柴油机故障诊断和排除

高速大功率柴油机综合性故障的诊断与排除

本章介绍的故障，均为整机性故障，也称综合性故障。它影响整机的性能指标和可靠性指标。其原因也是综合性的，涉及到许多系统、部件。这里重点介绍以下故障：柴油机起动困难、柴油机功率不足、柴油机转速不稳、柴油机飞车、柴油机突然停车、柴油机烟色异常、柴油机声音异常、柴油机振动异常、柴油机温度异常、柴油机压力异常、柴油机油底壳油面上升、柴油耗消耗过高、机油耗消耗过高。

第一节柴油机起动困难

一、故障现象

以190系列柴油机为例，高速大功率柴油机,有电马达起动与气马达起动两种方式。一般情况下，柴油机起动是比较容易的。起动时间不会超过10S。当发生起动困难故障时，有以下几种情况：

①起动时，曲轴根本转不动或者转动很慢,即起动转速太低。

②起动时，起动转速正常，但柴油机不着火。

③起动时，柴油机虽然发生了着火，但柴油机运转不正常，转速不稳，甚至灭火。

二、原因分析

1、柴油机起动运转的基本条件

一台柴油机要正常起动运转，必须满足以下4个基本条件:

①够的起动转速。只有足够的转速，才够产生足够的转动惯性力，带动活塞连杆运动。

②一定数量的雾化良好的燃油按一定的规律，在一定的时刻喷入气缸。

③一定数量的新鲜空气按一定的规律在一定的时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一定的

规律在一定的时刻排除气缸。

④燃油和空气在缸内良好的混合、燃烧。气缸内的气体具有一定的压力和温度，使燃油能

够自燃。

因此在分析原因时，就应当从柴油机起动的基本条件出发进行分析。而对于不同的故障现象，其原因也有所侧重。

综合起来，高速大功率柴油机起动困难的原因如图2—1所示。

2、原因分析

（1）起动系统故障.

