康明斯动力（深圳）有限公司

故障检修与技术维护

水或柴油进入发动机油底壳造成液面上升的原因

摘要：柴油发电机机油平面升高是指柴油机曲轴箱中的机油液面高度超过了正常范围。当柴油发电机出现油面升高现象时，主要是由于冷却水、柴油等液体渗入到发动机油底壳，而进入机油的不同液体会对机油产生不同程度的危害。当出现这种现象时，要立即停机检查并进行彻底检修。康明斯公司在本文中针对油底壳进水或柴油现象诊断原因和部位进行分析，明确了最佳解决方法是对引起渗漏有关零部件进行修补或者更换，同时应对油底壳的机油予以全部更换。

 

一、 油底壳进水现象和危害

1、油底壳进水的特征

（1）冷却水不正常减少。

（2）机油压力降低。如果机油压力在同等转速下降低100～200kPa就要及时检查其原因。

（3）柴油发电机连续工作或静置数小时后，油底壳内的油位明显上升，即机油量不减反增，有时从游标尺处溢出。

（4）曲轴箱和呼吸器内有白雾现象，有时呼吸器口处还有水珠产生。

（5）油底壳进水初期机油中有水滴，时间一长，则机油会变成乳白色。

（6）冷却水有“开锅”或“翻泡”现象。说明汽缸套有裂纹，水进入了油底壳。 

2、油底壳进水后的危害

      柴油发电机油底壳正常的油面在油标尺规定的刻度范围内，且随着时间延长而下降。当发生油面上升时，其现象是机油油面增高，油标尺测量发现油面提高，严重者从油标尺口冒出。伴随烧机油、冒蓝烟或机油压力降低。如不及时解决会造成柴油发电机烧瓦和摩擦副异常磨损。

      冷却水进入油底壳会使机油变质。机油中含有水分，会加快油泥的形成，使机油玷污变质（俗称老化），此时添加剂的抗氧化性和分散性能减弱，又促使泡沫的形成，机油变成乳化液，破坏了油膜。试验证明，当水分达到1%时，机件磨损率将提高2.5倍。使用过程中若发现柴油机机油变为乳白色，一定要进行仔细检查，排除故障后方可继续工作，否则会因润滑不良而使柴油机发生烧瓦、拉缸，甚至曲轴抱死等恶性机械事故。

 

 

图1  柴油机油底壳示意图

图2  柴油机油底壳进水现象（机油乳化）

 

二、机油液面升高原因分析

      油底壳油面上升，说明油底壳进入了非机油之类的物质。这其中只能是漏入柴油或冷却水。因此分析原因时，主要分析漏入些油和冷却水的原因。这就要从机油和些油。冷却水求通的部位去分析。

1、柴油漏入油底壳内

      从柴油供给系统分析，能和机油求通的部位有以下几处∶

① 输油泵油封处∶

      如输油泵油封损坏，密封不严，则柴油从油封处漏入齿轮罩壳，从而引起油面上升∶

② 喷油器接杆和高压油管接合面∶

      此处如紧固不牢或几何精度不高，将导致从油管来的高压油漏入缸盖上部，然后从回油孔回到油底壳，而引起油面上升。

③ 喷油器回油管接头处

      此处如紧固不牢或密封不严，则柴油进入缸盖上部，然后从回油孔回到油底壳引起油面上升。

④ 喷油器雾化不良∶

      此时的燃油由于不雾化，和空气混合质量甚差，无法燃烧，是液粒从缸壁流入油底壳。

2、冷却水漏入油底壳

       高温冷却水和低温冷却水都可能漏入机油内，只是渠道不同而已。

（1）高温冷却水漏入机油内，主要途径如下∶

① 气缸垫失效密封不良：

      发动机气缸垫主要用来密封各气缸以及各气缸对应的水道和机油油道。由于水本身的流动性较好，而且气缸体内的水循环速度较快，因此一旦气缸垫损坏，水道内的水便会流进机油油道，造成发动机油底壳进水。气缸垫损坏是造成油底壳进水的主要原因之一，对正常使用的干式缸套的发动机而言，气缸垫损坏是机油进水的首要原因，有时是唯一原因。而气缸垫使用时间过长、安装气缸盖时螺母没有拧紧到规定的扭矩或没按规定的顺序拧紧，都容易加速或造成气缸垫的损坏。油底壳进水后，若将气缸垫从发动机缸体上拆出，这时气缸垫密封水道和机油油道之间的部分应有湿透的痕迹，如没有湿痕，则应立即从其他方面查找原因。

② 喷油器护套∶

      喷油器护套胶圈密封不良，使冷却水进入缸盖上部，从回油孔进入油底壳，造成机油油面升高。

③ 缸套胶圈∶

      对湿式缸套的发动机而言，由于缸套密封圈要承受一定的压力，若所加冷却水的水质不良也会对密封圈产生或多或少的腐蚀，因此一旦发动机使用时间过长，缸套密封圈便容易损坏。而如果缸套安装不正确，将直接造成密封圈被挤压变形甚至损坏，并最终导致缸体内水顺着缸套外壁直接进人油底壳。判断缸套密圈是否损坏，可以先将发动机油底壳拆下，并将水箱加满水，这时在发动机的下面如果发现缸套外壁有向下滴水的情况，则是该缸套密封圈损坏；如果没有，则说明是其他方面的原因，这时可拆下气缸垫或其他部分进行检查。

