柴油機(jī)強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)如何工作

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目錄
前言.........................................................1
第1章柴油機(jī)介紹............................................1
1.1 柴油機(jī)概述 3
1.2 柴油機(jī)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)及工作原理 5
1.3 柴油機(jī)的特點(diǎn) 24
第2章國內(nèi)外柴油機(jī)發(fā)展趨勢....................................25
2.1 柴油機(jī)的發(fā)展趨勢 26
2.2 國內(nèi)柴油機(jī)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 29
第3章 柴油機(jī)常見故障的分析及維修建議 32
3.1 柴油機(jī)各機(jī)構(gòu)故障分析及維修建議 32
3.1.1 柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障分析 32
3.1.2 柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)故障分析 34
3.1.3 柴油機(jī)及進(jìn)排氣系統(tǒng)障分析 35
3.2 建立故障關(guān)系樹模型 46
3.3 建立數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng) 47
前言
柴油機(jī)屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。
柴油機(jī)在工作時，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動而受到較高程度的壓縮，達(dá)到500～700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功
第1章 柴油機(jī)的介紹
1.1柴油機(jī)概述
柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。
柴油機(jī)在工作時，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動而受到較高程度的壓縮，達(dá)到500～700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功。
柴油機(jī)可按不同特征分類：按轉(zhuǎn)速分為高速、中速和低速柴油機(jī)；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機(jī)等；按氣缸進(jìn)氣方式分為增壓和非增壓柴油機(jī)；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機(jī)等；按用途分為船用柴油機(jī)、工程機(jī)械柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)
潤滑系統(tǒng)的作用是潤滑、冷卻、凈化、密封、防銹等作用。
潤滑系統(tǒng)一般是由油底殼（機(jī)油箱圖1-14-1[2]）、機(jī)油泵（圖1-14-2[2]）、機(jī)油泵支架（1-14-3[2]）、啟動機(jī)油泵、機(jī)油濾清器（圖1-14-4[2]）、機(jī)油冷卻器和調(diào)壓閥(圖1-14-5[2])等部件所組成。

圖1-14-1 12V190B型柴油機(jī)油底殼
1—?dú)んw；2-防泡板；3-機(jī)油預(yù)熱管；4-油標(biāo)尺；5-預(yù)熱管接頭；6-放油管接頭；7油溫表接頭；8-手動泵接頭；9-觀察蓋

圖1-14-2 Z12V190B型柴油機(jī)機(jī)油泵
1—泵體；2—被動齒輪；3—主動齒輪；4—油泵蓋；5—襯套；6—翻遍襯套；7—定位銷

圖1-14-3 Z12V190B型柴油機(jī)機(jī)油泵支架
1—支架體；2—花鍵套；3—絲堵；4—齒輪軸；5—推力球軸承；6—壓板；7—隔套；8—傳動齒輪；；9—安全閥

圖1-14-4 12V190柴油機(jī)機(jī)油冷卻器
1-通氣塞；2-前蓋；3-放水閥；4-外殼；5-隔板；6-芯子；7封閉圈；8后蓋
五、冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)的作用是利用冷卻介質(zhì)將柴油機(jī)受熱零件所吸收的熱量及時傳送出去，保證受熱零件在允許的溫度條件下正常的工作。
冷卻系統(tǒng)的主要部件有水泵、散熱水箱（圖1-15-1[2]）、風(fēng)扇（圖1-15-2[2]）、機(jī)油冷卻器、空氣冷卻器（圖1-15-3[2]）。

圖1-15-1 12V190B型柴油機(jī)散熱水箱
1—前排水箱加水口；2—后排水箱加水口；3—上罩；4—膨脹水箱；5—回水管；6—銅管；7—后排散熱器；8—前排散熱器；9—水箱支架；10—后水室；11—前水室；12—后排水箱出水管；13—護(hù)罩；14—前排水箱出水管

圖1-15-2 12V190B型柴油機(jī)風(fēng)扇
1—減震器；2—擋板；3—?dú)馓ルx合器；4—?dú)馓ルx合器進(jìn)氣管接；5—摩擦輪；6—進(jìn)氣管；7—連接盤；8—軸承座；9—軸；10—支架；11—皮帶輪；12—導(dǎo)氣裝置；； 13—皮帶輪；14—風(fēng)扇軸；15—支承套；16—風(fēng)扇；17—導(dǎo)風(fēng)罩