机械因素和外部条件均会导致柴油机曲轴根本不转动或者转动速度太慢，起动转速太低，从而满足不了柴油机起动的第一个基本条件。这是因为：

①起动马达（电马达或气马达）损坏或者有故障，均造成马达不转，或者起动力矩太小，

从而带不动曲轴旋转或者旋转很慢，达不到柴油机的最低起动转速要求。

②电马达起动时，当蓄电池容量不够，将导致起动马达转动力矩太小；电源导线截面太小

或导线过长、导线接头接触不良,都将导致电能损失过大，使电马达的转动力矩太小，从而使柴油机曲轴转动很慢，达不到柴油机最低起动转速。

③电马达起动时,起动开关.继电器等零部件损坏，将使电马达根本不转动。

④气马达起动时,当起动管路漏气.管路太细.太长，将造成气马达气量不足，气压降低，

从而使马达转速太慢。达不到最低起动转速。

蓄电池电压不足电量不够 电马达力矩太小 电马达损坏

起动开关继电器等损坏

电线接头接触不良

电源导线截面小，线太长。

气管路漏气管太长

气源压力不足

继气器打不开

油控阀或气控阀失灵

贮气罐容积太小

气马达损坏

气马达飞轮齿圈啮合不良

气动预供油泵压力不足

油压低停车操纵杆未扳下

燃油箱（罐）阀门未打开

燃油箱（罐）无油

燃油箱（罐）位置太低

燃油管路内有空气

柴油滤三通阀未打开或

柴油滤太脏

超速停车装置未复位

齿条卡住在不加油位置

喷油器不雾化

喷油泵不泵油或喷油器不喷油

空气滤清器污堵

中冷器污堵

防爆门阀门未打开

配气定时不对

排气系统污堵

图2—1起动困难原因 活塞环气门缸盖漏气

压缩压力不足

活塞和缸盖余隙太大太小

油头伸出缸盖平面太大太小

带负荷起动

机油温度太低粘度太大 水温太低，在水泵内结冰

柴油温度太低，粘度太大

烧瓦、抱轴、拉缸

⑤气马达起动时,当贮气罐容积太小，到气马达去的气量不足和当气源压力不足，均使气

马达转速太慢。达不到柴油机最低起动转速。

⑥气马达起动时,气马达的油控阀.气控阀失灵或继气器打不开，都造成气马达不转动。

⑦气马达起动时,由于马是和气动予供油泵是联动的，所以当予供油压太低（低于98kPa）

时，无法推动柱塞下移，打不开通往气马达的气路，所以气马达不转动。

⑧环境温度低.机油温度低，将导致机油粘度大，摩擦功率大，柴油机曲轴转动慢。达不

到最低起动转速。

⑨水泵内冷却水结冰，将水泵叶轮卡住，使柴油机曲轴无法转动。

⑩缸内有异物，将使活塞在上止点时受很大反力而无法运动；或者活塞缸盖间结炭太厚，使活塞在上止点时无法运动，因而曲轴无法转动。

①配气相位错乱，将导致气门顶活塞，使活塞越不过上止点；气门卡住，也造成活塞顶气

门而越不过上止点，从而使曲轴无法转动。

②柴油机拉缸、抱缸或烧瓦.抱轴，以及运动件卡住，均会造成柴油机摩擦功太大，以致起

动马达的力矩克服不了这种摩擦功，从而带不动曲轴旋转或者转动太慢。

③柴油机带负荷起动，起动马达的力矩远远带不动这么大的负荷，从而使起动转速太低或

者曲轴根本不转动。

（2）燃油系统、燃烧系统、及配气系统故障及外部条件

这些因素将造成柴油机起动时，尽管起动转速正常，但柴油机不着火燃烧。这是因为：①油箱（罐）无油，阀门未打开，柴油滤三通阀未打开，超速装置未复位，油箱（罐）位

置太低，油压低停车装置操纵杆未复位或柴油滤太脏，都将造成柴油供应不足，喷油泵无法向缸内喷入足够的雾化良好的燃油，满足不了柴油机起动的第二个基本条件。

②燃油管系中有气，将造成因气阻使缸内供油不足或不稳，而满足不了着火起动的第二个

条件。

③喷油器不雾化，油头伸出缸盖平面太大、太小，喷油提前角太大或太小，.喷油泵工作

不正常，燃油牌号不对，燃油内有水份，均将造成燃油雾化不良及和空气混合不良，满足不了柴油机起动的第三个基本条件。

④防爆装置阀门忘记打开，将使空气无法进入气缸；空滤器脏污，配气定时不对，进气管

脏污，排气管和排气消声器脏污，中冷器污堵等都将造成柴油机进气量不足或排气不畅，满足不了柴油机起动的第三和第四个基本条件，所以造成起动困难。

⑤柴油机活塞环、气门、缸套等漏气，则使气缸压缩压力不足，.压缩温度降低；缸盖活

塞余隙太大，则使柴油机压缩比降低，导致缸内压缩压力不足，压缩温度降低，满足不了柴油机起动的第五个基本条件，造成起动困难。

⑥柴油机水温过低，柴油温度过低，进气温度过低，均造成缸内温度低，影响燃烧，满足

不了柴油机起动的第五个条件。

三、诊断方法

诊断时可按图2—2所示的柴油机起动困难诊断流程图进行。由于诊断时柴油机不是处于运转状态，所以只能用比较法和析检法。

四、排除措施

根据起动困难所表现出的现象.分析的原因和诊断的部位，有针对性地进行排除。

①如是起动系统故障导致起动困难，电起动马达起动者，则应分别修复或更换起动马达、

蓄电池、起动开关、继电器（电起动）；气起动马达起动者，则应分别修复气起动马达、气控阀、油控阀、继气器及管路等，保证给气充足。

②如是机械系统故障引起起动困难，则应排除影响柴油机曲轴转动的因素。如重新装配柴

油机，保证各部间隙正确和运动件运动自如。

③如是外部因素引起起动困难，则应在起动前预热机油，加灌开水以及脱开和工作机械的

联接。

④如是操作因素引起起动困难，则应严格按操作规程正确操作。如检查和打开有关阀门、

拉杆，加足燃油，排净燃油系统空气等。

⑤如是燃油系统故障引起起动困难，则应检查和修复或更换有关零部件，如喷油泵、喷油

器，清洗柴油滤清器，调整供油提前角等。

⑥如系进排气系统故障引起起动困难，则应检查和调整配气定时，洗清中冷器、空气滤清

器、排气消声器等，以及更换活塞环、研磨气门等。

第二节柴油机功率不足

一、故障现象

所谓功率不足，就是通常说的柴油机“无力”，“没有劲”。正常情况下，柴油机的功率一般是有一定的储备，可以带动工作机械正常运转。当功率不足时，表现为柴油机带不动与之配套的工作机械运动，并伴随着以下现象：

