淺析柴油機維修中容易忽視的若干問題

劉博 郭元德 王亞東

摘要：柴油機在使用過程中，受外界干擾因素影響，零件會出現磨損、腐蝕以及變形等問題，對柴油機的機體性能造成較為明顯的影響。在修復柴油機的過程中，需要對受損傷的零部件進行修復或更換，從而保證零件的性能和柴油機的機體性能，然而部分柴油機修理之后仍無法恢復原始的性能優勢。為此，需要針對柴油機修理階段容易忽視的問題進行分析，找出造成此類問題的原因，結合有效維修經驗加以分析和討論，進而提出有針對性的解決辦法。

Abstract： During the use of diesel engine， affected by external interference factors， the parts will have wear， corrosion and deformation problems， which will have a significant impact on the performance of the diesel engine body. In the process of repairing the diesel engine， it is necessary to repair or replace the damaged parts to ensure the performance of the parts and the body performance of the diesel engine. However， after repairing some diesel engines， the original performance advantages cannot be restored. For this reason， it is necessary to analyze the problems that are easily overlooked in the diesel engine repair stage， find out the causes of such problems， analyze and discuss with effective maintenance experience， and then propose targeted solutions.

關鍵詞：柴油機;維修;若干問題;解決措施

Key words： diesel engine;maintenance;several problems;solutions

中圖分類號：U262.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）01-0146-03

0 ?引言

在油田勘探、開發運行過程中，柴油機屬于此類運輸工具當中的首選動力裝置，并且在輕型貨車和轎車的生產作業當中有著良好的應用優勢。柴油機的日常維修作業屬于油田裝備維修體系當中的重點組成部分，柴油機與汽油機的工作性能和整體構造存在較大的差異，且相應的維修特點各不相同，需要針對柴油機維修環節容易被忽視的問題進行分析，并基于有效的解決措施，避免安全隱患問題的發生。

1 ?余隙高度

首先，缸體上方部分的平面修理。柴油機當中所使用的缸體等基礎設施屬于柴油機內部最大零部件，其自身的重量較大，在實際的使用過程中，由于會受到機械力和熱應力的共同作用，從而產生相應的翹曲和變形情況。當出現變形等問題之后，則會對缸蓋和缸體結合之間的嚴密性造成不良影響，從而導致漏氣、燒缸墊和動力不足等方面的問題時有發生。為此，需要在實際的修理過程中，對此方面可能會發生的問題進行檢查。不僅如此，由于受到缸體自身特點的影響，在一般情況下若需要對氣缸墊進行修理時，需要對其表面進行修整，確保氣缸墊的表面能夠恢復到原始的幾何狀態。另外，當氣缸墊的變形量普遍較小時，可以對其進行刮削處理，當變形情況較為嚴重時，那么可以采用機床磨銷的形式進行處理。需要注意的是，若整體的膜銷量普遍過大時，則會導致余隙的高度逐漸減小，在一定程度上可能會導致活塞與氣門相互碰撞。

其次，可以從氣缸墊的厚度入手進行分析，氣缸墊介于缸蓋和缸體之間的位置，其主要作用是為了保障缸蓋和缸體能夠得到有效密封?，F階段氣缸墊的生產廠家具有多樣化的特點，但由于缺乏統一的生產標準，導致所生產出的氣缸體驗質量參差不齊，且實際的厚度和大小具有較大的差異，所以對余隙的整體高度造成了直接影響。

再次，缸套的高度高出了缸體上平面的高度。當缸套的高度超過了上平面高度時，若超出的高度較大。當曲軸的回轉中心并未發生較大的改變時，那么則會導致余隙逐漸增大，在檢查缸套高度的過程中，可以使用深度游標卡尺等工具，或者直接采用平尺和厚薄規對其進行檢查，若鋼套的高度設置不合理時，可以采用增減墊片的形式，對鋼套的高度進行調整，從而保障高度設置的合理性。

最后，軸承間隙。柴油機在實際的運行過程中，會存在部分產生相對運動和相互接觸的部位，在長期的使用階段，會導致此類部位發生嚴重的磨損情況。為此，需要在維修的過程中針對此類零件進行檢修。不僅如此，當連桿大頭、軸承連桿小頭、軸承活塞與活塞銷之間的間隙相對較大時，不僅會導致柴油機在運行的過程中造成相應的影響，還會在壓縮的階段導致活塞無法到達相應的上止點位置，從而導致余隙逐漸增加。