圖1-15-3 Z12V190B型柴油機(jī)中冷器
1—出水蓋；2—芯子組；3—墊片；4—側(cè)蓋；5—進(jìn)水蓋；6—進(jìn)水口
六、啟動系統(tǒng)（圖1-16[2]）

圖1-16 壓縮空氣啟動裝置示意圖
1—儲氣瓶；2—啟動控制閥；3—壓力表；4—空氣分配器；5—壓縮空氣管；6—?dú)鈩娱y
壓縮空氣啟動是將具有較高壓力的壓縮空氣，按照柴油機(jī)各缸發(fā)火順序充入汽缸，借助于壓縮空氣在氣缸內(nèi)膨脹，推動活塞移動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)起動。
壓縮空氣啟動系統(tǒng)主要包括：空氣分配器、起動閥、起動控制閥。
七、機(jī)體組件
1、機(jī)體
機(jī)體的主要功用：
a、支撐柴油機(jī)所有的運(yùn)動件，使它們在工作時保持相互準(zhǔn)確的位置；
b、在機(jī)體上加工有水道與油道，保證各零件工作時必要的冷卻與潤滑；
c、安裝柴油機(jī)各輔助系統(tǒng)部件；
d、作為柴油機(jī)使用安裝時的支承，將柴油機(jī)固定在底盤或支架上。
機(jī)體的組成：
機(jī)體的組成如圖1-17-1[2]所示，是由汽缸體和曲軸箱組成
2、氣缸套
氣缸套的主要功用是：
a、與活塞、氣缸蓋構(gòu)成氣體壓縮、燃燒和膨脹的工作空間；
b、做為活塞往復(fù)運(yùn)動的導(dǎo)向面；
c、向周圍冷卻介質(zhì)傳遞一部分熱量，以保證活塞組件和氣缸套本身在高溫、高壓環(huán)境中正常地工作。


圖1-17-1 Z12V190B型柴油機(jī)機(jī)體
1—?dú)飧滋祝?—推桿孔；3—油孔；4—?dú)飧咨w螺栓；5—串水孔；6—密封罩殼；7—啟動電動機(jī)支架；8—止推片；9—止推軸承蓋；10—通氣管；11—主軸承蓋；12—主軸瓦；13—離心濾清器體；14—機(jī)體；15—柴油濾清器支架；16—冷卻水道蓋板；17、28—觀察孔蓋；18—機(jī)油出口；19—自由端主軸承蓋；20—主軸承螺母；21—主軸承螺栓；22—曲軸自由端油封法蘭；23—齒輪罩殼；24—主油道絲堵；25—凸輪軸銅套；26—滾輪搖臂軸襯套；27—起重螺釘；29—排氣總管支架；30—增壓器支架
3、氣缸蓋（圖1-18[2]）

圖1-18 12V190B型柴油機(jī)氣缸蓋
1-氣缸蓋；2-冷卻水腔工藝孔；3-水堵；4-取氣孔；5-進(jìn)氣口；6-氣缸蓋螺栓孔；7-氣門導(dǎo)管座孔；8-噴油器座孔；9-氣門導(dǎo)管；10-出水口；11-油孔
氣缸蓋的主要功用是：
a、密封氣缸，與缸套、活塞構(gòu)成燃燒室空間；
b、構(gòu)成柴油機(jī)的進(jìn)、排氣通道；
c、柴油機(jī)很多零部件安裝在氣缸蓋上。
4、油底殼
油底殼的作用是封閉曲軸箱，防止贓物進(jìn)入柴油機(jī)機(jī)體內(nèi)。
其結(jié)構(gòu)如圖1-14 [2]
八、增壓系統(tǒng)
功用：通過提高進(jìn)氣壓力增加充入氣缸內(nèi)的空氣量。其結(jié)構(gòu)如圖1-19[2]

