柴油机机油液面异常升高的原因及故障排除

彭光杰

摘要：本文通过解决生产现场发现的柴油机机油液面异常升高的一个真实案例，进一步分析在现场遇到机油液面异常升高的类似故障时，排除此类故障的一些解决方法，旨在帮助操作人员如何有序、正确、及时地判断和排除故障，提供可借鉴的实践经验，从而快速恢复钻井生产，避免经济损失。

关键词：柴油机;机油;液面;故障

0  引言

正常工作的柴油机，因机油的正常消耗，其油底壳中的机油液面会随着柴油机工作时间的增加而逐渐降低，只要保证机油液面在油标尺正常的刻度线内，就不会发生因机油的缺少而导致柴油机发生故障，否则就应根据柴油机日常保养的相关要求添加机油到合适位置。但在工作中如果出现柴油机机油液面不降反升的现象，会降低机油的润滑效果，加速柴油机零件的磨损，严重的会引起烧瓦抱轴，甚至会引起更加严重的事故。

1  故障案例

2020年5月16日，关7-7井的施工中，钻至1564米，泵压15MPa，泵冲86冲/分钟，二号柴油机单车带负荷转速为1100r/min，温度75摄氏度，机油压力530kpa。在巡回检查的过程中发现二号柴油机油底壳机油液面高出油标尺静满刻度线1.5厘米左右，并发现机油稀释、含有柴油的味道，机油压力下降至420kpa左右，经询问当班司机当天并没有为柴油机添加机油，初步判断机油中可能混入了柴油，当即决定启动三号柴油机投入生产，二号柴油机转为怠速运转状态，准备检查。

2  故障原因分析与处理

造成机油液面异常升高不外乎冷却液和柴油发生了泄漏情况，渗水或渗柴油的机油会淡化机油颜色，粘稠度也会有相应变化，同时混杂有其他的味道。譬如，当冷却液发生泄漏混进机油，则颜色、粘度会改变，或乳化，另外从呼吸器排气情况、油底壳排污口放油也能看得出来;如果机油混入柴油，机油的粘度会下降，闻起来有柴油的味道。

2.1 机油液面升高判断方法

很难发现有极少量的柴油进入发动机，所以当一段时间之后，驾驶员看到机油有所增加时，已经有相当一部分柴油进入发动机，使机油面高出了最高机油平面刻度，冷却液也会有进入发动机的现象，这种状况尤其容易引发机体冒黑烟，这个时候，可以采用下列方式检测柴油是否存在于机油中。

①溴法。根据新鲜机油的味道判断油中是否混有柴油。假如有润滑油混入其中，则闻起来有股酸味，假如有柴油混入其中，则闻起来有柴油味。

可以使用纸张进行检测，由于柴油和机油的粘滞度不同，柴油粘滞度较低，蔓延较快，如果蔓延速度过大，说明柴油已经发生了泄漏。

同样根据粘滞度来检查，机油粘滞度较高，比较光滑，如果由触感生涩，则说明发生了泄漏情况。

②由于柴油粘滞度较低，表明张力过小，在依附油尺下滑时，速度较快且不易呈水滴状，而机油粘滞度较高，在依附油尺下滑时，速度较慢，呈水滴状滴落。如果发生冷却液泄漏，冷却液会与机油添加剂发生反应，会引发白泡现象。通过对以上现象的观察，不难判断是否发生了泄漏情况。

2.2 漏水分析处理

①如果喷油器的保护装置密封不好，水会渗透到其内部，由于水和油并不相容，且相较于油，水因为挥发会富集于保护装置表面，只需要要取下保护装置检查外表面是否富集水滴，如果有则说明有水渗入。此情况更换喷油器护套即可。

