190柴油机

2024-06-19

190柴油机（精选三篇）

190柴油机篇1

190柴油机是车间主要的修理设备, 缸盖是柴油机的主要组成部分, 缸盖上的气门弹簧是保证气门关闭时能紧密地与气门座圈贴合并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力, 使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。近年来, 由于油田产能建设的发展, 柴油机上井修理工作大幅度增加, 柴油机修理任务翻了近一番, 但在设备使用现场作业中, 更换缸盖气门弹簧时, 职工劳动强度较大且操作繁琐, 已严重影响到缸盖正常检修工作的开展, 延长了井队设备等停时间。所以, 研究出一种新型缸盖气门弹簧拆装工具, 使其一方面减化更换气门弹簧时的工作流程, 另一方面在上井修理时可以不拆卸缸盖即可更换气门弹簧。

二、问题分

1. 作业时间分析

随机从2013年更换柴油机缸盖气门弹簧作业中抽取5份记录, 统计并汇总成表1。统计可知, 单次更换缸盖气门弹簧平均用时90.2 min, 平均用2人。

2. 作业流程分析

为进一步分析气门弹簧更换工艺, 小组成员统计出气门弹簧更换流程图及各项流程所需的时间 (图1) 。

由统计可知, 传统方法更换缸盖气门弹簧作业共需4个步骤。准备工具时间占5%, 拆卸和重新安装缸盖各占45%, 耗时最长, 使用工具更换弹簧时间占5%。

三、改进设计

结上分析, 要解决更换缸盖气门弹簧作业时间长, 职工劳动强度大的问题, 必须采用合适的工具, 改进现有作业方式。如果研制出一种不需要拆卸缸盖就可更换气门弹簧的工具, 就可以简化工作流程, 省去原有工作流程中的步骤2和步骤4, 更换缸盖气门弹簧的时间会大幅缩短。

组合式拆装工具 (图2) , 利用杠杆原理进行拆装, 定位杆的底端有与缸盖的螺孔相配合的螺纹, 压杆与定位杆相铰接, 压杆下方是与之相铰接的支架, 支架之间有用于容纳锁夹和供人手进出的容纳空间, 工作时支架底端有一能罩在气门上座顶部的压盘, 压杆用力压下, 压盘压缩气门弹簧, 取出挡圈、气门扣瓦, 松开压杆, 即可拆卸弹簧, 装弹簧时亦一样。优点是成本较低、劳动强度小、携带方便、不需要拆卸缸盖上部件、单人操作即可更换。

压杆上通孔与支撑架组件相连接 (图3) , 可根据距离随意调节, 压杆通过下压支撑架, 以便于能够一次更换4个气门弹簧。内孔斜面更加贴合弹簧上座表面, 受力面大。支撑架空间能够用手取出气门扣瓦。定位杆上内螺纹与缸盖上双头螺栓联结良好。

四、改进效果

改进效果见表2。可以看出使用气门弹簧拆装工具作业比较方便, 所需人员少, 且作业时间不长, 对比拆装工具, 工作便捷, 且不需要拆除缸盖, 能够满足现场实际工作。

190柴油机篇2

12V190 柴油机在冬季新机试车时, 多次出现主轴瓦异常磨损, 造成油压低等故障。该故障主要集中在1 300~1 500 r/min高转速的柴油机上, 而1 000 r/min的柴油机均较少发生。在1 300~1 500r/min柴油机试车时, 轴瓦的异常磨损并非只出现在高功率段, 该故障在1 500 r/min时, 低功率段也会出现, 而在低转速时, 极少出现。经过拆检, 发生异常磨损的多为中间的3, 4, 5 轴瓦。