圖1-19 20GJ徑流式渦輪增壓器
1—轉(zhuǎn)子軸；2—壓氣機(jī)葉輪；3—擴(kuò)壓板；4—壓氣機(jī)殼；5—擴(kuò)壓器；6—中間支承體；7—隔熱屏；8—噴嘴環(huán)；9—浮動軸承；10—渦輪進(jìn)氣殼；11—渦輪端蓋；12—渦輪
(2)、工作原理：
柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的一種，它的工作原理與內(nèi)燃機(jī)中的壓燃機(jī)完全相同。內(nèi)燃機(jī)的工作過程，就是按照一定的規(guī)律，不斷的將燃料和空氣送入氣缸，并在氣缸內(nèi)著火燃燒，放出熱能。燃?xì)庠谖諢崃亢螽a(chǎn)生高溫高壓，推動著活塞做功降熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
燃料的燃燒，必須有充足的氧氣（來自空氣）和一定的溫度條件下才能實(shí)現(xiàn)。因此，要保證內(nèi)燃機(jī)能夠連續(xù)的工作，就要不斷地將已燃燒做功的廢氣排出氣缸，然后引進(jìn)新鮮空氣和燃料，并通過壓縮以獲得著火所必需的溫度。柴油機(jī)是通過以下吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣（如圖1-20[2]）四個
工作過程，來滿足上述工作條件的。

圖1-20 單缸四沖程柴油機(jī)工作示意圖
1、進(jìn)氣過程——將新鮮空氣吸入氣缸，提供燃料燃燒時所需要的氧氣。燃燒公斤柴油，理論上需要14.3公斤空氣，但由于柴油與空氣的混合總是很不均勻，為了使柴油得到充分燃燒，空氣總是要供應(yīng)的富裕些，一公斤柴油往往要供給20多公斤空氣。
2、壓縮過程——將吸入氣缸的空氣進(jìn)行壓縮，使其溫度升高。對柴油機(jī)來講，壓縮后的溫度，必須超過柴油的自然點(diǎn)溫度（約大于350攝氏度）
3、燃燒膨脹過程——將燃料噴入氣缸，與氧氣急劇的氧化作用（即燃燒）放出大量的熱量，使氣體溫度和壓力急劇上升，推動活塞做功。
4、排氣過程——將膨脹做功后的廢氣排出，以便再吸入新鮮空氣。
上述過程周而復(fù)始的不斷重復(fù)進(jìn)行著，每個過程依次完成一遍稱為一個工作循環(huán)。
1.3柴油機(jī)的特點(diǎn)
一、柴油機(jī)與外燃機(jī)比較。具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、熱效率高：目前柴油機(jī)的最高效率可達(dá)46%，而往復(fù)式蒸汽機(jī)只有11%。熱效率高標(biāo)志著內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能好，既燃料消耗小。
2、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，尺寸?。翰裼蜋C(jī)不需要外燃機(jī)那樣龐大的鍋爐、冷疑器等輔助設(shè)備。
3、功率范圍廣，適應(yīng)性能好：目前柴油機(jī)汽缸最小直徑為55mm，最大直徑為1060mm。單機(jī)功率最小為1.1kw，最大為35300kw。 同一類的柴油機(jī)，稍加改變，可以適應(yīng)各種不同用途的需要。
4、使用操作方便，啟動快：在正常情況下，柴油機(jī)能在3—5s內(nèi)啟動起來，在很短時間內(nèi)達(dá)到最大功率。在正常的運(yùn)行中不需要進(jìn)行復(fù)雜的操作。
5、運(yùn)行安全不易引起火災(zāi)或者暴炸事故：與汽油相比，柴油不易揮發(fā)，著火點(diǎn)較高，不易因偶然情況被點(diǎn)燃或發(fā)生爆炸。
6、結(jié)構(gòu)相對其他內(nèi)燃機(jī)簡單：柴油的特點(diǎn)是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動機(jī)無需要火花塞之類的點(diǎn)火裝置，它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點(diǎn)火燃燒。
二、鉆井用柴油機(jī)的特點(diǎn)：
1、要求有足夠的功率。現(xiàn)在鉆機(jī)的功率要求1103—2942kw，甚至更大。
2、負(fù)荷適應(yīng)范圍大，即要求內(nèi)燃機(jī)超載能力強(qiáng)。
3、調(diào)速范圍要寬，即要求內(nèi)燃機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速至最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速范圍大。
4、要求經(jīng)濟(jì)、可靠、持久等優(yōu)點(diǎn)。
但是，柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜、精度高、造價高、操作維護(hù)技能也要求比較的高，這是柴油機(jī)的缺點(diǎn)。
盡管如此，由于它具有上面的這些優(yōu)點(diǎn)，所以得到了很廣泛的的使用。在我們的石油工業(yè)，由于工作地點(diǎn)偏僻，流動性大，經(jīng)常搬遷，因此要求柴油機(jī)的功率大。結(jié)構(gòu)緊湊，輕便，便于搬遷和安裝，燃料和水消耗少，因此選擇柴油機(jī)機(jī)作為鉆井動力設(shè)備比較適應(yīng)。所以，目前柴油機(jī)在石油鉆井中得到了廣泛的應(yīng)用。