①柴油机冒黑烟。此时柴油机排气管排出大量黑烟。

②柴油机排气温度高。此时，排气管和涡轮增压器的涡轮呈暗红色。

③柴油机转速下降或者转速不稳，并呈现出工作无力的声音。

二. 原因分析

柴油机的功率指标是其技术状态的综合反映。技术状态良好，柴油机就能发出足够的功率。当功率不足时，往往是各系统故障的综合反映。

从柴油机工作原理得知，柴油机发出足够有效功率的基本条件是：

①有足够数量的雾化良好的燃油，按一定的规律、在一定的时刻喷入气缸。

② 有足够数量的新鲜空气，按一定规律、在一定时刻进入气缸，并将燃烧后的废气按一

定的规律、在一定时刻排出气缸。

③ 空气和燃油良好地混合，完全的燃烧。

④ 摩擦功率和附件消耗功率要尽量小，即机械效率要高。

因此，分析功率不足的原因时，可以从以上基本条件出发，针对不足故障现象，按系统分析原因。

综合起来，高速大功率柴油机功率不足的原因可用图2—3表示。

燃油滤清器污堵

燃油管路太细太长漏泄

燃油系统有空气

燃油质量不好，油内含水 喷油泵或调速器限位铅封被破坏加不上

调速器拉杆螺钉旋入太多，齿杆伸出长

度不够

喷油泵柱塞磨损严重个别缸供油量太小

油头雾化不良

供油提前角不对

油头伸出缸盖平面不对 缸盖活塞结炭严重 压缩余隙太大

出油阀密封不严

空滤器脏污

中冷器脏污

压气机叶轮脏污

缸盖进气道脏污

进排气管漏气

配气定时不准

增压器故障，进气压力低

排气管太细太长，或拐弯多

排气消声器脏污

缸盖排气道脏

排气定时不对

中冷器进水温度太高

环境温度高.湿度大

海拔高.气压低 柴油机过热

异常磨损，柴油机拉缸.烧瓦.抱轴等。

图2-3柴油机功率不足原因

·

三. 诊断方法

诊断时可按图2—4所示的柴油机功率不足诊断流程图进行诊断。

由于高速大功率柴油机有的作为发电动力，有的作为机车动力，还有的作为钻机动力和舰船动力，所以对不同用途的柴油机在现场的诊断功率不足的方法不同。

①对于发电机动力的柴油机，可用发电机作为最大功率的检测手段。此时将柴油机的油门

置于最大油量位置，发电机最大的电功率为P e1则柴油机的最大功率P e：

P e=P e1/ηD+P e2+P e3

式中：ηD发电机效率，一般为0.93。

P e2风扇耗功，由制造厂提供。对190系列柴油机，可取ηD=0.93

P e3空滤器耗功，由制造厂提供。

对190系列柴油机，一般为10—30kW,空滤器越脏，取大值，新空滤器，取小值。

②不作为发电动力的柴油机，可用无外载测功法求出最大有效功率。此时应将柴油机和后

面配套的工作机械脱开，突加油门，用无外载测功仪测试柴油机从怠速到标定转速所用的加速时间，根据加速时间和最大功率的关系，可方便的求出该时的最大功率。

③对于诊断柴油机功率不足原因的方法，可用比较法找出影响功率不足的零部件。如喷油

泵.喷油嘴偶件等；用析检法找出影响功率不足的零部件。如缸套.活塞环等；用仪器诊断法找出影响功率不足的参数和部件。如用曲轴箱漏气仪诊断活塞环密封情况，压力表或压差计诊断各种滤清器是否污堵，增压器工作是否正常，润滑系统是否工作正常等。

四. 排除措施

根据柴油机功率不足的现象和分析的原因诊断的部位，有的放矢的予以排除。

①首先保证燃油系统工作正常。

更换符合要求的燃油；

打开有关阀门，保证油路通畅；

清洗燃油滤清器；

排除油路中的空气；

清洗或更换喷油嘴偶件，使其雾化良好；

检查和调整供油提前角；

检查调整各缸供油量，使基本一致；

检查或更换磨损大的油泵柱塞和出油阀；

检查和调整供油齿杆，使其能加油到最大功率位置。

②同时要使进排气系统处于良好的工作状态

清洗空滤器.中冷器.压气机和排气消声器；

检查和调整配气定时和配气间隙；

修理漏气之进排气管路接头；

检查和修理工作效率低之增压器；

检查和修理活塞.缸盖，清除结炭；

更换活塞环；

研磨气门；

调整油头伸出缸盖平面的高度和缸盖压缩余隙；

对损坏之缸套.活塞.轴瓦等予以更换或修理。

③对环境因素造成的原因采取以下措施：

对中冷水温过高，应找出冷却系统故障，予以排除，使其符合要求；

对环境温度过高.气压过低时，应对功率进行修正或更换高压比的增压器和高效率中冷器，进行该状态下的功率恢复。

第三节柴油机转速不稳

一. 故障现象

柴油机正常运转时，依靠调速器的自动调节作用，柴油机的转速是稳定的。波动值只有几转。转速波动率在0.5%以内。

当转速不稳时，有二种现象：

①柴油机转速有规律的忽高忽低。通常所说的“游车”.“喘气”。此种情况多发生在柴油

机低速运行工况。

②柴油机转速无规律的忽高忽低。

二. 后果危害

柴油机出现转速不稳，不仅影响柴油机功率的发挥，而且还使油耗增加，影响经济性。而且由于转速不稳，极大地影响了与之配套的工作机械的稳定性。特别作为发电动力时，柴油机转速不稳，将导致所发出电源的频率和电压不稳，既影响用电设备.仪器的正常工作，又影响了和电网或机组间的并网运行。同时柴油机转速不稳，还将缩短柴油机的使用寿命。

三. 原因分析

对190系列柴油机为例，造成高速大功率柴油机转速不稳的原因如图2-5所示。

,有水,气阻或水阻现象,造成供油稳喷油器雾化不良,喷油不稳隔次喷油或断续喷油

喷油泵柱塞出油阀磨损过大,供油不稳

喷油泵齿条卡滞,喷油器针阀卡滞

喷油器弹簧.出油阀弹簧.喷油泵弹簧断裂

喷油泵油量调节齿圈松动

各缸供油量严重不均匀

调速器内机油太多

调速器弹簧变形.断裂或刚度减小

调速器飞铁衬套磨损严重

调速器运动件卡滞或磨损严重

带变速箱的柴油机离合器接合不良打滑

工作机械负荷严重不稳

图2一5柴油机转速不稳原因

当一台柴油机正常运转时，只要工况一定，柴油机每个循环功能是相同的，因此其转速也应当是稳定的。只有每个循环作功不同，才会出现转速忽快忽慢。所以要保持柴油机转速稳定，有三个基本条件：

①柴油机每个循环供油均匀（数量相同）喷油器雾化质量均匀（质量相同）；

②柴油机调速器调节灵敏。因为调速器有自动调节转速的功能，即随外界负荷的变化，自

动调节供油量，使柴油机转速变化一致；

③柴油机有足够大的飞轮，贮藏惯性力，保持柴油机平稳的运转。此项，一般柴油机制造

厂予以充分保证，使用中不会存在这个问题。

针对以上柴油机稳定运转的基本条件，对图2—5的原因分析如下：

⑴燃油系统原因

首先，燃油系统任何一个环节，造成各缸、各循环供油不一致，将使柴油机各缸.各循环做功不均匀，引起转速不稳。

①当燃油系统有空气、有水，将导致气阻、水阻现象，使柴油机供油不连续，时多时少，

引起各循环作功不一，转速忽快忽慢，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件。这种现象在高速、高负荷时更明显。