2 ?氣缸鋼套的上端面高出氣缸體上平面的高度

對于國產類型的柴油機來說，其內部的氣缸套零件具有干式和濕式等兩種不同的類型，將氣缸套進行安裝之后，其上端平面的高度需要高于氣缸體上平面的高度，且通常情況下所高出的距離處于0.05mm到0.15mm之間，從而構成了以圓環形式為主的凸臺。在壓緊氣缸墊的過程中，圍繞氣缸的內孔形成了以密封形式為主的環帶，從而保障了氣缸的密封性和使用的有效性，避免受到高壓氣體的影響，減少了對氣缸墊所造成的損壞，進一步延長了氣缸墊的使用周期。在維修柴油機的過程中，大多數維修工作人員并未仔細的針對氣缸套的凸臺高度進行測量，甚至會在通常情況下忽略了對此方面數據的測量，部分維修工作人員會憑著手感和經驗對其進行衡量，而在此類缺乏嚴謹性的測量工序影響下，會導致氣缸套的凸臺呈現出了過高或者過低的狀態，而兩臺相鄰氣缸套之間的高度差可能會存在較大的超限額情況。對于各個不同型號的柴油機來說，對其所使用的凸臺高度都做出了明確的規定，相鄰兩臺缸套凸臺之間的高度所形成的高度差都有著較為嚴格的要求。在一般情況下，需要將高度差保持在小于等于0.04mm左右。所以，在裝配發動機作業完成之后，則會不利于保障氣缸封閉的密閉性，從而導致沖氣缸墊和缸蓋出現了嚴重的變形情況，并且造成了缸蓋螺栓孔損壞等方面的故障，在嚴重情況下，還會導致氣缸套出現了斷裂等方面的問題，進一步引發了導綱等安全事故。為此，需要在氣鋼套裝配作業完成之后，派遣專業的維修工作人員在前期階段對氣缸套的高度進行全面測量，并對氣缸套的凸臺高度予以嚴謹的計算。除此之外，對于以半成品形式為主的氣缸套來說，需要對氣缸套的凸臺高度予以嚴格的管控，而對于此類的氣缸套來說，需要在尚未安裝阻水圈的前期階段，將氣缸套放入到氣缸套成孔的內部，以實踐操作為主對其進行測量。當氣缸套凸臺的高度并不符合柴油機的運行要求時，可以利用墊銅片以增加或者減少的方式對氣缸套的凸臺高度進行調整，從而確保高度設置的合理性。對于以過盈配合為主的干式氣缸套來說，在尚未進行壓裝氣缸套操作的前期階段，需要對氣缸體上部區域的氣缸套所出現的禿尖成孔深度進行測量，并將氣缸套上部區域凸尖的整體高度測量內容包含在內，通過精密的計算及時的確認氣缸套的整體凸臺高度，確保高度設置具備適宜性之后，才能夠將氣缸套壓入到氣缸孔的內部。

3 ?活塞組的質量差與尺寸差

燃料系統、進排氣系統都屬于影響柴油機運轉性能的主要因素，同時還會受到取軸和活塞連桿組的影響，導致柴油機的質量平衡出現問題，在維修柴油機運轉平衡性能的過程中，需要對相應的活塞等基礎設施進行更換處理，而在通常情況下維修工作人員會忽略活塞質量和直徑等方面的檢查作業。在柴油機的實際運轉過程中，會受到多種不同因素的影響和干擾，而造成柴油機運轉平穩性能逐漸下降的因素也具有多樣化的特點。在購買基礎配件的過程中，整體的活塞組會包裝于一個箱體當中，然而在實際的工作過程中可以看出，對于同一組的產品主要來說，在生產的過程中相差范圍普遍較大，甚至會超出規定的質量范圍。除此之外，對于直徑差異來說，會對各個缸體的壓縮力造成相應的影響，且會產生各不相同的缸體壓縮力，而活塞與缸壁之間所產生的摩擦力也各不相同，在此類問題的影響下同樣也會難以保障柴油機運轉的平衡性。不僅如此，在質量差異化影響下，還會導致柴油機各個鋼件的整體運轉慣性力作用各不相同，從而導致柴油機在運轉的過程中缺乏平衡性。與此同時，在質量差和直徑差的共同作用下，還會導致柴油機曲桿連桿機構零件出現磨損，且此類磨損程度不相均勻，進一步導致了曲周疲勞損壞等問題。