第2章 國內(nèi)外柴油機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 柴油機(jī)的的發(fā)展趨勢
法國出生的德裔工程師狄塞爾，在1897年研制成功可供實(shí)用的四沖程柴油機(jī)。由于它明顯地提高了熱效率而引起人們的重視。起初，柴油機(jī)用空氣噴射燃料，附屬裝置龐大笨重，只用于固定作業(yè)。二十世紀(jì)初，開始用于船舶，1905年制成第一臺船用二沖程柴油機(jī)。
1922年，德國的博施發(fā)明機(jī)械噴射裝置，逐漸替代了空氣噴射。二十世紀(jì)20年代后期出現(xiàn)了高速柴油機(jī)，并開始用于鉆井。到了50年代，一些結(jié)構(gòu)性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油機(jī)發(fā)展起來，從此柴油機(jī)進(jìn)入了專業(yè)化大量生產(chǎn)階段。特別是在采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)以后，柴油機(jī)已成為現(xiàn)代動力機(jī)械中最重要的部分。
1956年由德國的莫勒所發(fā)明油膜式燃燒室。燃燒室位于活塞頂內(nèi)，呈球形。燃料噴向燃燒室壁面，大部分燃油在強(qiáng)渦流作用下噴涂在燃燒室壁面上，形成很薄的油膜，小部分燃油霧化分布在燃燒室空間并首先著火，隨后即引燃從壁面上蒸發(fā)的燃料。這種燃燒室可使工作過程柔和，燃燒完全，聲輕無煙，并可使用輕質(zhì)燃料；缺點(diǎn)是低溫時起動較困難[1]。
現(xiàn)在柴油機(jī)發(fā)展過程中常見的應(yīng)用技術(shù)有：
一、渦流式燃燒室由渦流室和主燃燒室組成。渦流室位于氣缸蓋上，呈球形或倒鐘形，占總壓縮容積的50～80％，有切向通道與主燃燒室相通。在壓縮行程時，壓入渦流室的空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動，促使噴入其中的燃料與空氣混合。著火后混合物流入主燃燒室，形成二次流動，進(jìn)一步與主燃燒室內(nèi)的空氣混合燃燒
二、電控燃油噴射系統(tǒng)帶來更大的功率、更少的碳煙排放、更小的噪音和更佳的經(jīng)濟(jì)性。此技術(shù)可在cat3508B型柴油機(jī)上見到應(yīng)用。其相關(guān)參數(shù)如表2-1[3]。

表2-1 3508B型發(fā)動機(jī)技術(shù)規(guī)格
3508B型發(fā)動機(jī)技術(shù)規(guī)格
額定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 1500到1800
空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 650
汽缸數(shù)和排列 60°V型8缸
缸徑 170毫米（6.7英寸）
行程 190毫米（7.5英寸）
型式 4行程
壓縮比 14：1
空氣吸入方式 渦輪增壓式
冷卻渦輪增壓空氣的方法 單獨(dú)回路后冷器
汽缸排量 4.3升（263立方英寸）
總排量 34.5升（2105立方英寸）
旋轉(zhuǎn)方向（從飛輪端看） 逆時針方向
燃油 參看操作和保養(yǎng)手冊保養(yǎng)部分中“燃油技術(shù)規(guī)格”
吸油方法 電子式單體噴油器
起動方法 電啟動
排氣系統(tǒng)設(shè)計背壓 2.5千帕（10英寸水柱）
最大容許背壓 5.0千帕（20英寸水柱）
進(jìn)氣的最大阻力 6.2千帕（25英寸水柱）
空氣濾清器 單濾芯
進(jìn)氣門間隙 0.50毫米（0.020英寸）
排氣門間隙 1.00毫米（0.039英寸）

