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故障检查与技术维护 |
康明斯柴油机机油消耗量过快或增高的原因和解决方法 |
摘要：机油消耗量过快是柴油发电机运作过程中经常出现的现象。如果柴油发电机技术状态良好，机油的实际消耗量并不多，一般约为柴油消耗量的0.5%～1%，最大不能超过2.5%。如果机油的消耗量超过这个值，认为机油消耗量过高，应立即查找故障原因。康明斯公司在此文章种通过深入分析柴油发电机机油消耗量过快的原因和检测方法，以及有针对性的提出了几点解决措施。
一、机油消耗量快的主要原因
在正常情况下，一般发动机的机油消耗量与燃油消耗量之比为0.5%~1.0%，也就是说如果燃烧100L燃油的话，机油消耗量如果小于0.5~1.0升则为正常。而如果机油的消耗量大于2.5 L，则说明发动机有故障。发动机机油消耗量过大的原因主要有两个方面，一方面是发动机“烧机油”，另一方面是发动机“漏机油”。“烧机油”的故障从发动机的排气上能明显地反应出来，如果发动机排气管冒蓝烟，则说明发动机烧机油。“漏机油”的故障主要从各个密封面及润滑系管路的接头处来检查。具体诊断方法可参考图1流程框图。
1、由于漏油引起的
柴油机容易漏机油的部位主要集中在曲轴箱窜气处、气门导管油封处、活塞环处，油底壳放油塞处等地方，如图2所示。
（1）外部渗漏
机油外部渗漏常因油管破裂、密封垫或油封损坏、紧固螺母松动等引起。外部渗漏的可能发生部位有柴油发电机外部油管、油底壳密封垫、气缸盖垫、气门室罩密封圈、齿轮盖垫、曲轴前后油封、机油滤清器等。外部只要有微量的渗漏，就会导致很高的机油消耗率，故对任何可能的渗漏源均不应忽视。
（2）曲轴油封故障
曲轴油封装歪，使唇口沿曲轴凸缘外圆压力不均，压力低的部分承受不了机油压力而漏油。唇口划破或翻边，都会产生漏油。油封自紧弹簧过长或过短。弹簧过长，会因唇口与曲轴凸缘外压力不足而漏油;弹簧过短，使唇口压力增大，造成曲轴和油封的过速磨损而漏油。
（3）呼吸器堵塞
曲轴箱呼吸器堵塞，使曲轴箱内空气压力增大，机油从柴油发电机通气孔喷出。气门间隙过大过小会引起进气不足、排气不畅，由于不能及时进入新鲜空气，排出的废气也会导致曲轴箱内压升高。
（4）密封件失效
柴油发电机各密封面的密封垫损坏变形，检查保养不及时，机油从密封处产生泄漏，导致机油耗损。
（5）机油黏度低
机油黏度低，不仅润滑不可靠，而且机油内漏量增加。但黏度高到一定限度后，机油消耗不再下降，反而润滑不力。因此，每种柴油发电机只有选择合乎规格的机油，才能实现润滑良好，机油耗量又不大。
2、出现烧机油现象
（1）气门杆与气门导管间隙过大
气门杆与气门导管间隙过大，润滑配气机构的机油量过剩，加上曲轴箱内的压力增大，机油在气门杆周围压力和曲轴箱内压力作用下，通过气门导管间隙(在吸气行程时）进入燃烧室。
（2）零件质量差或安装不当
气缸套、活塞有缺陷或安装不当、密封性差，连杆轴瓦和连杆轴颈间隙过大，机油压力过高，泄漏流量过大，飞溅到气缸壁的油量过多，进入燃烧室烧掉。
（3）活塞环装错
气环安装不当，柴油发电机使用的气环种类较多，除平环和桶面环外，都有装配方向要求，如锥面环标有“0”或“顶”记号的一面朝上，扭曲环外圆切口一面朝下、内圆切口一面朝上等。安装使用过的平环或桶面环时，应按原装配方向装回。保修过程中如不按规定装环，会使气环的泵油作用加强，导致烧机油现象严重。此外，油环技术状态的好坏，对机油耗量影响较大，油环刮油能力弱，不能刮去缸壁上多余的机油，致使机油沿着缸壁、环槽自下而上窜到燃烧室燃烧。
（4）油底壳机油加多
油底壳机油过多，导致油底壳内油面过高，曲轴的连杆端将过量的机油飞溅到气缸壁上，这些过量机油在柴油发电机工作时进入燃烧室燃烧，使机油消耗量增加。检查油面时，应特别注意油尺刻线和测量油底壳机油量的正确方法。
（5）回油道堵塞
使用添加剂含量过低的润滑油，柴油发电机长期的低温运转或因不经常换机油，机油滤清器的保养不当，使润滑油变脏等，都会将活塞环及环槽的回油孔道堵塞，使缸壁上多余的机油不能返回到油底壳，而进入燃烧室烧掉后形成积炭。另外，脏污的机油还会使柴油发电机气缸盖的回油排泄孔堵塞，此时，机油将溢入气门导管而使机油消耗量增加。
（6）增压器漏油
用户在不正确使用情况下，会损坏增压器轴和轴承，使增压器泊封的密封性能失效，机油会窜到进气管进入气缸燃烧，造成柴油发电机排气冒蓝烟、烧机油现象。
3、变质
（1）柴油发电机温度过高
柴油发电机温度过高指冷却水温度高于95℃。废气窜入曲轴箱和缸盖罩，废气和高温使机油变质。
（2）油底壳进水
柴油发电机冷却水进入油底壳，喷油器堵塞，柴油漏入油底壳，使机油变质。
（3）保养期超过
机油滤清器堵塞，滤清效率差。机油使用时间太长未及时更换机油。
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图1 柴油机机油消耗超标故障诊断流程框图 |