②喷油器针阀卡滞、喷油泵柱塞卡滞、喷油泵齿条卡滞，均造成柴油机各循环供油不均、

雾化质量不均，满足不了平稳运转第一个条件，从而影响了作功的均匀性，造成转速不稳。

③喷油泵柱塞磨损过大、出油阀磨损过大、喷油器针阀磨损过大，均造成供油规律、雾化

质量、供油数量的不稳定，满足不了柴油机稳定运转的第一个条件，转速忽快忽慢。

④喷油器雾化质量不好，出油阀减压容积不够或高压油管阻力过大等因素，引起喷油器二

次、多次喷射或隔次喷射及滴漏现象，也使柴油机工作不稳，转速忽快忽慢。

⑤喷油泵各缸供油量误差太大，各缸作功误差大，也容易引起柴油机转速不稳。这种情况

在低速、低负荷时比较明显。

⑵调速系统的原因

柴油机调速器的作用是，随时调节柴油机的油量，使柴油机稳定运转。即柴油机外界负荷增加.减小，柴油机转速也变化不大。所以调速器部件任何一个环节出现问题，都将引起调节失效，导致柴油机转速不稳，从而满足不了柴油机稳定运转的第二个条件。

①调速器内机油过多，调速器飞铁和其它运动件工作阻力增大，而且不均匀，影响了调节

的灵敏性和均匀性，引起转速不稳。

②调速弹簧变形、断裂、刚性变小，将造成调速器调节失灵或调节不够，引起柴油机转速

不稳。

③调速器飞铁衬套磨损严重，或飞铁等运动件工作卡滞，均使调速器的调节功能失灵或调

节不均，导致柴油机转速不稳。

至于，柴油机通过变速箱、离合器与工作机械配套时，当出现离合器打滑或工作机械负荷严重不稳所造成的柴油机转速不稳，是由于此时柴油机总是处于负荷突变状态，负荷运转和空车运转交替，.调速器总是处于动态调节。此时无论柴油机的转速还是声音，均处于不稳定状态。

四. 诊断方法

诊断时用仪器法或听诊法，判断转速不稳的性质和程度。如属有规律的忽快忽慢，多为调速系统的原因引起；如属无规律的转速波动多系燃油系统引起。对具体原因的诊断可采用部分停止法和比较法或者析检法。

具体诊断时，可按图2—6所示的柴油机转速不稳诊断流程图进行。

五.

针对诊断出的原因和故障的部位，有的放矢的予以排除。

1.保证燃油系统工作正常

①放掉系统中空气和水分，清洗柴油滤保证供油通畅、充足；

②检查和修理喷油器，使其雾化良好；

④检查和修理喷油泵柱塞、齿条、.各缸供油量，出油阀及弹簧、调节齿圈等，使喷油泵

工作正常，各缸供油均匀。

2.检查和修理调速器

检查和修理调速器有关零部件，使其工作正常。

①放掉调速器内多余之机油；

②修理或更换磨损大的调速器运动件，使其运动通畅；

③检查和修理调速器弹簧；

3.检查与工作机械之间的传动

检查与工作机械之间的传动，使其离合自如，结合良好。

第四节柴油机飞车

一、故障现象

在调速器的控制下，柴油机在某工况运转时，转速是稳定的。即使当工作机械突卸全部负荷时，柴油机的转速也不会太高，一般只能超过卸载前转速的8%以下。当发生“飞车”时，是指柴油机失去控制，转速迅速增高，大大超过标定转速。此时还伴随着以下现象：①声音异常。由于转速突升，带来柴油机燃烧噪声、空气噪声和机械噪声均迅速增大，甚