②气缸有橡胶垫，一方面保证气缸内的气压，另一方面对油路和水路进行隔离。水相比油粘滞系数较低，渗透性较好，一旦橡胶垫发生缺失或有裂痕，水路管道的水就会向油管进行渗透，从而导致漏水现象发生。一般来说，如果发生漏水情况，橡胶垫因素首当其冲。对于那些装备了不与冷却液接触的缸套的发动机来说，漏水原因通常有且仅有一个发生因素即橡胶垫发生破损或有裂痕。所以在正常安装橡胶垫时，一定要依序对螺栓进行标准化安装，否则橡胶垫容易发生损坏。如果密封效果确实，水在高压作用下穿过橡胶垫缝隙会引起振动，进而有声音发出，同时喷出白色蒸汽。如果橡胶垫损坏造成缸体密闭性不好，则因压力不足，其缸体温度就会降低，通过测量缸体排气支管的温度，温度低的可能有裂纹，也对目标缸体中断油料供应，依序核查。一旦发现橡胶垫损坏或有裂痕，则应该更换，如果非橡胶垫的问题，既有可能是缸体结构出现缝隙，此时应当咨询专业维修人员，看情况酌情处理。

③水泵漏水的原因一般都是水封损坏或密封不好，这种情况下水泵下方泄水孔（安全孔）会漏水成流（注意检查安全孔是否被污物堵死），及时拆检并视情况更换水泵水封或水泵。

④对于那些装备了与冷却液接触的缸套的发动机来说，承担封闭的作用的橡胶圈要承担着缸内的压力输出，同时冷却水过酸过碱都会侵蚀橡胶圈的结构，日积月累，橡胶圈结构就会发生损坏或者有裂痕。当然，不科学的安装方式也会对橡胶圈造成不可逆的结构损坏，这时候就会导致装置漏水现象。判断此类橡胶圈密封效果，可以拆卸油底壳，往水箱注水直至注满并观察外侧有无水渗出，存在漏水现象，则是此位置橡胶圈损坏，不存在则需要考虑其他地方的结构问题。气缸套封水圈漏水、气缸套有裂纹、砂眼或穴蚀，卸下机体侧盖板后观察，可以用一面小镜子观察缸套内侧，看水是从缸套内侧还是外侧漏出。如果是缸套内发生渗水，综合来看無外乎气缸盖板结构性损坏，气缸橡胶垫损坏或有裂痕亦或者气缸自身结构出现问题、裂纹，穴蚀，空气中间冷却器芯子破损等;如果是缸套外漏水，那么气缸套水圈处漏水的可能性最大。除此之外还要考虑机体水道、主油道薄壁处存在裂纹或穿孔的可能性。

⑤由于机油大多承担润滑作用，所以摩擦作用下机油温度较高，需要进行冷却，对机油进行冷却的装置冷却器采用水冷的方式，置于水箱之中。在加入的冷却水或酸或碱会对冷却器造成化学腐蚀，致使冷却器结构发生损坏或裂痕，因为水的粘滞系数较低，很容易沿损坏部位进入机油管道中，并最终进入发动机。一般来说冷却器不易发生结构性损伤造成密闭性不良，但这也是这类问题发生时不被重视的原因。遇到此类问题需要排查时，可以用水来检验密闭性，将其置于水中且油嘴漏在水面封闭出油开口，给予油嘴充气观察水下有无气泡上升，如果有连续不断的气泡涌出，说明冷却器结构已经发生损坏。如果冷却器芯体的紫铜管道损坏或者有裂痕，水和机油会发生双渗现象，这是在机油中有水检出，在水箱中也会有油状漂浮物。针对这种情况，需要拆下冷却器封死出油开口，用法兰构件连接气体喷嘴和进油开口，保持密闭，给予不小于588kpa的气体输入，观察是否有漏气声响，若存在说明紫铜管道发生结构损伤。紫铜管破裂可以采用焊补的方法修复，若是无法焊补的管内裂纹可以用锡焊堵死芯管进出口。但堵死管子的数量不得超过五根，否则会影响散热冷却效果。经修复的冷却器必须进行密封试验。要求在294kpa水压或980kpa油压下，5min内不渗漏为合格。