在该故障发生时, 会伴随着以下现象发生:

a. 呼吸器口冒烟, 并伴随着柴油机转速和功率下降, 如不及时停车, 严重时甚至会造成曲轴的过热、变形和裂纹等。

b. 柴油机的油压偏低。

c. 检查机油过滤器或离心滤清器, 会有铝合金屑。

2 轴及轴瓦材料

12V190 柴油机曲轴为35Cr Mo A合金钢, 氮化处理后表面硬度≥HRC50。轴瓦采用的是20高锡铝基钢复合板, 铝合金层硬度为HB22 ~3 2。

3 故障原因分析

轴瓦和轴之间高速相对滑动, 又承受着很大的冲击负荷。轴和轴瓦之间的润滑油会产生油膜, 对摩擦副进行润滑、支承和将摩擦热量传递出去, 所以分析原因主要抓住轴瓦和轴这对摩擦副的精度和润滑油膜的形成来分析。

3.1 机油品质原因

试车中的机油经常重复使用, 机油经多次试车后, 会造成机油粘度和质量等级降低, 以及因柴油机工作温度过高等使机油氧化变质, 从而造成机油的使用性能达不到要求, 使润滑性能、油膜承载能力变差, 从而导致轴瓦的异常磨损。机油品质差, 极易造成轴和轴瓦的异常磨损。

在出现轴瓦异常磨损故障后, 我们曾对油品进行了严格控制, 有些试车时加注了新的机油, 但依然出现轴瓦异常磨损故障, 因此判断该原因并非主因。

3.2 使用操作的不当原因

a. 柴油机启动前各润滑表面无充足的机油, 或在油温高的情况下停车, 轴承间隙内保不住油膜, 再次起动后, 势必造成摩擦面干摩擦, 从而造成轴瓦的异常磨损。

b. 机油滤清器压差太大, 会使机油不经过滤清器而直接通过旁通阀进入主油道。这种未经过过滤的脏油进入轴瓦间隙, 极易造成轴瓦异常拉伤和磨损。

c. 超速超负荷运转一方面造成油温高, 另一方面轴瓦和轴之间冲击负荷大, 线速度高, 油膜承载能力适应不了要求, 从而引起轴瓦异常磨损。

3.3 轴颈与轴瓦的配合间隙过大或过小

轴颈与轴瓦间隙太大, 会造成机油压力较低, 无法形成足够润滑油膜。间隙太小时, 轴颈与轴瓦之间油膜厚度不够或无润滑油膜, 因此配合间隙必须合适, 否则也会造成轴瓦的异常磨损。

3.3.1 装配环境温度对配合间隙的影响

目前12V190柴油机装配车间不是恒温车间, 而发生轴瓦磨损多为冬季, 因此专门对曲轴主轴颈和机体瓦孔进行了尺寸随温度的变化试验。试验数据见表1。

理论计算 (假设冬季与夏季的温度差为20 ℃) 如下:

曲轴材料为35 Cr Mo A, 线膨胀系数αL1=12.5×10-6, 曲轴直径d1= 160 mm。

曲轴颈径的变化 △d1= (△C1×αL1×d1×π) /π = 20×12.5×10-6×160 = 0.04 mm。

机体材料为HT250, 线膨胀系数αL2= 8.2×10-6, 机体孔径d2= 180 mm。

机体孔径的变化 △d2= (△C1×αL2×d2×π) /π= 20×8.2×10-6×180 = 0.029 mm。

按温差20 ℃ 计算, 冬季相对于夏季, 其装配间隙缩小了0.011 mm。

3.3.2 转速对配合间隙的影响

目前12V190柴油机1 500 r/min与1 000 r/min要求的配合间隙一样, 均为0.16~0.24 mm。

滑动轴承设计手册中最小运转间隙的计算公式如下:

Cd= (0.000 9 + n / 5 000 000) ×d (n为轴的转速, r/min;d为轴的直径, 为160 mm) 。

当发动机n= 1 000 r/min时:

轴的最小配合间隙Cd1= (0.000 9+1 000 /5 000 000) ×160 = 0.176 mm。

当发动机转速n= 1 500 r/min时:

