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柴油机早期磨损的原因

来源:采集侠  发表时间:2018-02-22 07:49  点击次数:


一台平地机装配了进口的康明斯6BT5.9型柴油机,使用700 h时,出现呼吸器排机油现象,继续使用7日后,此故障明显加剧,用曲轴箱窜气测量仪测量呼吸器排气量,已无法读取数值,表明窜气严重超标。观察柴油机,转速基本稳定,水温和机油温度正常,没有明显异响。因此初步判断故障原因是汽缸套和活塞环严重磨损,导致窜气量过大。

平地机

平地机

1.拆解检查

首先对柴油机的进气系统进行检查,发现各管路无泄漏,卡箍连接良好无松动,新换的空滤器很干净。

其次拆开进气管路,发现空滤器与增压器接口处存有灰尘,增压器与中冷器连接管处也存有灰尘。

再次拆开柴油机汽缸盖,发现Ⅰ、Ⅱ缸进气道入口处有大量灰尘,其余各缸没有。这是由于Ⅰ、Ⅱ缸进气道在进入汽缸前有一个明显的弯度,气流中的灰尘容易堆积在此处,其余各缸进气道比较平直,所以在进气道入口处没有灰尘。

由此可见,进气系统某个位置已经失效。发生故障后曾更换过空滤器,由此推断该灰尘应是使用原空滤器时进入的。再次仔细检查原空滤器,发现3处明显异常:一是主滤芯过钉孔严重破损变形并开裂;二是空滤器螺栓的螺纹已经严重磨损;三是空滤器端盖用六角形螺母连接。

图1

图1

2.故障原因分析

初步认为此故障是更换空滤芯时,空滤器端盖螺母和主滤芯螺母没有拧紧造成。空滤器结构如附图所示。

推断此故障具体形成过程为:机器工作时,空滤器不断振动,由于端盖螺母6没有拧紧而松脱,操作手便找来一个六角螺母代替。主滤芯螺母7松动后,主滤芯过钉孔与空滤器螺栓1不断碰撞和摩擦,最终导致其破损变形并开裂。主滤芯螺母7松动后,不能压紧主滤芯3,使其向端盖5方向窜动,造成主滤芯密封处(附图a处)产生间隙,即密封失效,大量灰尘即进入安全滤芯2外围。安全滤芯2的过滤能力远低于主滤芯3,在主滤芯3失效的情况下,安全滤芯2无法有效过滤灰尘,使灰尘直接进入汽缸内,最终导致活塞环和缸套磨损。

为了验证上述推断,拆解柴油机,用手触摸各汽缸壁,感觉有明显波纹,且在第一道活塞环的上止点位置有凹凸感。此外,各活塞环侧面磨损严重,开口间隙明显增大,各活塞裙部也有轻微磨损。

3.改进措施

灰尘中75℅是硬度很高的氧化硅颗粒,进入柴油机燃烧室后,会使活塞和汽缸的磨损量增加3~5倍,活塞环的磨损量增加8~10倍,急剧降低柴油机的寿命。

发生此故障后,如不及时查找原因,继续带病工作,不仅会导致柴油机早期磨损,还会加大维修成本。为避免柴油机早期磨损,在日常使用和保养中要做到以下几点:

(1)每天检查进气系统管路有无泄漏,连接处有无松动,空滤器有无异常,并清理空滤器排尘嘴处灰尘。

(2)装有压差开关或压差指示仪的机器,应按其指示信息确定保养时间;未装的应按保养规程定期保养。

(3)清理主滤芯时,应轻轻敲击端面使尘土脱落,不得敲击滤芯外表面。用压缩空气(300~400 kPa)清理时,应从滤芯内壁向外吹或从清洁侧向污垢侧吹,直至除尽灰尘。

(4)清理完成后,要仔细检查主滤芯有无破损,若有破损应立即更换。

(5)对于端面密封的空滤器,要反复检查,确保滤芯正确安装,避免因安装倾斜或压紧力不足而导致密封性能下降。

(6)在柴油机工作过程中,若出现排机油、异响、排气管冒黑烟、功率下降、加速迟缓等异常现象,应立即停机查明原因,不可带病工作。

(作者地址:湖南省长沙市经济技术开发区三一工业城 三一重工股份有限公司路面机械研究院 410100)

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