三、一體式燃燒室比以前的預(yù)燃式燃燒室減少了熱量損失，冷啟動變得更容易，以前選裝的缸體加熱裝置也沒有必要再安裝了。即使在零下10度，新加熱塞設(shè)計能使加熱周期縮短10秒。一體式燃燒室允許更低的壓縮比(18.5：1或19.5：1對老機(jī)型的22：1或23：1)，可以降低發(fā)動機(jī)的噪音和震動，進(jìn)而提升耐久性。
四、最后一種是高壓共軌噴射系統(tǒng)，它的概念有點(diǎn)類似于汽油機(jī)噴射系統(tǒng)，只不過油軌內(nèi)的壓力提高了1000倍。中央油泵把高壓油送入油軌，在油軌上對應(yīng)每缸有相應(yīng)的電磁閥控制燃油進(jìn)入噴嘴。盡管說起來簡單，但超高壓使系統(tǒng)建造并不容易。這套系統(tǒng)應(yīng)用在180馬力2.5升V6機(jī)和3.3升V8機(jī)型上。
五、渦輪增壓。渦輪增壓器的作用是增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，使功率和扭矩都有較大幅度的增長。它工作起來就像一臺微型航空發(fā)動機(jī)，渦輪位于柴油機(jī)排氣系統(tǒng)上，把排氣能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動能，驅(qū)動壓縮機(jī)把更多的進(jìn)氣送入燃燒室。增壓器與發(fā)動機(jī)沒有任何的機(jī)械連接，因此不會消耗發(fā)動機(jī)的能量，其潤滑和冷卻由發(fā)動機(jī)上引出的機(jī)油來完成。[1]
六、安全控制智能化。柴油機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求有符合規(guī)格的柴油、機(jī)油、冷卻水足量的供應(yīng)和進(jìn)排氣系統(tǒng)的暢通，否則在柴油機(jī)運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各種事故損壞柴油機(jī)，國外生產(chǎn)的柴油機(jī)如沃爾沃、卡特兩款柴油機(jī)在電控的基礎(chǔ)上加裝了智能配件，在機(jī)油不足冷卻水溫度過高、及進(jìn)排氣系統(tǒng)堵塞的情況下自動停車，避免了對柴油機(jī)的損壞
柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來越廣。隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。





2.2 國內(nèi)柴油機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
在現(xiàn)代鉆進(jìn)工業(yè)中電動鉆機(jī)、頂驅(qū)鉆機(jī)得到了大范圍的應(yīng)用，但由于鉆進(jìn)行業(yè)的野外作業(yè)這一特點(diǎn)，柴油機(jī)做為鉆進(jìn)設(shè)備的動力核心的位置沒有動搖。自建國后我國開始使用轉(zhuǎn)動式鉆機(jī)起，柴油機(jī)就在我國鉆井行業(yè)中廣泛的應(yīng)用起來。由于我國重工業(yè)起步較晚，技術(shù)大多借鑒國外技術(shù)，建國初期的柴油機(jī)多帶有蘇聯(lián)重工業(yè)的特點(diǎn)粗大笨重。
1964年由中國的史紹熙等發(fā)明復(fù)合式燃燒室，燃燒室在活塞頂內(nèi)呈深盆形，口部略有收縮，用特殊形狀的進(jìn)氣道形成進(jìn)氣渦流，采用單孔軸針式噴油器。噴油器軸線與燃燒室壁面基本平行，燃料噴向燃燒室的周邊空間。在渦流作用下，粗大的油粒散落在燃燒室壁面上形成油膜，細(xì)小的油粒在空間與空氣混合。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，燃燒室渦流速度高，壁面上的油膜燃料增多，具有油膜燃燒的特點(diǎn)；而在低轉(zhuǎn)速和起動時，渦流速度低，空間混合的燃料量增多，具有空間式燃燒的特點(diǎn)，能改善冷起動性能[2]。
現(xiàn)在我國柴油機(jī)在原有12V190基礎(chǔ)上引進(jìn)歐美先進(jìn)技術(shù)做出了很大改進(jìn)，并逐步像發(fā)電機(jī)柴油機(jī)一體化發(fā)展，鉆井用柴油機(jī)以濟(jì)南柴油機(jī)場生產(chǎn)的16V、601、2000三大系列為代表其相關(guān)參數(shù)如下：
16V是我公司最新研制開發(fā)的第一代16缸大功率高速柴油機(jī)。該機(jī)的設(shè)計師在總結(jié)我公司同AVL公司合作開發(fā)的601機(jī)基礎(chǔ)上，通過和國內(nèi)知名院校、研究所合作，并運(yùn)用我公司最新的研發(fā)手段，通過計算機(jī)輔助設(shè)計、模擬計算、有限元分析等對發(fā)動機(jī)的燃燒工作過程、曲軸扭振、增壓器匹配、進(jìn)排氣系統(tǒng)等進(jìn)行模擬計算、優(yōu)化。采用了當(dāng)今國際大功率內(nèi)燃機(jī)行業(yè)先進(jìn)的技術(shù)，成熟的零部件產(chǎn)品，使該機(jī)在擴(kuò)展原190系列柴油機(jī)功率的同時，在提高平均有效壓力、降低油耗排放和提高使用可靠性、安全性方面有了較大進(jìn)步。6016型柴油機(jī)廣泛適用于各種柴油發(fā)電電站、海洋鉆機(jī)平臺、機(jī)車、艦船主機(jī)動力等。參數(shù)如表2-2[4]