④ 缸盖裂纹∶

      当缸盖底板或进排气道发生裂纹后，冷却水从气缸盖的水堵通道进入活塞顶或进气道、排气道，再进入气缸，使油底壳油面升高。常见的缸盖裂纹处：如图3喷油孔裂纹示意图；如图4气缸和气门结合面裂纹示意图。

⑤ 增压器中间体裂纹∶

      增压器中间体裂纹，使水腔和油腔求通，水进入油底壳，造成油面上升。

⑥ 机体裂纹∶

      正常使用过程中，机体一般不会出现裂纹，出现裂纹则大多是由于人为的因素造成的。如气温下降时工作完后没有及时给发动机放水，或者发动机机体温度过高时向发动机机体上泼水，这些均容易造成发动机机体出现裂纹，致使水道和油道互通。

（2）低温冷却水漏入机油内，主要途径如下∶

① 低温水泵水封密封失效∶

      冷却水从水封处漏入齿轮罩壳，造成机油油面升高。

② 中冷器漏水∶

      中冷器漏水后，水进入进气管再进入气缸，流到油底壳。

③ 机油冷却器漏水∶

      机油冷却器损坏是造成发动机进水的主要原因之一。由于机油冷却器内藏于机体的水腔之中，如果加人的冷却液不符合标准，将对冷却器腐蚀很大，甚至造成冷却器出现锈缝。由于水流动性好，因此冷却器外部的水便会渗透到内部机油里，并最终流到油底壳内。由于正常使用中机油冷却器并不容易损坏，因此该原因往往容易被忽视。

 

图3  柴油机气缸盖喷油器孔裂纹现象

图4  柴油机缸盖与气门结合面裂纹示意图

 

三、机油液面升高诊断方法

 

1、检查方法

① 检查缸套胶圈漏水情况

      可在电灯光下观察缸套外缘胶圈处是否有水流下来。检查缸套穴蚀，则是观察缸套内孔处是否有水流下来。

② 检查缸盖是否裂纹

      进排气道裂纹、中冷器是否漏水，可检查进排气管或进排气道是否有水；对缸盖底板裂纹，则要通过拆下缸盖检查。

③ 检查喷油器护套漏水情况

      高压油管接头漏油，回油管漏油，均可在柴油发电机运转过程中卸下缸盖罩壳进行观察。也可在柴油发电机静置状态下，拆下缸盖罩壳观察喷油器护套处是否漏水。

④ 检查机油冷却器是否漏水

      可通过检查低温冷却水内是否有水。这是因为柴油发电机运转中，如果机油冷却器漏水，油压比水压大，油势必漏入冷却水中。

⑤ 缸盖、机体、增压器中间体裂纹

      漏水的检查，往往要通过密封试验，单从肉眼观察比较困难。以气缸盖为例，采用真空测试仪进行泄漏试验，其步骤如图5、图6所示。

 

图5  柴油机气缸真空测试仪

图6  柴油机气缸真空检测步骤

 

2、解决方法

（1）案例一

      以机油冷却器故障为例，维修步骤如下：

① 放掉油底壳内的机油和残留在机油冷却器内的冷却水；

② 取下机体侧盖板，观察机油冷却器外部是否有损坏，通过外部检查，没有发现机油冷却器有损坏处；

③ 拆下油底壳及固定螺钉（如图7所示），对机油冷却器做进一步检查，结果发现机油冷却器管一侧出现凸起部分，凸起部分中间位置有一裂纹，这就是故障所在（出现这种情况是因为柴油机操作手在冬季没有按要求放净冷却水所致）；

④ 对机油冷却器损坏部位修理后，经装配、试机、检查，未发现异常，故障被排除。

（2）案例二

      气缸盖的裂纹凡涉及漏水、漏油、漏气时，一般应予修补或更换。对尚未影响到燃烧室、水道、油道的裂纹，可以采取在有裂纹末端钻一小孔，将集中在裂纹末端的应力分散，避免裂纹向纵深发展。修补方法如下：

       除了柴油机构造的因素以外，造成柴油机油底壳进水的原因还有很多。因此，在处理水冷式柴油机油底壳进水的故障时，要从多方面人手，而且一定要先易后难，具体问题具体分析，根据柴油机构造、使用以及其他情况的不同，找出真正的故障原因之所在。

 

图7  柴油机油底壳螺钉拆除

图8  汽缸盖补板封补裂纹

 

总结：

      柴油发电机的润滑油系统和冷却水系统是各自独立的两个系统，正常情况下，柴油发电机冷却水是不会进入油底壳的。但在实际工作中，经常会遇到冷却水进入油底壳的现象。油底壳进水后，油底壳进水后机油与水形成一种灰白色的混合物，粘度急剧降低，使机油稀释、变质、甚至乳化。不及时解决会造成机件磨损，甚至引起抱轴烧瓦事故。总结起来，柴油机机油平面增高的原因有温度升高、柴油机内部积碳、水分进入机油、气缸套磨损、活塞环磨损、油封失效和机油添加过多等。当柴油机机油平面增高时，需要及时检查并找出原因，然后采取相应的措施进行修复，以确保柴油机的正常运行和使用寿命。在柴油机的日常维护中，定期更换机油和检查机油液面是非常重要的，可以有效预防和解决机油平面增高的问题。

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