至使人无法承受。

②振动异常。由于转速突升，柴油机惯性力的不平衡大大增加，因此，使柴油机振动急剧

增加。

③此时还往往伴随着机件损坏。

二、后果危害

柴油机发生飞车，往往带来严重危害：

①由于转速升高，各摩擦付的线速度急增，润滑满足不了要求，造成拉缸、烧瓦等故障。

②由于各运动件的惯性力增大，造成连杆螺栓断裂、连杆断裂、飞轮螺栓断裂、平衡块螺

栓断裂、摇臂断裂、挺杆松脱、气门弹簧松脱、气门弹簧断裂等。

③严重时还可导致操作人员的人身事故。

三、原因分析

造成飞车，一是由于燃油系统故障，使调速控制系统无法对其控制；二是调速控制系统失灵。概括起来，柴油机飞车的原因如图2—7所示。

喷油泵柱塞卡死在大油量位置

喷油泵齿条卡死在大油量位置

喷油泵齿条拉杆松脱或拉毛卡死

喷油泵弹簧断裂，齿圈卡住

误装旋向相反的喷油泵柱塞

齿条限位螺钉铅封开封

调速器运动件卡住

调速弹簧断裂

飞铁松脱

机油温度太低，粘度太大，飞铁飞不开

缸盖机油回油孔不畅，机油进入燃烧室

超速自动停车装置失灵

齿条上停车卡块位置装错，齿条处于加油位中。

图2一7柴油机飞车原因

柴油机运转中发生飞车是此时供油量太大，因此不发生飞车的基本条件是柴油机油量不在最大位置，即使在最大位置，在调速器的作用下能迅速将油门拉回在供油量小的位置。

1、从调速器控制系统分析

调速器控制系统某个环节有故障，使调速器失灵，无法控制燃油系统的油量，此时一旦油量在最大位置，势必造成飞车。

① 当调速器运动件卡滞时，此时转速升高应将齿条拉回小油量位置，但由于卡滞无法控制

喷油泵油量，故造成飞车。

② 当调速弹簧断裂、离心力和弹簧拉力失去平衡，也会造成调速失灵，无法控制喷油泵油

量，造成柴油机飞车。

③ 调速器飞铁的作用是当柴油机转速升高时，飞铁离心惯性力推动推杆移动，通过杠杆将

喷油泵齿条拉向供油量小的位置，使柴油机转速降低。如调速器飞铁松脱，就失去了这个作用，从而导致柴油机飞车。

④ 调速器内机油太多，或温度低、粘度大，使调速器飞铁运动受阻，减少了飞铁的离心惯

性力，使减少喷油泵供油量的作用受到影响，从而导致柴油机飞车。

2、从燃油系统分析

如果喷油泵.齿条处于最大供油位置，而控制系统又无法将其控制到小的供油位置，柴油机也要发生飞车。

① 喷油泵齿条卡死在大油量的位置 ，喷油泵柱塞卡死在大油量位置，此时无论调速器怎

么控制它都无济于事，所以造成因喷油过多而飞车。

② 190系列柴油机左右排两喷油泵的齿条靠一根拉杆连接。这样调速器就可以同时控制这

两个油泵了，当连接拉杆松脱时，调速器便无法对另一个喷油泵进行控制，当齿条在大油量时便会发生柴油机飞车。

③ 喷油泵弹簧断裂往往造成柱塞油量调节齿圈卡死。此时，调速器无法对它进行控制，造

成柴油机因供油量过大而飞车。

④ 190系列柴油机，其喷油泵柱塞的螺旋槽是左旋的。如果拆装过程中误装了右旋向旋槽

的柱塞，这样在运转中，当转速过高 .调速器控制需减油时，而恰恰是加油使转速会更高造成柴油机飞车。

⑤柴油机在出厂前是根据功率大小，将喷油泵齿条予以固定和铅封的。此处不允许任意拆

卸的。如果对铅封进行了开封，造成齿条最大供油位置改变，也往往会引起柴油机飞车。

3、其他原因

除了调速系统和燃油系统原因外，下面的一些因素也往往引起柴油机飞车。

①190系列柴油机润滑缸盖摇臂的润滑油是通过缸盖上面油孔回到油底壳的。当回油孔堵

塞或不畅时，润滑油就会从气门导管窜到燃烧室，因而造成因烧润滑油引起的柴油机飞车。

②190系列柴油机两个喷油泵齿条的连接杆上有一停车卡块，供油压低自动停车装置停车

用的。装在油压低装置的拔叉的左侧（面向自由流），当此卡块装错，装在拔叉右侧时，柴油机一运转，就被拔叉将此卡块推到最大供油位置，引起柴油机飞车。

③190系列柴油机还配有超速停车装置。此装置是当柴油机调速器失灵时，能自动停油停

车，当该装置失灵时，也容易引起柴油机飞车。

四、诊断方法

对于柴油机飞车现象的诊断，只需根据转速和声音变化情况便可判断。转速迅速增高，排气声连成一片，甚至成啸叫声。这里重点介绍柴油机飞车原因的诊断方法。图2—8是柴油机飞车诊断流程图。

五、排除措施

当发生柴油机飞车时，首先要采取紧急措施，使柴油机停车。然后再针对诊断出引起柴油机飞车的原因和部位，予以排除。

1、紧急停车的措施

紧急停车的措施有以下几种：

①拉动齿条，减小油门，紧急停车

②关闭进气系统中的防爆门，切断气路。对装有防爆力的190系列柴油机，此举最方

便，最可靠。

③切断油路。当拉动齿条、切断油路无效时，首先关闭柴油进油阀门，切断油路；关闭柴

油滤清器的三通阀，将三通阀旋转180℃，使其由T状态变为⊥状态，切断油路；或者用扳手松开高压油管接头和喷油泵进油管接头，切断油路。

④用衣物包住空气滤清器进口，切断气路。

⑤加大负荷，迫使柴油机降速停车。

⒉、排除故障

当柴油机停车后，针对诊断出的原因和故障部位，逐项予以排除。

①修复或更换卡滞之喷油泵柱塞和齿条，使之运动灵活。

②修复更换喷油泵弹簧齿圈等有关零件。

③重新连接两喷油泵齿条的拉杆，并调节使之两个喷油泵油量均匀一致。

④对错装之喷油泵柱塞或停车卡块，重新按规定要求，装配或更换，使之符合要求。

⑤检查和修复调速器运动件，使之工作灵活。

⑥更换调速器之损坏件，检查和更换调速器内机油。

⑦修复超速停车装置，使之工作正常。

⑧检查和修复缸盖回油孔，使之回油通畅。

第五节柴油机突然停车

一、故障现象

柴油机正常运转中，只要不是人为减油停车，是不会突然停止运转的。当发生突然停车时，有两种情况。一是突然停止运转，一是转速慢慢下降，然后停止运转。

二.、原因分析

柴油机在供油、供气、燃烧正常时，所发出的功率和带动的载荷平衡时，便能正常运转。当外界载荷超过发出的功率，便会造成停车，因此，引起突然停车的原因可以归纳为五个方面：