表2-2 16V190Z柴油機(jī)參數(shù)
型號 H16V190Z 渦輪前排溫 ≤650℃
型 式 四沖程、水冷、增壓、中冷、直噴 穩(wěn)定調(diào)速率 0～5%可調(diào)
缸徑X沖程 190mmX215mm 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 600r/min
活塞平均速度 10.75m/s 冷卻方式 強(qiáng)制水冷
標(biāo)定功率 2400kW 潤滑方式 壓力及飛濺潤滑
標(biāo)定轉(zhuǎn)速 1500r/min 啟動方式 電馬達(dá)啟動
平均有效壓力 1.97MPa 煙度 ＜1.2FSU
最高爆發(fā)壓力 ≤17MPa 噪音 ＜125dB
機(jī)油消耗率 ≤1g/kW•h 大修期 25000h
601系列柴油發(fā)電機(jī)組是以601系列柴油機(jī)為動力，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB2820工頻柴油發(fā)電機(jī)組通用技術(shù)條件》的規(guī)定，并參照《IEC34-I》國際電工委員會旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，選配國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)發(fā)電機(jī)所生產(chǎn)的柴油發(fā)電機(jī)組。該系列機(jī)組具有調(diào)壓精度高，動態(tài)性能好，電壓波形畸小，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，工作可靠，使用壽命長，經(jīng)濟(jì)性能好等特點(diǎn)。
601系列柴油發(fā)電機(jī)組功率范圍1000～1500kW，并可由兩臺或兩臺以上機(jī)組組成電站?？稍谟吞铩⒐S、邊遠(yuǎn)地區(qū)、資源開發(fā)基地等部門作為常用或備用電源。其中自動化機(jī)組可在醫(yī)院、賓館、貿(mào)易中心、計算中心、部隊通訊設(shè)施、火車站、發(fā)電廠和中心油庫等部門作為應(yīng)急或保安電源。其參數(shù)見表2-3[5]






