190柴油机振动异常的判断与处理

魏朝宾

摘要：190系列柴油机是钻井施工的主要动力机型之一，柴油机在工作过程中出现振动异常现象，现场不易判断，进而诱发严重的事故，出现人身安全事故。因此，掌握柴油机振动异常现象、准确原因分析、正确的诊断和排除，可使故障得到有效排除和控制，迅速恢复柴油机使用性能。

关键词：柴油机;振动异常;判断;处理

一、故障现象

柴油机工作中，由于其爆发力和惯性力的作用，产生一定的振动是正常的。在工况一定时，其震动大小和规律是一定的。190系列柴油机如发生振动异常，往往有以下现象：

1、柴油机各部位振动加剧。特别是高压油管、中冷器、调速器等部件，用肉眼能看见振动。

2、用手触摸有麻木感觉。伴随着振动的异常，往往有异声现象。

二、后果与危害

产生振动有以下危害：

1、使柴油机因振动加剧，振动应力过大，可靠性和寿命下降，严重者引起零部件损坏造成设备和人身安全事故。

2、使与之相连的工作机械因震动过大而造成先期损坏。

3、柴油机过大的振动，影响周围设备、仪器的精度和寿命，还造成联动部分设备的寿命降低，对周围的工作人员，也产生不利于身心健康的影响。

三、原因分析

柴油机工作中，各缸燃烧爆发力，运动零件的惯性力，各零件之间的冲击力，运动摩擦力是引起柴油机振动的振源。由于柴油机结构复杂，发火次序不同，所以振源也很复杂，振动是难免的。但当发生以下情况时，便会使这种振动加剧。

1、各缸燃烧爆发力不均衡。

2、各缸惯性力不均衡。

3、各缸摩擦力、冲击力不均匀。

4、柴油机与工作机械连接不同轴。

5、柴油机基础薄弱，强度，刚性不足。

以上五方面情况造成的异常振动可用下图表示：

这是因为：

（1）     各缸供油角不均匀，或供油量不均匀，压缩比不均匀，会造成各缸爆发力和做功大小不均，则产生附加力，使柴油机振动加剧。

（2）     柴油机活塞及连杆运动中除产生往复惯性力外，还有离心惯性力，各缸的这些力不同，就会造成柴油机工作不平衡，使振动加剧。所以在装配中，对活塞、连杆组有严格的质量要求。190系列柴油机，同一台各缸活塞连杆组的质量差不得大于100克，当超过时，将导致各缸惯性力不均，使振动加剧。

（3）     一根平衡良好的曲轴在高速运转中，其离心力是平衡的。各曲拐和平衡块质量上的误差必将导致曲轴动平衡超差，因而引起柴油机振动加剧。

（4）     同样道理，飞轮和连接器本身也必须进行良好的平衡，才会不产生因附加不平衡离心力引起的振动加剧。190系列柴油机，当连接器的金属橡胶座重量误差太大（大于10克），则会因为不平衡离心力造成柴油机振动加剧。

（5）     飞轮连接螺钉松动，飞轮在旋转中将产生摆动，也将造成离心力不平衡，引起振动加剧。装有平衡轴的柴油机，平衡轴齿轮位置装错，反而使不平衡力矩加大，引起柴油机振动加剧。

（6）     柴油机的增压器转动速度很高，其每分钟转速几万转。转子稍有不平衡，均会产生大的不平衡力，使增压器产生很大的振动，这种振动会导致柴油机振动加剧。所以当转子平衡性不好，或叶轮损坏，均破坏原来的动平衡要求，（190系列柴油机的增压器，动平衡验证时重心偏移不得超过2毫米）会造成柴油机振动加剧。

（7）     柴油机轴承间隙过大，或柴油机曲轴弯曲时，造成曲轴运转中冲击轴承力加大，从而引起柴油机振动加剧。

（8）     曲轴的减振器是消减曲轴扭转振动的。当减振器失效时，不仅起不到减振作用，还会因减振器惯性体运转不平衡，产生附加离心力，使柴油机振动加剧。

（9）     柴油机和工作机械的同轴度有严格要求。无论是端面间隙还是径向间隙，都有一定的数值要求。当同轴度不好，便会造成柴油机因两种机械受力中心不统一而出现振动加剧，这也是柴油机振动过大的常见原因。同理，柴油机曲轴和风扇安装同轴度不好，也会引起柴油机振动加剧。

（10）   柴油机和底座固定螺钉松动或底座刚性不足，或基础薄弱，承受柴油机冲击力的能力不足并发生变形，也加剧了柴油机的振动。

四、诊断方法

对柴油机振动异常，一般采用手触法或千分表测量法，然后凭经验进行判断。可用以下诊断流程图进行诊断：

五、排除措施

针对诊断的原因有的放矢的予以排除。

1、对于安裝和基础原因造成的振动异常，应该对柴油机重新进行对中、安装、紧固，使其符合要求。

2、对于燃油、燃烧不平衡造成振动异常，应当对燃油、燃烧系统重新进行调整，使其各缸供油角度、压缩比、供油量等保持一致。

3、对由曲柄连杆机构各运动件重量不一致和平衡不好，导致的振动异常，应当重新进行配重和平衡试验，使其符合要求。

4、对轴承间隙过大或曲轴变形造成的振动异常，应对轴承和曲轴进行修复和更换。

5、对平衡轴齿轮位置装错造成的振动异常，应当重新按记号装配。

特别指出：190柴油机飞轮端装有220扶正轴承的，因轴承损坏失效，造成飞轮摇摆，也会引起柴油机振动异常，通常更换该轴承就可消除异常振动。

六、结束语

根据柴油机振动异常不同症状，区分不同原因，进行具体分析和准确判断，进而避免重大机械事故发生;注意平时保养，及时检查维修，视情换件修复，恢复柴油机的技术性能。

参考文献：

[1]济南柴油机厂编.Z12V190B型柴油机结构与原理，1994