浅谈一起由机油压力过低导致击穿柴油机机体的故障

唐炜铭　李金寿　徐进

摘 要：柴油机的机油压力过低会导致机器出现故障，甚至会发生重大的机损事故，而发生这种现象的原因可能是多方面的。在日常的操作及维护保养中应密切关注，才能保证柴油机的正常运转。

关键词：机油压力低；故障分析；冷却器堵塞；旁通阀故障

中图分类号：TK428 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）11-0102-02

1 故障状况

某柴油机运行过程中发生了一起严重的缸体击穿事故。经过现场的观察与检验，初步分析是某缸的连杆脱离曲轴，击穿缸体。

1.1 故障现象

为了进一步检验与修理，需要对柴油机进行解体。拆开后，发现该柴油机的第四缸连杆大头端发生了严重的烧瓦状况，连杆螺栓断裂，连杆大头端轴承盖掉落，连杆被曲轴撞击，偏离原先位置，撞击到缸体侧面，造成缸体破损。

1.2 故障排查及分析

连杆大头端和轴承盖有变形，连杆螺栓的断裂位置都在螺纹处。连杆螺栓的断头螺栓不易取出。该柴油机使用时间较长，但还未进行过大修，基本排除了连杆螺栓未按规定力矩上紧、用力不均匀以及连杆级别不对等安装问题。连杆螺栓的断口呈现纤维状的分布，断口较为平滑，有金属色的关泽，断裂的方向与受力方向基本垂直。因而判断是属于脆性断裂。推测事故发生时，先是连杆瓦烧死，产生了巨大的冲击载荷，使螺栓折断，然后连杆大头端脱落，连杆被曲轴撞击，就发生了机体击穿事故。

1.3 故障修复

缸体被击穿的部分在柴油机左侧，并未伤及主油道。检验后认定可以经过焊补就可以修复后再次投入使用。第四缸的连杆损坏，曲轴上对应的连杆轴颈严重烧伤损坏，并因为对连杆造成了猛烈的撞击，也导致了曲轴发生了严重的损伤，曲轴及第四缸的连杆需要更换，一并更换了活塞组件和机油泵。

柴油机组装完成后，更换油、水，通电试车。启动一段时间内，情况正常。但运行一段时间后，机油压力报警，调整了机油冷却器旁通阀A和机油冷却器旁通阀B的开启压力后，情况恢复正常，就再次投入使用。

1.4 故障再次发生

使用后不久，该柴油机又发生了烧瓦情况，幸好操作人员及时发现，未再次造成柴油机严重损坏的重大事故。维修时更换了第四缸的连杆轴瓦，并调整了两个旁通阀压力，机油压力报警仍未解除。

1.5 再次检查维修

将机油压力报警装置拆下，装上专用的机油压力表，观察压力变化情况。经过试验，发现冷机启动时，机油压力大约为0.31 MPa，而当柴油机的运行逐步平稳后，机油压力竟然不断下降，数据甚至有时会显示为零。

2 故障分析

柴油机的正常工作压力一般应该在0.35～0.45 MPa之间，新机或刚启动时可能会稍微高一点，但是运行一段时间后，基本都能稳定在这个区间。如果柴油机在全负荷工作时，机油压力低于0.2 MPa，那就可能有严重问题，应立即停机进行检查。在未查并明确故障前，不能再次启动运行。否则就可能导致烧瓦、拉缸，造成严重损失，甚至危害人员安全。机油压力过低常见的原因有以下几点。

2.1 机油泵故障

机油泵通常都为齿轮泵，其中的齿轮由于长期使用等原因会产生磨损，磨损到一定阶段后，泵出的油量就不足以维持整个润滑系统的正常压力，需要进行必要的维修才能继续使用。还有一些原因也会导致压力不正常，比如机油泵内有空气，机油泵的某些部位密封状况出现问题等，这些原因都可能导致泵不能正常工作。

2.2 堵塞故障

堵塞一般发生在机油滤清器。机油滤清器的主要作用是过滤机油，如果机油中杂质较多，就会导致滤清器被堵塞。有的柴油机分粗滤器和精滤器两层过滤，过滤效果一般的粗滤器是串联在主油道系统内的，过滤效果较好的精滤器是并联在主油道系统内的，比传统的单种过滤器的过滤效果和使用状况都要好些。机油冷却器也可能发生堵塞，堵塞后，后续管路内机油压力就会不足。还有可能是油道发生堵塞，需进行必要的检查。

2.3 旁通阀故障

当主油道内的过滤器被堵塞后，就容易导致过滤器后的主油道机油压力下降，一般柴油机在过滤器边上会并联一个旁通阀，而如果过滤器堵塞严重，旁通阀会自行打开，从而使后续管道内的机油压力得到保障。但如果这个旁通阀发生故障，在需要打开时，无法正常打开，就可能导致主油道的压力不足，而导致烧瓦等故障。

2.4 限压阀故障

限压阀，也称回油阀，主要是为了防止主油道内压力过大，而使多余的机油回流到油底壳或机油箱内。如果限压阀出现问题，比如出现开启压力较低或卡滞、失效等问题，也可能会导致主油道机油压力不足。

2.5 其他故障

如果曲轴和轴瓦之间间隙过大，也会引起压力偏低。机油牌号不对，或机油劣化、乳化等原因，也可能导致机油压力过低。

3 故障诊断

该柴油机的润滑系统工作示意图如图1所示，经过多方面的分析推断，怀疑润滑油路存在堵塞的问题。

对照该柴油机润滑系统工作示意图，怀疑是机油冷却器的问题，可能发生了堵塞故障。拆开机油散热器，发现机油冷却器的油道被油垢堵塞。冷却器堵塞后，润滑油路内的阻力就增大，特别是热机以后，阻力更大，引起主油道供油不足。冷却器边上的旁通阀也发生了故障，在主油道压力较低时，未能直接开启，因而主油道的压力不足，从而导致烧瓦。

更换了新的机油散热器，并将旁通阀A和旁通阀B也进行了更换。运行后，机油压力冷车为0.32 MPa，热车为0.16 MPa，重新装上机油压力报警装置，不再报警，故障排除。柴油机投入使用后，一切正常。

通常情况下，滤清器或者冷却器发生堵塞故障后，由于旁通阀能正常工作，就使得主油道压力得以继续维持，而本机由于旁通阀也发生了故障，两个独立的故障引起了多重故障，就造成了这起严重的机损事故。所以在平时的维护保养中，也要注意对机油管路进行清洗疏通。限压阀、旁通阀这些零部件在发生故障后，平时不太容易观察到，所以在维护保养时，也应拆开进行必要的检验清理。只有在平时做好维护保养，修理时按规定进行，才能使柴油机工作的更好。

参考文献：

[1] 段礼祥，张来斌，王朝晖.柴油机状态监测与故障诊断特征参数研究[J].车用发动机，2007，（1）.