表2-3 601系列柴油機(jī)參數(shù)
機(jī)組型號 柴油機(jī)型號 發(fā)電機(jī)型號 額定功率（KW/KVA） 額定電壓（V） 額定頻率（HZ） 啟動方式 操縱方式 外形尺寸（mm） 包裝尺寸（mm） 凈質(zhì)量（kg）
1000GF1 H12V190PZLD-2 1FC5562-4LA92 1000/1250 400/230 60 24V直流電啟動 自控/手控 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19000
1200GF1 H12V190PZLD-2 1FC6502-4LA8 1200/1500 400/230 60 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19100
1350GF H12V190PZLD 1FC6566-4TA42 1350/1688 400/230 50 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19100
1350GF-K H12V190ZLD 1FC6566-4TA42 1350/1688 400/230 50 5930x2180x2421 6050x2180x2600 17000
1350GFZ H12V190PZLD 1FC6566-4TA42 1350/1688 400/230 50 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19500
1500GF H12V190PZLD 1FC6566-4TA42 1500/1875 400/230 50 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19500
1500GF-K H12V190PZLD 1FC6566-4TA42 1500/1875 400/230 50 5930x2180x2421 6050x2180x2600 17000
1500GFZ H12V190PZLD 1FC6566-4TA42 1500/1875 400/230 50 7880x2859x3175 8100x3050x3250 19500
注：發(fā)電機(jī)可根據(jù)用戶需要或?qū)嶋H生產(chǎn)選擇。
第3章 柴油機(jī)系統(tǒng)常見故障的分析及維修建議
柴油機(jī)涉及范圍較廣，現(xiàn)已鉆井用12v190柴油機(jī)為例進(jìn)行故障分析。
3.1 柴油機(jī)故障現(xiàn)象
聲音異常，如出現(xiàn)不正常的敲擊聲，放炮聲，吹噓聲等
1. 動作異常，如出現(xiàn)柴油機(jī)啟動困難，拖不動負(fù)荷，工作時出現(xiàn)強(qiáng)烈振動等
2. 外觀異常，如柴油機(jī)出現(xiàn)冒黑煙，藍(lán)煙，或白煙現(xiàn)象，有漏油、漏水或漏氣現(xiàn)象等
3. 溫度異常，如機(jī)油和冷卻水溫度過高，排氣溫度過高，軸承過熱等
4. 壓力異常，如機(jī)油壓力過低，汽缸內(nèi)壓縮壓力降低等
5. 氣味異常，如出現(xiàn)有臭味，焦味或煙味等不正常的氣味。
3.1.1柴油機(jī)故障的原因
柴油機(jī)故障主要是有以下原因所造成
1. 違規(guī)操作
操作者不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，而用一些錯誤的習(xí)慣做發(fā)進(jìn)行操作，從而破壞了柴油機(jī)正常工作條件，使零部件遭到破壞引起柴油機(jī)故障。常見的操作錯誤有
1.1新機(jī)或大修后的柴油機(jī)，不經(jīng)過充分的走合運(yùn)行，而直接帶高負(fù)荷使用，造成零件嚴(yán)重磨損，甚至出現(xiàn)拉缸或活塞卡住等嚴(yán)重事故
1.2冷車啟動后，不經(jīng)過暖車運(yùn)行，而直接帶高負(fù)荷運(yùn)行，造成零件的嚴(yán)重磨損，引起柴油機(jī)故障
1.3機(jī)油量不足，使柴油機(jī)潤滑條件惡化，造成零部件的嚴(yán)重磨損，甚至使零件表面發(fā)生燒壞現(xiàn)象
1.4冷卻水量不足，是受熱零件溫度過高而燒損。在運(yùn)行中發(fā)生斷水現(xiàn)象后，而又直接加入冷水，是受熱零件產(chǎn)生嚴(yán)重變形或出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象
1.5長時間超負(fù)荷、超速運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)生的飛車事故，造成零件嚴(yán)重磨損與損壞
1.6在運(yùn)行中機(jī)油和冷卻水溫度維持過低，或油溫過高，油壓過低，加快零件磨損
1.7帶負(fù)荷進(jìn)行停車，是受熱零件造成配合破壞或出現(xiàn)驟冷裂紋
1.8高速運(yùn)轉(zhuǎn)中使用防爆裝置或減壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行停車，使配氣零件（如氣門彈簧）損壞