4 ?氣缸套內孔的圓度與圓柱度

在維修柴油機的過程中，需要利用以成品形式存在的氣缸套，且具有濕式或者干式等兩種不同的類型，而氣缸套的內孔區域在一般情況下并不存在合理的維修尺寸。除此之外，通過將干式氣缸套與濕式氣缸套進行比較可以看出，濕式氣缸套的圓孔和圓柱度設置問題相較于干式氣缸套的問題相對較小，但仍然有個別氣缸套的圓度設置范圍在0.02～0.03mm之間。部分維修工作人員對濕式氣缸套的圓度設置無法引起高度的重視，并且對柴油機氣缸壁與活塞之間的間隙設置產生了較大的誤解，在通常情況下會認為此類間隙設計相較于汽油機氣缸壁和活塞間距設置距離相對較大。為此，在維修柴油機的過程中，通常會忽略氣缸套內孔的圓度和圓柱度等超限問題。部分廠家在生產氣缸套的過程中，為了能夠保障氣缸套使用的便利性，在通常情況下會供應四件配套的零件，如氣缸套、活塞、活塞環和活塞銷，可以使用戶在購買此類套件的基礎上，對其進行直接安裝并使用。在維修柴油機的過程中，時常會出現曲軸箱竄氣的情況，且此類問題較為明顯，導致整體的運行功率不夠充足，甚至會在嚴重情況下出現濃重的黑煙等現象。而造成此方面問題的原因，主要是由于氣缸套的內孔圓度以及圓柱度超出了起初的限額，通過對以成品形式為主氣缸套進行測量，可以看出對于大多數氣缸套來說，通常是以薄壁干式的氣缸套為主，其內孔的圓度和圓柱度存在了嚴重的超限情況。尤其是氣缸套的內孔圓度，所出現的超限情況較為嚴重。對于個別類型的氣缸套內孔圓度來說，甚至會達到0.04～0.07mm的區間范圍，接近、甚至會超過了相應的維修標準。

另外，對于出現了高溫燃氣泄露情況的柴油機來說，還會導致潤滑油出現燒結等問題，不僅不利于活塞環與氣缸壁之間的貼合，還會使柴油機的導熱性能逐漸下降，對活塞環和氣缸套等零部件造成了嚴重的損壞，且此類零件的整體磨損量逐漸增加。在一般情況下，柴油機的壓縮比例大約會超過汽油機壓縮比例的兩倍多，而漏氣量則相較于柴油機來說普遍加大，若柴油機氣缸套的圓度和圓柱度出現了超限等情況時，實際的漏氣量可能會占據進氣量的10～20%。在漏氣量相對較大的情況下，不僅會對壓縮空氣時所使用的壓力和溫度造成影響，還會對柴油機的整體燃燒過程造成直接干擾，從而導致整體工況情況日益嚴峻。

與此同時，在零件磨損量增加的基礎上，還會導致漏氣量隨之增加，在相互影響的情況下，進一步縮短了柴油機的整體使用周期。通過對柴油機內部所使用的成品型氣缸套內孔圓度和圓柱度超限情況進行分析，可以看出在大多數情況下，并不是由原廠的加工操作失誤所引起，并且不存在加工誤差等方面的問題，而是由于氣缸套所產生的內應力，或者存在不合理的氣缸套時效處理形式，并且在運輸和保管的過程中缺乏有效的操作措施而引起。為此，在修理濕式氣缸套的前期以及后期階段都需要針對內孔的圓度和圓柱度進行測量，實現對氣缸套公差超限等問題的有效規避。對于薄壁類型的干式氣缸套來說，可以盡量避免使用成品或者半成品形式的氣缸套零件，采用搪磨鋼工藝為干式氣缸套維修作業提供便利性保障，確保能夠將氣缸套的內孔予以二次加工，使其能夠達到標準的尺寸，既能夠避免氣缸套的內孔圓度和圓柱度超出既定的限額，也可以在矯正氣缸套成孔變形問題的情況下，降低了氣缸套內孔變形等問題的發生幾率。

5 ?曲軸軸徑與軸承內徑之間的配合

燒瓦抱軸事故屬于柴油機運行階段常見的故障問題，且此類安全事故的發生幾率普遍較高，造成此方面問題的原因具有多樣化的特點，其主要是由于在開展柴油機維修作業的過程中，尚未針對取軸軸徑與軸承的裝配間隙進行合理的把控，或者在難以保障曲軸軸徑和軸承裝配表面質量的基礎上，引發了燒瓦抱軸等方面的安全事故。在柴油機等機械運行的過程中，其內部的曲軸和軸承需要承受的較大的交變荷載壓力，同時還會受到熱負荷的影響。部分柴油機修理工作人員在裝配新型或者經過修磨處理的取軸和軸承等零件的過程中，由于尚未針對裝配間隙等方面的參數數據予以高度的重視，在缺少清晰數據參考依據的基礎上，尚未針對軸徑和軸承之間接觸面的實際情況加以觀察，且對曲軸的轉動情況產生了片面的理解，在此方面問題的影響下，導致以手工刮配為主的軸承安裝作業，為柴油機的運行帶來了極大的安全隱患。為了切實的保障軸徑與軸承裝配間隙設置的合理性，并提高軸徑與軸承接觸面的表面質量，不僅需要延長柴油機曲軸和軸承使用周期，還應保障柴油機的穩定運行。為此，通過對不同類型柴油機維修手冊當中的規定進行分析可以看出，若曲軸軸徑和軸承裝配之間的間隙普遍較大，當到達0.06～0.08mm的間距區間范圍內時，需要對裝配的間隙進行調整，保障間隙設置的合理性。