图2 柴油机机油泄漏常见部位示意图 |
二、检测方法
针对上述各方面机油消耗量高的原因，结合实际维修经验，总结机油消耗量高的检测方法。
1、漏油检查工作
外部漏油，直观检查各部密封垫是否漏油，各机油连接管是否有砂眼或裂纹。在主要的漏油部位中，应当特别说明的是曲轴前端和后端漏油。常因油封破损、老化或曲轴皮带轮与油封接触表面磨损过甚所致。
（1）机油从飞轮边缘甩出或从油底壳后端向外滴油，应用破布将曲轴后轴承盖和油底壳后端擦干净，启动柴油机仔细观察。
（2）如从曲轴颈处向外流油，为曲轴后油封漏油。曲轴前后油封通常是专用的标准件，大多采用骨架式橡胶油封。安装时应注意其内外的方向，若无标注指示，应将油封内径较小的唇口处面向柴油机内侧安装。
（3）若从油底壳后端毡垫处向外流油（如图3所示），为毡垫密封不严或螺丝松动漏油；凸轮轴后端密封不严，就会在凸轮轴后端盖处和曲轴的上端并由缸体向下流油；若油从曲轴皮带轮或空气压缩机皮带轮甩出，说明正是齿轮室盖油封或空气压缩机曲轴前油封磨损损坏或安装不当而漏油；其他各衬垫或管子接头松动、破裂，都可以从外表看出有漏油的油迹。
（4）检查曲轴箱通风是否不良，将使曲轴箱内气体压力和机油温度升高。气体压力升高，不但造成机油渗漏、蒸发，还能使油底壳垫或缸盖罩垫、齿轮室垫泄漏。所以，当上述各部分均良好，仍然耗机油过多，即应检查曲轴箱通风情况，呼吸器是否堵塞。
2、烧机油检查工作
（1）排气烟色查看
观察柴油发电机排气管是否排出有明显蓝色的烟雾，若有明显的蓝色烟雾排出，则说明柴油发电机烧机油。同往日相比，发觉加油的周期明显缩短，即机油消耗量明显增加，或检查油底壳油面高度下降较快，添加机油的次数比较频繁，也说明机油消耗量过快。
（2）气缸压力测试
用气缸压力表检查气缸的压缩压力，如果气缸的压缩压力不足，说明机油消耗量快是因为活塞环磨损、气缸套磨损或裂纹，使机油上窜燃烧室烧掉。或者是机油油雾从曲轴箱通气孔散失到大气中丢失掉。如果检查气缸的压缩压力为正常，机油消耗量快是因为漏油造成的。
（3）检查窜气问题
拆下活塞连杆组，气门杆与气门导管间隙进行检查分析，尤其应当检查第一道环的端隙、背隙、边隙。若这些间隙过大，便容易使活塞环泵油现象加重，造成窜油窜气废气大。若是配套空气滤清器进气量过小，或滤芯堵塞造成进气不足，负压增压器内的机油则会进入气缸内燃烧造成耗机油。
3、机油变质检查工作
用机油油标尺取数滴机油观察，可大致分辨出机油污染情况。若机油显示雾状，油色混浊或浮化，说明机油被水严重污染，变质现象如图4所示。
图3 油底壳漏机油示意图 |
图4 柴油机润滑油变质现象 |
三、预防措施
1、做好日常养护工作
在柴油发电机完成日常工作任务后，进行及时的清理和养护工作，不仅能够改善柴油发电机的内部工作环境，也能有效降低柴油机及内部零部件的磨损程度，增加柴油发电机的使用寿命。对于新柴油发电机，要尽量避免在低（高）温、高荷载环境下长时间工作，延长柴油发电机的磨合期；在冬季启动机器前，做好启动预热和柴油机保温工作，在夏季高温条件下作业时，做好柴油机的冷却降温工作，并且要避免柴油机长时间工作，根据实际工作环境和工作任务的需要，合理安排柴油机进行熄火降温。
2、定期检测
定期对柴油发电机的各项工作性能进行检验，能够及时检测出存在磨损、老化等潜在问题的零部件，以便及时进行更换，避免在后期工作过程中出现更大的问题。针对机油消耗量产生的原因，主要对曲轴箱、废气循环系统、油底壳、机油过滤器等装置进行重点检测。同时，在进行零部件更换时，选择高配置、高性能的替代产品，也是提升柴油发电机工作效率，降低运作油耗的重要措施。
3、机油质量选择
根据柴油发电机型号的不同，正确选择优质机油，一方面能够提高柴油发电机的工作效率，降低柴油机燃油过程中出现的零部件模式情况，另一方面，还能够延长柴油发电机使用寿命，间接的降低柴油机维护成本。
根据调查发现，机油的纯净度、粘稠度以及温度特性，都会对柴油发电机的工作效率产生一定程度的影响，尤其是在特殊工作条件下，例如冬季低温天气，劣质机油会出现凝固成块现象，严重影响了柴油机的正常运作和生产工作。因此，在选用机油时，要综合考虑柴油发电机的自身状况，并结合使用说明书，进行科学、合理的选用。
总结：
发动机耗机油是发电机组的一种常见故障，造成机油耗量过高的原因通常由活塞连杆组、配气机构、气缸体等部件的密封配合不良、机油加注过量、渗漏等造成的。机油消耗量过快这一问题普遍存在于柴油发电机的运行工作中，不仅增加了设备本身的运作成本，从长远来看，也不利于设备的使用寿命。只有分析机油消耗量过快的成因，对症下药，才能从根本上解决这一问题。因此，康明斯公司在本文中主要就机油消耗异常问题的常见原因做了深度分析，并提出了相应的解决方案和柴油发电机使用时的注意事项。
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