1.9不預(yù)供泵油而直接起動車，是各部件摩擦表面出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象
2.使用維護(hù)保養(yǎng)不良
在柴油機(jī)使用過程中，沒有嚴(yán)格按照維護(hù)保養(yǎng)要求進(jìn)行檢查和清洗工作，致使有關(guān)零件產(chǎn)生污堵現(xiàn)象，破壞了柴油機(jī)正常工作條件，引起故障。常見維護(hù)保養(yǎng)不良的狀況有：
2.1不及時地添加機(jī)油和定期更換機(jī)油，造成機(jī)油量不足或機(jī)油污染變質(zhì)而喪失潤滑性能。不及時清洗機(jī)油濾清器，造成機(jī)油流通阻力增加，甚至堵塞，使?jié)櫥瑮l件惡化，引起零件嚴(yán)重磨損。
2.2不按時清洗燃油濾清器和燃油箱，造成燃油系統(tǒng)堵塞，供油量不足，使柴油機(jī)工作無力。同時還會使大量雜質(zhì)進(jìn)入各精密偶件，破壞其正常工作。
2.3不按時清理空氣濾清器，使濾清效果降低，空氣流通阻力增大，進(jìn)氣量減少，造成柴油機(jī)工作無力，并引起汽缸等零件嚴(yán)重磨損。并引起增壓器漏油。
2.4在環(huán)境溫度較低時，柴油機(jī)停車后沒有放盡內(nèi)部冷卻水，以至凍裂有關(guān)零件。冷卻系統(tǒng)沒有按時清洗，使零件內(nèi)部水垢、污物積覆嚴(yán)重，造成冷卻不良，使零件過熱而損壞
2.5不按時檢查和調(diào)整氣門間隙，因間隙過大，造成配氣機(jī)構(gòu)加速磨損和氣門彈簧斷裂等故障。
2.6不按照規(guī)定檢查蓄電池充電量，并及時補(bǔ)充電解液，或保持壓縮空氣氣源具有足夠的壓力，使啟動能源動力不足，造成啟動困難等故障
3.柴油機(jī)裝配和調(diào)整錯誤
柴油機(jī)各部件之間配合部位均有嚴(yán)格的裝配要求，若裝配時其配合性質(zhì)，相對位置關(guān)系搞錯，不符合規(guī)定要求，則會對其正常工作帶來不利影響，引起故障。常遇到的裝配問題有;
3.1活塞與汽缸配合間隙不符合規(guī)定要求，活塞環(huán)上下位置裝到，環(huán)開口位置沒有交錯安裝等，造成汽缸漏氣和竄油現(xiàn)象
3.2主軸承或連桿軸承沒有按照裝配位置標(biāo)記安裝，使位置顛倒或錯換，配合間隙及扭緊力矩不符合規(guī)定要求，造成嚴(yán)重磨損或燒瓦事故
3.3定時齒輪沒有按裝配位置標(biāo)記進(jìn)行裝配，使輪輪嚙合關(guān)系錯誤，以致造成活塞與氣門發(fā)生碰撞。供油時間不正確，使燃燒惡化，功率不足，排氣煙大，起動困難，甚至根本不能起動。
3.4門間隙不符合規(guī)定要求，造成氣門關(guān)閉不嚴(yán)，引起氣門等零件燒毀，或加速配氣機(jī)構(gòu)零件的磨損
3.5供油提前角不正確，各缸供油間隔和供油量不均勻，使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，燃燒情況惡化。
3.6各系統(tǒng)中壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)整不正確，如機(jī)油壓力調(diào)節(jié)閥、濾清器旁通閥、欠壓自動裝停車裝置、超速安全裝置等。
4柴油機(jī)零部件加工不合格
柴油機(jī)所有零部件都根據(jù)其工作性質(zhì)和要求，對其材質(zhì)和加工精度提出嚴(yán)格要求，如果加工出來的零件不符合設(shè)計要求，裝配時又沒有經(jīng)過嚴(yán)格的檢查，而被錯裝到柴油機(jī)上去，在工作過程中，由于不符合設(shè)計要求而不能承受工作負(fù)荷作用、造成零件損壞，引起故障。特別是有些零件存在內(nèi)部缺陷，檢查時很難發(fā)現(xiàn)，在作用過程中便暴露出來，引起故障。常遇到的質(zhì)量問題有：
4.1主要鑄件（如機(jī)體、氣缸蓋等）存在著縮松、砂眼或細(xì)小裂紋等鑄造缺陷，有些內(nèi)部缺陷在加工檢查時不易被發(fā)現(xiàn)，裝到柴油機(jī)上后，短時間也不易暴露，而經(jīng)過較長時間使用后而出現(xiàn)漏水、漏油或裂紋現(xiàn)象，引起柴油機(jī)故障。
4.2零件在加工制造時，因沒有很好的消除內(nèi)應(yīng)力，在使用過程中引起零件變形，喪失了原來加工精度，破壞了正常配合關(guān)系，引起故障
4.3零件加工精度不合格，破壞了正常配合關(guān)系，引起故障。如機(jī)體主軸孔同軸度誤差超差，引起主軸承偏磨現(xiàn)象，甚至造成燒瓦事故。
3.1.2柴油機(jī)故障的判別方法
1.障判別一般步驟
1.1弄清故障現(xiàn)象
柴油機(jī)發(fā)生故障后，必然會出現(xiàn)各種異?，F(xiàn)象。操作者應(yīng)密切注視柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，充分運(yùn)用