轴的最小配合间隙Cd2= (0.000 9 + 1 500 /5 000 000) ×160 = 0.192 mm。

由此可见, 柴油机1 500 r/min较之1 000r/min, 配合间隙应放大0.016 mm。

综合温度与转速的影响, 1 500 r/min柴油机在冬季装配时, 其配合间隙应放大, 控制在0.20 mm以上, 实际间隙控制为0.16~0.24 mm。

3.4 轴颈几何尺寸超差

3.4.1 曲轴轴颈跳动过大的影响

经测量, 曲轴主轴颈跳动基本都是第4 主轴颈最大, 其次为3, 5 主轴颈。由于主轴颈中间跳动的影响, 其主轴颈与瓦孔的配合间隙也会不断变化, 导致油膜太薄, 甚至金属接触, 或者建立不起油膜, 其转速越高, 轴颈的跳动影响也越大。

3.4.2 曲轴圆柱度超差的影响

主轴颈的圆柱度不好, 其在运转时, 间隙在不断变化, 引起油膜厚度和油膜压力的周期变化, 当旋转至间隙较小的点时, 由于瓦孔与主轴颈的膨胀差而易引起发热、咬死等问题。而这些问题会随着负荷和转速的增大, 而越发严重。

3.5 装配各部件清洁度差

机体主油道、曲轴油道、机油过滤器滤后壳体等部位, 如有毛刺或粘沙, 均会直接进入摩擦副中间, 直接导致轴瓦的磨损。所以装配时各零部件的清洁度, 对于柴油机的正常运行至关重要。

4 结论

a. 装配零部件清洁度不达标是新机试车轴瓦异常磨损的主要原因。因此机油滤清器壳体、机油泵支架、调压阀壳体内腔应确保无粘沙等颗粒, 油管等在超声波清洗机中进行清洗, 机体主油道、曲轴油道的毛刺专门进行毛刺清理并增加清洗。

b. 12V190柴油机第3, 4, 5 主轴装配间隙控制在0.21~0.23 mm之间进行装机, 其余间隙控制在0.20~0.22 mm。

c. 严格操作规程:起动前预供油至要求压力;停车油温不可太高, 应低于60 ℃ 以下再停车;避免超速超负荷运行, 保证运转时油温不高于85 ℃。

190柴油机篇3

柴油机工作过程中, 正常情况下, 燃料在气缸内燃烧所产生的热量, 一部分转化为有效功, 一部分随着废气排到大气中去, 另有一部分的热量则通过与燃气接触的零件, 传给冷却介质被带走, 再由散热系统散发出去, 使柴油机始终在允许温度范围内运行。如果柴油机出现故障, 有时会比正常情况多产生热量, 造成水温过高;传热系统由于积垢严重等原因, 传热效率下降, 也使水温升高;再者强制散热系统出现故障, 生成的热量不能及时散发, 会造成水温急剧升高。无论何种原因造成水温过高, 都必须及时发现、分析、排除柴油机水温过高。

柴油机工作时水温75-85°为理想范围, 水温超过85°并有继续上升的趋势, 我们称之为水温过高。通常情况下, 可以直观地从水温表、油温表上观察柴油机的温度, 也可以用手触摸机体, 其次就是观察水箱口或机体侧面呼吸器口所散发的热气。如果柴油机的水温过高, 应根据具体情况从热量生成、转移的角度, 从散热、制热、传热三个方面进一步分析原因。

1 造成水温过高的散热方面原因

柴油机散热系统如果出现问题, 柴油机水温上升很快, 如果不及时发现、排除, 后果会很严重。因此, 在柴油机使用过程中, 这部分应重点关注、检查。

(1) 冷却系统水量不足;

(2) 散热水箱散热片或散热铜管表面积垢过多;

(3) 节温器工作不正常;

(4) 散热风扇转速不足;

(5) 风扇皮带松驰断裂或张紧轮调节不当;

(6) 水泵叶轮与水泵轴松脱, 滚键或叶轮损坏;

(7) 水路中有气阻、气障。

2 造成水温过高的制热方面的原因

有时柴油机工作中, 传热、散热方面没有问题, 由于供油燃烧系统、进排气系统、配气系统、零部件本身缺陷、超负荷、配载不均衡等原因, 产生了过多的热量, 已经超出了原有传热、散热系统的能力范围, 从而导致水温过高。

(1) 产生严重拉缸现象;

(2) 供油提前角过迟;

(3) 燃油质量不符合要求, 爆燃严重;