①柴油机供油系统发生故障，供油不足造成柴油机发不出应有的功率；

②柴油机配气系统发生故障，进气不足或排气不畅，造成柴油机发不出应有功率；

③柴油机运动件故障，使柴油机输不出应有的功率；

④外界载荷突然增大，大大超过柴油机应发出的功率；

⑤安全保护系统起作用。

这五个方面的原因可用图2—9来表示。具体分析如下：

燃油中有水，空气

燃油系统堵塞

燃油管路破裂

喷油泵柱塞或出油阀卡住

喷油嘴针阀卡位

调速器弹簧断，齿条白动回到停油位置

气门卡住或气门弹簧断裂不能正常换气

齿轮损坏或喷油定时不对

喷油泵传动装损坏

柴油机拉缸.抱缸

柴油机烧瓦.抱轴

油压便自动停车装置起作用

超速自动停车装置起作用

防爆门自动关闭

外界载荷突然增大，将柴油机憋死

图2一9柴油机突然停车原因

①当柴油缸内柴油机用光，或柴油管路破裂，都将使柴油机无法工作，引起紧急停

车。

②当柴油内有较多水或空气，将会导致气阻、水阻，使柴油机供油不连续，甚至短

时终止供油，引起柴油机紧急停车。

③喷油泵弹簧断裂，柱塞、.出油阀卡住，喷油嘴偶件卡住，引起供油中止。也会引

起紧急停车。不过，对于多缸机这种情况较少，12个缸（8个缸）的油泵柱塞或出油或喷油嘴偶件都同时卡住的机会较少，此时只能造成功率下降，转速下降，「∶即使停车也是缓慢的。但也不排除是其中原因之一。

④当调速器弹簧断裂时，齿条是会被自动拉到小供油量位置，引起柴油机自动减油

停车。

⑤当齿轮系损坏或喷油泵传动装置损坏，使柴油机不能供油，或供油正时破坏，配

气定时破坏，从而使柴油机不能燃烧或不能正常燃烧，引起柴油机自动停车。

⑥柴油机气门卡住或气门弹簧断裂，引起柴油机不能正常燃烧而自动停车的机会也

不是太多。因为不可能所有气缸都出现这种故障。此时只会使柴油机功率下降，转速下降，但这也是原因之一，因为随着故障的发展而功率逐渐下降和外界载荷不平衡使柴油机逐步停车。

⑦190柴油机有自动停车安全装置，当柴油机油压低于规定值时，此时油压低自动停

车装置起作用，使柴油机自动停车；当柴油机发生超速时，超速自动停车装置起作用，使柴油机自动停车。

正因为有这两个装置，所以当这两个装置产生误动作时，也容易引起柴油机自动停车。

⑧190柴油机的进气系统上有防爆装置。此装置一是作为在环境有天然气等可燃气体

时，用其切断气路，使柴油机紧急停车；一是作为其它电控安全装置（如超速.油压低等）的执行机构。在柴油机运转中由于某些原因，谈将该阀门关闭，则也容易引起柴油机自动停车。

