柴油機(jī)機(jī)油液面異常升高的原因及故障排除

彭光杰

摘要：本文通過(guò)解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的柴油機(jī)機(jī)油液面異常升高的一個(gè)真實(shí)案例，進(jìn)一步分析在現(xiàn)場(chǎng)遇到機(jī)油液面異常升高的類似故障時(shí)，排除此類故障的一些解決方法，旨在幫助操作人員如何有序、正確、及時(shí)地判斷和排除故障，提供可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而快速恢復(fù)鉆井生產(chǎn)，避免經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);機(jī)油;液面;故障

0 ?引言

正常工作的柴油機(jī)，因機(jī)油的正常消耗，其油底殼中的機(jī)油液面會(huì)隨著柴油機(jī)工作時(shí)間的增加而逐漸降低，只要保證機(jī)油液面在油標(biāo)尺正常的刻度線內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生因機(jī)油的缺少而導(dǎo)致柴油機(jī)發(fā)生故障，否則就應(yīng)根據(jù)柴油機(jī)日常保養(yǎng)的相關(guān)要求添加機(jī)油到合適位置。但在工作中如果出現(xiàn)柴油機(jī)機(jī)油液面不降反升的現(xiàn)象，會(huì)降低機(jī)油的潤(rùn)滑效果，加速柴油機(jī)零件的磨損，嚴(yán)重的會(huì)引起燒瓦抱軸，甚至?xí)鸶訃?yán)重的事故。

1 ?故障案例

2020年5月16日，關(guān)7-7井的施工中，鉆至1564米，泵壓15MPa，泵沖86沖/分鐘，二號(hào)柴油機(jī)單車帶負(fù)荷轉(zhuǎn)速為1100r/min，溫度75攝氏度，機(jī)油壓力530kpa。在巡回檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)二號(hào)柴油機(jī)油底殼機(jī)油液面高出油標(biāo)尺靜滿刻度線1.5厘米左右，并發(fā)現(xiàn)機(jī)油稀釋、含有柴油的味道，機(jī)油壓力下降至420kpa左右，經(jīng)詢問(wèn)當(dāng)班司機(jī)當(dāng)天并沒(méi)有為柴油機(jī)添加機(jī)油，初步判斷機(jī)油中可能混入了柴油，當(dāng)即決定啟動(dòng)三號(hào)柴油機(jī)投入生產(chǎn)，二號(hào)柴油機(jī)轉(zhuǎn)為怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，準(zhǔn)備檢查。

2 ?故障原因分析與處理

造成機(jī)油液面異常升高不外乎冷卻液和柴油發(fā)生了泄漏情況，滲水或滲柴油的機(jī)油會(huì)淡化機(jī)油顏色，粘稠度也會(huì)有相應(yīng)變化，同時(shí)混雜有其他的味道。譬如，當(dāng)冷卻液發(fā)生泄漏混進(jìn)機(jī)油，則顏色、粘度會(huì)改變，或乳化，另外從呼吸器排氣情況、油底殼排污口放油也能看得出來(lái);如果機(jī)油混入柴油，機(jī)油的粘度會(huì)下降，聞起來(lái)有柴油的味道。

2.1 機(jī)油液面升高判斷方法

很難發(fā)現(xiàn)有極少量的柴油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，所以當(dāng)一段時(shí)間之后，駕駛員看到機(jī)油有所增加時(shí)，已經(jīng)有相當(dāng)一部分柴油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，使機(jī)油面高出了最高機(jī)油平面刻度，冷卻液也會(huì)有進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象，這種狀況尤其容易引發(fā)機(jī)體冒黑煙，這個(gè)時(shí)候，可以采用下列方式檢測(cè)柴油是否存在于機(jī)油中。

①溴法。根據(jù)新鮮機(jī)油的味道判斷油中是否混有柴油。假如有潤(rùn)滑油混入其中，則聞起來(lái)有股酸味，假如有柴油混入其中，則聞起來(lái)有柴油味。

可以使用紙張進(jìn)行檢測(cè)，由于柴油和機(jī)油的粘滯度不同，柴油粘滯度較低，蔓延較快，如果蔓延速度過(guò)大，說(shuō)明柴油已經(jīng)發(fā)生了泄漏。