(4) 柴油机长时间超负荷运行;

(5) 缸套上有裂纹或砂眼;

(6) 增压器污堵;

(7) 燃烧室的积炭过多

(8) 气门间隙值不符合要求;

(9) 排气总管、消声器不匹配、阻力大。

3 造成水温过高的传热方面的原因

柴油机在设计制造时, 已经考虑到材料及冷却介质导热性能方面的因素, 正常情况下能够满足传导热量性能要求。可实际使用过程中, 冷却水中不可避免的含有矿物质, 久而久之就会附着在冷却表面, 形成水垢, 影响热量的传导。这种影响有一个较长的时间过程, 没有显著的特征, 容易被忽视, 然而覆垢严重能造成水温居高不下。

(1) 柴油机机体内及缸套外壁、冷却水道的水垢过多;

(2) 散热水箱散热铜管内表面积垢过多。

4 造成水温过高原因综合分析

分析判断水温过高时应注意一个重要环节, 看其是否是急剧升温, 对急剧升温的情况应果断、迅速查找原因所在, 首先用手触摸机体的外表, 以确定水温的真实情况, 如果水温虚高, 那明显是水温表或传感器失灵所致。

如果急剧升温应立即散热装置是否正常工作。检查冷却水是否循环流动或者观察流速的变化现象, 加以确定水泵的工作性能以及判断冷却水道内的堵塞情况。如果缸套壁有沙眼或裂纹的话, 那么水箱中的水会产生大量气泡或者有冲浪的感觉。对节温器失灵与否, 可以更换一只节温器进行对比观察, 或者在逐渐加温热水中观察其阀门在68~72e时能否开始开启, 在80~83e时完全开启, 以确定节温器的工作性能。对于因风扇皮带松驰、断裂、张紧轮调节不当, 液力偶合器工作不正常, 风扇转速明显不足。

如果散热装置正常, 就要转向制热环节, 摩擦生热, 燃烧不良, 超负荷。

柴油机产生严重拉缸现象必须停车后进行逐步检查, 柴油机拉缸有几种征兆, 排气管冒黑烟, 运转声音不正常, 类似超负荷运转的感觉, 呼吸器口处有大量燃气涌出, 停车后盘车费劲, 飞轮转动时缺乏一定的弹性, 可根据摩擦阻力位确定某一缸后, 打开机体侧盖板再进行仔细检查及时修理。

供油时间是决定燃烧过程的重要因素, 如果供油提前角过迟, 就会产生强烈的后燃, 部分燃料来不及燃烧就被排出气缸, 形成二次燃烧, 产生大量热量。

混合气的质量也是决定燃烧过程的重要因素, 燃料雾化良好, 与空气混合均匀, 能缩短着火延迟期, 保证燃料迅速和完全的燃烧, 一旦燃油质量不符合要求, 喷油器滴油、漏油、雾化不良, 燃油和压缩空气得不到良好的混合, 燃烧不完善, 甚至出现爆燃现象, 热量集聚。

燃烧室的积炭过多, 改变了燃烧室的容积, 增大了柴油机的压缩比, 气体在气缸内被压缩得更厉害, 压力和温度更加升高, 使柴油机的机械负荷和热负荷大为增加, 降低了柴油机的使用寿命, 柴油机工作性能受到影响。柴油机长时间超负荷运行, 一是配平负载, 二是减少负荷, 使柴油机持续功率范围内运行。

如果散热和制热环节都没有问题, 水温变化也不是很明显, 只是随着柴油机使用时间逐步增高, 当环境温度升高, 带重负荷时, 水温也会偏高, 这主要是传热环节出了问题。

散热水箱散热铜管内表面积垢过多, 柴油机机体内及缸套外壁、水道水垢过多。处理方法是用除垢剂或配比的酸碱溶液进行清洗。

5 结论

柴油机水温使用时必须控制在允许范围之内;

柴油机散热系统保持正常高效是是水温正常的必备条件;

柴油机传热出现问题要及时分析处理, 不能忽视;

及时判断柴油机非正常制热, 必须迅速排除;