除开上述的各种原因之外，油底壳渗水现象还有许多其他因由。所以一旦出现渗水现象导致机器不能正常工作，要依序进行结构排查，从较易排查的方向入手，慢慢深入。同时结合设备自身的结构特点，以及各类结构损坏的表征，找出关键问题，并给予解决。

2.3 漏柴油分析处理

机油中混入柴油，被稀释，凭手感或闻一下就能判断出来：若有柴油气味，可断定漏入的是柴油。

①油底壳机油平面的涨高，是在柴油机一旦工作，机油平面就会升高，一旦停止工作，这种机油平面升高现象就会消失。这类情况往往是喷油器结构损坏，或者气门堵塞，再一个是气门杆活动受限。如果机器使用的油料纯度不够，对轴密封结构形成腐蚀造成结构损坏达不到封闭效果，使得油体沿轴渗入缸体，造成喷油器发生结构性损伤，油料经油嘴喷出不能产生良好的雾化效果，使得油料燃烧不充分，这是发动机不能全负荷工作，发生喘振，输出变小伴随不完全燃烧的油烟排出，同时不完全燃烧的油料进入油底壳，使得油平面升高。此时，对目标缸体中断油料供应，依序核查。一旦发现喷油器损坏则应该更换，如果非喷油器的问题，既有可能是缸体结构出现缝隙，此时应当咨询专业维修人员，看情况酌情处理。

②喷油器高压油管接头密封不严或接头松脱，喷油器的回油管破裂、密封不严或接头脱落，打开各缸上罩壳检查。可采用紧固、焊接的方法修补或更换。

③输油泵密封结构遭到破坏。在泵油时柴油渗入，并借助机油管路富集于油底壳，使得油平面升高，应立即进行处理（酌情修复或更换）。

④活塞环结构异常，由于氣门封闭性被破坏，气缸失压不能正常运行，造成柴油渗漏情况严重。缸体密闭性不好，则因压力不足，其缸体温度就会降低，通过测量缸体排气支管的温度，即可查出问题所在。不工作的气缸温度比工作的气缸温度低，还会出现柴油机排气管大量冒黑烟，功率下降，曲轴箱通气孔排烟增加。

总之，当发现柴油机机油液面异常升高时，要依序进行结构排查，从较易排查的方向入手，慢慢深入。同时结合设备自身的结构特点，以及各类结构损坏的表征，找出关键问题，并给予解决。

3  故障预防

柴油机非正常或不能运行时，要根据表征现象判断结构问题，酌情修复。同时采取必要的措施避免损伤机器的操作发生，如果能有效预防故障的发生，会提高柴油机的使用效率，降低生产成本。作为柴油机的使用及维护者，应严格遵守操作规程，减少出现漏油、漏水的故障，主要措施有以下几点：

①选用合格的燃油，保证燃油清洁，定期清洗各滤网、保养柴油滤清器，减少有关机件的磨损和油路的污染。

②按照规定定时校检喷油器，保证喷油器雾化良好。

③选用合适的冷却液，不合格、不合适的冷却液容易产生水垢，腐蚀机件，破坏密封。

④了解水泵的水封漏水提示，确保在水泵漏水到机油里之前更换水封。水泵水封的有效保险期是运转3000h，过期后应及时更换。

⑤经常检查气缸盖处有无漏水、漏油、漏气现象，检查缸盖螺母是否松动。拧紧气缸盖螺母时用力要均匀，按固定力矩拧紧。

4  结论

漏油、漏水造成机油早期变质，以至于机油还不到更换周期就提前更换，耽误时间、浪费资源，甚至造成因润滑不良和材料磨损所导致的能源、材料、设备、生产的损失。现在通过加强管理，采取针对性的措施，设备可靠性有明显提高，大大降低维修次数，减少材料的损耗，取得良好的经济效益。

参考文献：

[1]中国石油天然气集团公司职业技能鉴定指导中心编，钻井柴油机工.

[2]济南柴油机股份有限公司编，190系列柴油机使用维护手册.

[3]中高速大功率柴油机故障诊断与排除[M].远方出版社，2003.