⑨柴油机工作中出现拉缸、抱活塞事故或烧瓦抱轴事故时，此时柴油机的摩擦功率

大大增加，会导致柴油机停车。

⑩当柴油机带动负载运行时，负载突然加大，超过柴油机所能发出的有效功率，从而导致柴油机降速停车。

三、诊断方法

按图 2-10的诊断流程图对柴油机突然停车的原因进行诊断。

对是否缺油，可拆开喷油泵放气螺钉，或松开柴油滤放气螺塞来检查；对运动件是否卡滞，运动阻力大，可用人工转动柴油机时用力情况和困难情况判断。

四、排除措施：

针对诊断的原因和部位，进行排除。

①如系缺油引起自动停车，则需加满柴油或更换柴油滤芯或更换破裂之油管。

②如系燃油系统故障引起，则需修复或更换喷油嘴、出油阀、柱塞调速弹簧，高压泵

传动装置等。

③如系配气系统故障引起，则应修复或更换气门，气门弹簧或配气齿轮。

④如系安全装置（防爆门、超速自动停车、油压自动停车装置）起作用引起，则应将

其恢复到正常位置。

⑤如系运动件损坏引起，则应修复或更换曲轴、轴瓦或缸套活塞或其它运动件

第六节柴油机烟色异常

一. 故障现象

柴油机正常工作时,排出的废气呈淡灰色.只是在加速时会出现一股黑色排烟.所以当出现烟色异常时,有以下现象：

①冒黑烟这是柴油机不完全燃烧的特征。此时排出的废气中有大量固体炭粒，有时

甚至带火星，并伴随排气温度的升高。

②冒白烟这是柴油机废气中水或燃油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈白色雾

状，并伴随着柴油机功率下降和转速不稳。

③冒蓝烟这是废气中含有大量机油蒸汽的特征。此时柴油机排出的废气呈蓝色雾

状。并伴有呛人的烟味和柴油机机油消耗增加。

二. 后果危害

柴油机当出现烟色异常时，会带来以下危害：

①功率下降，燃油消耗增加。因为黑烟是不完全燃烧的产物。当燃烧不完全时，势必

造成热效率下降，使油耗增加、功率下降。

②机油消耗增加。因为蓝烟是机油不完全燃烧的产物，出现蓝烟，势必造成机油消耗

增加。

④排放增加。蓝烟、白烟是低温不完全燃烧的产物，黑烟是高温不完全燃烧的产物

这些产物成炭烟、HC、CO等排放到大气中，对环境起到污染作用。

⑤使柴油机寿命减低。

三. 原因分析

由于黑烟、白烟、蓝烟是三种不同性质的异常烟色，所以其生成的原因也是不相同的，下面分别予以分析。

1.冒黑烟

既然黑烟是燃油不完全燃烧的产物，因此造成冒黑烟的原因主要由燃油、燃烧系统的故障和进排气系统故障引起。可用图2—11来表示。

喷油器雾化不良，滴漏或异常喷射

喷油器喷油压力不对

供油提前角过高过晚

个别缸供油量过大

柴油质量太差，十六烷质.胶质等指标超差

出油阀柱塞付磨损严重，油管压力过低

喷油嘴伸出缸盖平面太高太低

压缩压力太低

高压油管内孔变形

空滤器污堵

压气机污堵

中冷器污堵

排气消声器污堵

配气相位不对

气门密封不严

增压压力过低

柴油机超负荷

拉缸、烧瓦

图2一11柴油机冒黑烟原因

柴油机之所以冒黑烟，是由于喷入柴油机气缸内的燃油在燃烧时，局部高温缺氧裂解，并脱氢而变成以碳为主要成分的固态微小颗粒。是一种不完全燃烧的产物。一般用烟度来表示，其单位是BSU （波许）。所以无论是燃油系统，燃烧系统，还是进排气系统，凡是影响燃烧完全性的因素，均可引起冒黑烟。

① 喷油器雾化不良，油粒大小不均或太大，与空气无法良好地.均匀地混合，局部地

区在燃烧时缺氧，高温裂解，从而产生黑烟。试验表明，当有一个缸雾化不良，此时尽管燃油耗只增加0.1%，但烟度却可达到4BSU 。 ② 喷油器异常喷射（包括二次喷射、隔次喷射、多次喷射或滴漏），将使燃料在气缸

着火后仍继续喷入气缸，这部分燃油是在高温缺氧情况下燃烧的，所以容易产生冒黑烟。

③

个别气缸供油量过大或者柴油机超负荷运转，都使缸内燃油过多，空气不足，燃烧

缺氧，从而引起冒黑烟。其实，拉缸、抱轴引起冒黑烟也是这个道理。此时，柴油

机摩擦功大大增加，加大气缸作功能力，才能发出同样大的有效功，这也相当柴油机超负荷运转，从而造成冒黑烟。

④ 柴油质量不符合要求，特别是十六烷值太低，使柴油机着火性能变差，燃烧着火落

后期变大，造成冒黑烟。

⑤ 高压油管内孔变形，将导致油管流通能力和油管压力变化，

从而引起喷油器二次喷

射和影响雾化质量；喷油泵柱塞磨损大.出油阀磨损大造成油管压力降低，从而恶化了喷油器雾化质量。这一切都使燃油燃烧不完全，局部高温缺氧，引起冒黑烟。 ⑥ 190系列柴油机的喷油器伸出缸盖平面高度有一定要求，为2.4—3.0mm ，当在拆装

过程中将垫件搞错，将导致油头伸出缸盖平面距离太大、太小，这样就不能保证喷出的雾矩和燃烧室形状很好的吻合，或喷到燃烧室壁，或喷到缸盖下平面，造成局部的燃油不能很好和空气接触.混合，引起燃烧局部高温缺氧产生黑烟。

⑦ 柴油机燃烧时的一个重要条件是，气缸要有一定的压缩压力和压缩温度。当活塞环

密封不良、气门密封不良，均使缸内压缩压力不足，从而造成燃烧不充分，产生黑烟。

⑧ 柴油机的换气系统的作用是根据柴油机的工况大小，定时定规律定量地供给柴油机

新鲜空气，并将废气排走。当空滤器污堵、压气机污堵、中冷器污堵、排气消声器污堵，以及增压器故障引起的进气压力不足，均使进入柴油机气缸的空气量不足，造成燃烧时的空气不足、高温缺氧，产生黑烟现象。

⑨ 配气相位不对，既易造成柴油机进气不足、排气不畅，还使进排气的规律发生变化，

从而影响柴油机正常换气，燃烧，引起冒黑烟。

2． 冒白烟

白烟是柴油机低温起动运转后，柴油未燃微粒或水汽所形成的液体雾粒，是低温产物。不同于固体状的黑烟。所以分析原因时，应抓住这个特点。其原因如图2—12所示。

柴油机中含有水分

缸盖裂纹，水漏入气道被吸入气缸或从缸

盖底板漏入气缸

中冷器漏水，被吸入气缸 供油提前角太晚

柴油机水温太低，

环境温度太低

中冷进水温度太低

喷油器雾化不良 各缸供油量不均 气缸压缩压力不足

图2一12柴油机冒白烟原因

⑴ 水汽的原因

既然白烟成分之一是水蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧中能产生水蒸汽的因素都是造

成冒白烟的原因。

柴油中含水、缸盖漏水、中冷器漏水，甚至机油内含水，在柴油机燃烧过程中，这些水成水蒸汽形式从排气管排出，呈白烟状态。这种情况低速低负荷特别明显。而在高负荷时基本消失，除非含水特别多。不过此时柴油机会出现转速不稳和功率下降。

⑵ 燃气的原因

既然白烟的成分之一是未燃烧的柴油蒸汽，所以凡是在柴油机燃烧过程中产生柴油

蒸汽的因素都是造成柴油机冒白烟的原因。当然，这种情况也是在柴油机低速低负

荷时发生的。

① 喷油器雾化不良。燃油和空气混合不良，不具备着火条件，而在低速低负荷时未

被燃烧，而呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。

② 各缸供油量不均。低速低负荷时，只有供油量大的气缸着火燃烧，而供油量小的气

缸的燃油未及燃烧，呈蒸汽状态，从气缸排出，产生白烟。

③ 气缸温度太低。水温低或环境温度低，气缸压缩温度低，均造成缸内着火条件不良，

使喷入气缸之燃油未及燃烧，呈蒸汽状态从气缸排出，产生白烟。

④ 供油提前角太晚，柴油和空气混合条件不充分，未及良好燃烧，一部分燃油呈蒸汽

状态从气缸排出，产生白烟。

3. 冒蓝烟

蓝烟也是柴油机低速低负荷运转时，机油在几乎没有燃烧或只有部分燃烧或处于分解状态，液体微粒也是低温产物。所以形成蓝烟的因素也是机油消耗高的原因。冒蓝烟的原因可用图2—13表示。

油底壳油面太高

空滤器污堵空滤器污堵，造成增压器的机油

进入气缸

活塞环卡滞

活塞环开口间隙大

活塞环折断

二三道环上下装错

活塞环弹力消失.漏光严重，几道环开口未错

开 缸套磨损大.失园

气门导管与气门杆间隙过大 增压器密封失效.