首先，需要根據軸承零件的設置材料進行分析。對實際的裝配間隙加以確定，當軸承材料為鋼背錫基合金或者銅鉛合金等材料類型時，那么裝配的間隙可以設置為軸徑直徑的0.06～0.08%。若軸承材料為鋼背鋁錫合金等材料類型時，由于此類合金物質的膨脹系數普遍較大，那么可以將裝配間隙設置為軸徑直徑的0.08～0.01%。其次，還可以根據氣缸體和取軸的運行狀態，對裝配間距進行確定。對于舊型的氣缸體和曲折來說，由于在使用的后期階段存在一定程度的變形問題，那么實際所設置的裝配間隙可以稍稍擴大，而對于新型的氣缸體和曲軸來說，則需要對裝配間隙予以合理的把控，在與條件允許的情況下，對此類間隙設施進行縮小處理。最后，還可以根據軸承的具體種類，對裝配的間隙加以確定。對于主軸承和主軸徑之間所存在的裝配間隙來說，在一般情況下相較于連桿軸承與連桿軸徑間所存在的裝配間隙來說普遍較大，需要大于后者裝配間隙的0.01～0.02mm左右。

6 ?凸輪軸外形

6.1 凸輪磨損外形變化程度對柴油機所造成的影響

由于凸輪頂峰附近所產生的磨損程度普遍較大，所以可以利用凸輪所呈現出的最大高度，對凸輪的整體磨損程度予以衡量，當實際的高度磨損量超出了額定的范圍之內時，則會產生以下幾個方面的影響。一方面，當凸輪的高度減小到了一定的數值之后，那么氣門的升程也會隨之減少，在升程數值逐漸減小的過程中，導致氣門的開啟時間以及氣流的整體流通面積也會隨之減小，導致氣體的通過阻力逐步增大，使氣缸內部無法吸進充足的新鮮空氣，且內部所產生的廢氣也無法進行全面排除。另一方面，當氣門開啟時，凸輪與挺柱推桿之間的接觸點會發生轉移，并且導致凸輪轉動了一定程度的角度，使氣門的整體開始起時間遭到了延遲，進一步引發了柴油機配氣相位超差等方面的問題。

6.2 明確掌握凸輪外形檢查作業的重要作用

由于柴油機的配氣凸輪軸在使用的過程中經過了熱處理操作，其自身的載荷能量普遍較小，但有著較為優良的潤滑以及散熱條件，所以配氣凸輪軸的磨損程度相對較為緩慢，在一般情況下會經過2～3個大型修理周期，才會對其進行修理。為此，在開展修理實踐作業的過程中，一般會針對配氣機構進行檢查，并對氣門的嚴密性加以修復，再對凸輪軸的軸套進行更換。在此類系統化修理模式的作用下，導致維修工作人員對凸輪外形的檢查和修理工作產生了忽視，從而使眾多重要型零件更換作業完成之后，仍然無法順利的恢復柴油機的動力性能，因而難以保障柴油機的經濟性。造成此類現象的主要原因是由于配氣凸輪軸的凸輪外形磨損情況較為嚴重，并且尚未受到妥善的修復和處理。為此，在開展柴油機大修作業的過程中，需要對凸輪軸凸輪外形檢修作業予以高度的重視，并對外形的實際情況予以全方位的檢查，對修理和更換決策的制定奠定有力基礎。

7 ?結束語

在使用柴油機的過程中，會受到人員技術水平、操作合理程度、整體運用材料、維修工作質量等方面的影響，并對柴油機的使用性能帶來一定程度的干擾。對于柴油機維修作業來說，需要在開展大修理作業的過程中，嚴格的按照維修項目以及相關技術的操作要求，保障維修階段的嚴格性與嚴謹性，避免出現漏查或者少查等方面的問題，針對柴油機維修作業的常見忽略性問題加以處理，以此來保障柴油機維修工作的實施質量，從而提高柴油機的動力性能和運行效率。

參考文獻：

[1]喻革.車用柴油機常見故障維修技術研究[J].中國設備工程，2020（18）：41-42.

[2]丁新紅.柴油機活塞使用維修中常見問題解析[J].農機使用與維修，2020（8）.

[3]欒新習.柴油機修理工藝方案的探討[J].內燃機與配件， 2020（10）：189-190.

[4]高明.柴油機常見故障現象分析與排除探析[J].科學技術創新，2020（10）：168-169.

[5]李玉柱.柴油發動機常見的故障診斷及維修策略[J].內燃機與配件，2020（05）：157-158.

[6]韓立新.柴油機汽缸體的檢修[J].農機使用與維修，2020（1）：70.