油器護套處是否漏水。

④ 檢查機油冷卻器是否漏水

      可通過檢查低溫冷卻水內是否有水。這是因為柴油發電機運轉中，如果機油冷卻器漏水，油壓比水壓大，油勢必漏入冷卻水中。

⑤ 缸蓋、機體、增壓器中間體裂紋

      漏水的檢查，往往要通過密封試驗，單從肉眼觀察比較困難。以氣缸蓋為例，采用真空測試儀進行泄漏試驗，其步驟如圖5、圖6所示。

 

圖5  柴油機氣缸真空測試儀

圖6  柴油機氣缸真空檢測步驟

 

2、解決方法

（1）案例一

      以機油冷卻器故障為例，維修步驟如下：

① 放掉油底殼內的機油和殘留在機油冷卻器內的冷卻水；

② 取下機體側蓋板，觀察機油冷卻器外部是否有損壞，通過外部檢查，沒有發現機油冷卻器有損壞處；

③ 拆下油底殼及固定螺釘（如圖7所示），對機油冷卻器做進一步檢查，結果發現機油冷卻器管一側出現凸起部分，凸起部分中間位置有一裂紋，這就是故障所在（出現這種情況是因為柴油機操作手在冬季沒有按要求放凈冷卻水所致）；

④ 對機油冷卻器損壞部位修理后，經裝配、試機、檢查，未發現異常，故障被排除。

（2）案例二

      氣缸蓋的裂紋凡涉及漏水、漏油、漏氣時，一般應予修補或更換。對尚未影響到燃燒室、水道、油道的裂紋，可以采取在有裂紋末端鉆一小孔，將集中在裂紋末端的應力分散，避免裂紋向縱深發展。修補方法如下：

       除了柴油機構造的因素以外，造成柴油機油底殼進水的原因還有很多。因此，在處理水冷式柴油機油底殼進水的故障時，要從多方面人手，而且一定要先易后難，具體問題具體分析，根據柴油機構造、使用以及其他情況的不同，找出真正的故障原因之所在。

 

圖7  柴油機油底殼螺釘拆除

圖8  汽缸蓋補板封補裂紋

 

總結：

      柴油發電機的潤滑油系統和冷卻水系統是各自獨立的兩個系統，正常情況下，柴油發電機冷卻水是不會進入油底殼的。但在實際工作中，經常會遇到冷卻水進入油底殼的現象。油底殼進水后，油底殼進水后機油與水形成一種灰白色的混合物，粘度急劇降低，使機油稀釋、變質、甚至乳化。不及時解決會造成機件磨損，甚至引起抱軸燒瓦事故。總結起來，柴油機機油平面增高的原因有溫度升高、柴油機內部積碳、水分進入機油、氣缸套磨損、活塞環磨損、油封失效和機油添加過多等。當柴油機機油平面增高時，需要及時檢查并找出原因，然后采取相應的措施進行修復，以確保柴油機的正常運行和使用壽命。在柴油機的日常維護中，定期更換機油和檢查機油液面是非常重要的，可以有效預防和解決機油平面增高的問題。

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