同樣根據(jù)粘滯度來(lái)檢查，機(jī)油粘滯度較高，比較光滑，如果由觸感生澀，則說(shuō)明發(fā)生了泄漏情況。

②由于柴油粘滯度較低，表明張力過(guò)小，在依附油尺下滑時(shí)，速度較快且不易呈水滴狀，而機(jī)油粘滯度較高，在依附油尺下滑時(shí)，速度較慢，呈水滴狀滴落。如果發(fā)生冷卻液泄漏，冷卻液會(huì)與機(jī)油添加劑發(fā)生反應(yīng)，會(huì)引發(fā)白泡現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)以上現(xiàn)象的觀察，不難判斷是否發(fā)生了泄漏情況。

2.2 漏水分析處理

①如果噴油器的保護(hù)裝置密封不好，水會(huì)滲透到其內(nèi)部，由于水和油并不相容，且相較于油，水因?yàn)閾]發(fā)會(huì)富集于保護(hù)裝置表面，只需要要取下保護(hù)裝置檢查外表面是否富集水滴，如果有則說(shuō)明有水滲入。此情況更換噴油器護(hù)套即可。

②氣缸有橡膠墊，一方面保證氣缸內(nèi)的氣壓，另一方面對(duì)油路和水路進(jìn)行隔離。水相比油粘滯系數(shù)較低，滲透性較好，一旦橡膠墊發(fā)生缺失或有裂痕，水路管道的水就會(huì)向油管進(jìn)行滲透，從而導(dǎo)致漏水現(xiàn)象發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)，如果發(fā)生漏水情況，橡膠墊因素首當(dāng)其沖。對(duì)于那些裝備了不與冷卻液接觸的缸套的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，漏水原因通常有且僅有一個(gè)發(fā)生因素即橡膠墊發(fā)生破損或有裂痕。所以在正常安裝橡膠墊時(shí)，一定要依序?qū)β菟ㄟM(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化安裝，否則橡膠墊容易發(fā)生損壞。如果密封效果確實(shí)，水在高壓作用下穿過(guò)橡膠墊縫隙會(huì)引起振動(dòng)，進(jìn)而有聲音發(fā)出，同時(shí)噴出白色蒸汽。如果橡膠墊損壞造成缸體密閉性不好，則因壓力不足，其缸體溫度就會(huì)降低，通過(guò)測(cè)量缸體排氣支管的溫度，溫度低的可能有裂紋，也對(duì)目標(biāo)缸體中斷油料供應(yīng)，依序核查。一旦發(fā)現(xiàn)橡膠墊損壞或有裂痕，則應(yīng)該更換，如果非橡膠墊的問(wèn)題，既有可能是缸體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙，此時(shí)應(yīng)當(dāng)咨詢專業(yè)維修人員，看情況酌情處理。

③水泵漏水的原因一般都是水封損壞或密封不好，這種情況下水泵下方泄水孔（安全孔）會(huì)漏水成流（注意檢查安全孔是否被污物堵死），及時(shí)拆檢并視情況更換水泵水封或水泵。

④對(duì)于那些裝備了與冷卻液接觸的缸套的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，承擔(dān)封閉的作用的橡膠圈要承擔(dān)著缸內(nèi)的壓力輸出，同時(shí)冷卻水過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)侵蝕橡膠圈的結(jié)構(gòu)，日積月累，橡膠圈結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生損壞或者有裂痕。當(dāng)然，不科學(xué)的安裝方式也會(huì)對(duì)橡膠圈造成不可逆的結(jié)構(gòu)損壞，這時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致裝置漏水現(xiàn)象。判斷此類橡膠圈密封效果，可以拆卸油底殼，往水箱注水直至注滿并觀察外側(cè)有無(wú)水滲出，存在漏水現(xiàn)象，則是此位置橡膠圈損壞，不存在則需要考慮其他地方的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。氣缸套封水圈漏水、氣缸套有裂紋、砂眼或穴蝕，卸下機(jī)體側(cè)蓋板后觀察，可以用一面小鏡子觀察缸套內(nèi)側(cè)，看水是從缸套內(nèi)側(cè)還是外側(cè)漏出。如果是缸套內(nèi)發(fā)生滲水，綜合來(lái)看無(wú)外乎氣缸蓋板結(jié)構(gòu)性損壞，氣缸橡膠墊損壞或有裂痕亦或者氣缸自身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題、裂紋，穴蝕，空氣中間冷卻器芯子破損等;如果是缸套外漏水，那么氣缸套水圈處漏水的可能性最大。除此之外還要考慮機(jī)體水道、主油道薄壁處存在裂紋或穿孔的可能性。