主油道到缸盖摇臂节流阀未装或节流孔太大

缸盖回油孔不畅

图2一13柴油机冒兰烟原因

机油消耗高主要由于机油进入燃烧室，被不完全燃烧排出气缸。而机油进入燃

烧室主要途径之一是从缸盖活塞之间里飞溅.泵吸。所以影响缸套活塞间密封和飞溅过度的因素，均是造成机油窜入燃烧室的原因。

① 活塞环卡住、折断、弹力消失、漏光、开口间隙过大、扭曲环位置装错，或四道活

塞环开口未错开，均造成活塞环和缸套贴和不良、密封失效，使机油窜入燃烧

室，造成机油消耗高。

② 活塞外圆磨损过大、环槽磨损过大及缸套磨损过大、失圆，也均造成活塞缸套间

隙过大，使机油窜入燃烧室，造成机油消耗高。

机油进入燃烧室的另一途径是机油从进气道被吸入燃烧室，所以这方面的因素

也是机油消耗高的原因。

①

当缸盖回油孔不畅，润滑摇臂的机油回不到油底壳，使存在缸盖上罩壳的大量机油

从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。

②当主油道到缸盖摇臂的节油阀未装，或者节流阀孔太大，从主油道到摇臂的油太多，

无法全部从缸盖回油孔回到油底壳，而积聚在缸盖上罩壳内，从气门导管进入燃烧室，造成机油消耗过高。

③当气门导管与气门杆磨损严重，间隙过大时，也造成机油从此处大量进入燃烧室，

造成机油消耗过高。

④当空气滤清器脏污，空气吸入真空度大，当大于5.5kpa时，或者增压的封油系统

失效，增压器的润滑油被吸入压气机，而进入气缸，造成机油消耗过大。

四. 诊断方法

对烟色异常的诊断，首先用眼睛来分辨出冒黑烟还是冒蓝烟、冒白烟。

①于冒黑烟，可用烟度仪测量出烟度的大小。烟度仪分为滤低式烟度计和透光式烟度

计两种。其测量单位用FSU（波许）表示。具体诊断原因和部位时，可用部分停止或比较法，判断是否是燃油系统故障引起。并可用仪器法进一步是燃油系统的那一部位；对配气系统故障可用析检法或仪器法，具体判断是那一个部位。

①对于白烟，可用一张硬纸对准排气口。让白烟喷到白纸上，根据白纸上的液珠，判

断是水汽引起还是燃油系统引起。水汽液珠无味，燃油液粒有烟味。再用析检法查出漏水原因或燃油不雾化的原因。

②对于冒蓝烟，可用部分停止法和观察法先找出窜机油的原因，

对于烟色异常的具体诊断流程，可用图2—14 2-15 2-16表示。

第七节柴油机声音异常

一、故障现象

柴油机正常运转时，其声音是有节奏的，并符合一定的规律。即在不同的工况时，其声音的大小和频率分布是一定的。当发生噪声异常时，有以下几种情况：

敲击声：这种声音钝哑.沉闷，且常伴有柴油机振动加剧。

铛铛声：这种声音清脆，有节奏。

嚓嚓声：这种声音连续，刺耳。

喝喝声：这种声音连续嘶叫，或有节奏的拍拍声。

二、后果危害

当柴油机出噪声异常时，实际是发生了故障的外观反映。此时将导致柴油机可靠性和寿命下降，甚至更大的恶性事故。

三、原因分析

柴油机发生声音异常，一般有以下原因造成：

①燃烧过程恶化造成的燃烧噪声异常。

②进排气系统漏气造成的空气动力噪声异常。

③零件磨损过大和机械零部件损坏、松动，造成的机械噪声异常。

以上三方面的原因可用图2—17表示。

供油提前角过早

喷油量过大

喷油压力过高

柴油质量差，十六烷值过低

喷油嘴滴油、漏油、

雾化不良

进气管法兰漏气

排气管法兰漏气

气缸垫漏气

气门漏气

活塞环漏气

活塞缸套间隙过大

主轴瓦间隙过大

连杆瓦间隙过大

连杆衬套间隙过大

气门间隙过大

齿轮间隙过大

齿轮断裂

油泵柱塞卡住

机油泵调压阀卡住

齿轮铜套和轴烧住

摇臂轴和轴承烧住

气门碰活塞

气门弹簧断裂

柱塞弹簧断裂

飞轮固定螺钉松动

缸内有异物

减振器缺油

减振器松动

运动件不平衡

图2一17柴油机噪声异常的原因

柴油机的噪声源有三个方面。燃烧噪声、机械噪声和空气动力学噪声。在柴油机工作正常时，这些噪声和其频率在不同的工况时是在一定范围的。只有发生了故障，这些噪声才出现异常。下面具体分析如下：

1. 燃烧噪声原因分析