⑤由于機(jī)油大多承擔(dān)潤(rùn)滑作用，所以摩擦作用下機(jī)油溫度較高，需要進(jìn)行冷卻，對(duì)機(jī)油進(jìn)行冷卻的裝置冷卻器采用水冷的方式，置于水箱之中。在加入的冷卻水或酸或堿會(huì)對(duì)冷卻器造成化學(xué)腐蝕，致使冷卻器結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞或裂痕，因?yàn)樗恼硿禂?shù)較低，很容易沿?fù)p壞部位進(jìn)入機(jī)油管道中，并最終進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。一般來(lái)說(shuō)冷卻器不易發(fā)生結(jié)構(gòu)性損傷造成密閉性不良，但這也是這類問(wèn)題發(fā)生時(shí)不被重視的原因。遇到此類問(wèn)題需要排查時(shí)，可以用水來(lái)檢驗(yàn)密閉性，將其置于水中且油嘴漏在水面封閉出油開口，給予油嘴充氣觀察水下有無(wú)氣泡上升，如果有連續(xù)不斷的氣泡涌出，說(shuō)明冷卻器結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生損壞。如果冷卻器芯體的紫銅管道損壞或者有裂痕，水和機(jī)油會(huì)發(fā)生雙滲現(xiàn)象，這是在機(jī)油中有水檢出，在水箱中也會(huì)有油狀漂浮物。針對(duì)這種情況，需要拆下冷卻器封死出油開口，用法蘭構(gòu)件連接氣體噴嘴和進(jìn)油開口，保持密閉，給予不小于588kpa的氣體輸入，觀察是否有漏氣聲響，若存在說(shuō)明紫銅管道發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷。紫銅管破裂可以采用焊補(bǔ)的方法修復(fù)，若是無(wú)法焊補(bǔ)的管內(nèi)裂紋可以用錫焊堵死芯管進(jìn)出口。但堵死管子的數(shù)量不得超過(guò)五根，否則會(huì)影響散熱冷卻效果。經(jīng)修復(fù)的冷卻器必須進(jìn)行密封試驗(yàn)。要求在294kpa水壓或980kpa油壓下，5min內(nèi)不滲漏為合格。

除開上述的各種原因之外，油底殼滲水現(xiàn)象還有許多其他因由。所以一旦出現(xiàn)滲水現(xiàn)象導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作，要依序進(jìn)行結(jié)構(gòu)排查，從較易排查的方向入手，慢慢深入。同時(shí)結(jié)合設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及各類結(jié)構(gòu)損壞的表征，找出關(guān)鍵問(wèn)題，并給予解決。

2.3 漏柴油分析處理

機(jī)油中混入柴油，被稀釋，憑手感或聞一下就能判斷出來(lái)：若有柴油氣味，可斷定漏入的是柴油。

①油底殼機(jī)油平面的漲高，是在柴油機(jī)一旦工作，機(jī)油平面就會(huì)升高，一旦停止工作，這種機(jī)油平面升高現(xiàn)象就會(huì)消失。這類情況往往是噴油器結(jié)構(gòu)損壞，或者氣門堵塞，再一個(gè)是氣門桿活動(dòng)受限。如果機(jī)器使用的油料純度不夠，對(duì)軸密封結(jié)構(gòu)形成腐蝕造成結(jié)構(gòu)損壞達(dá)不到封閉效果，使得油體沿軸滲入缸體，造成噴油器發(fā)生結(jié)構(gòu)性損傷，油料經(jīng)油嘴噴出不能產(chǎn)生良好的霧化效果，使得油料燃燒不充分，這是發(fā)動(dòng)機(jī)不能全負(fù)荷工作，發(fā)生喘振，輸出變小伴隨不完全燃燒的油煙排出，同時(shí)不完全燃燒的油料進(jìn)入油底殼，使得油平面升高。此時(shí)，對(duì)目標(biāo)缸體中斷油料供應(yīng)，依序核查。一旦發(fā)現(xiàn)噴油器損壞則應(yīng)該更換，如果非噴油器的問(wèn)題，既有可能是缸體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙，此時(shí)應(yīng)當(dāng)咨詢專業(yè)維修人員，看情況酌情處理。

②噴油器高壓油管接頭密封不嚴(yán)或接頭松脫，噴油器的回油管破裂、密封不嚴(yán)或接頭脫落，打開各缸上罩殼檢查。可采用緊固、焊接的方法修補(bǔ)或更換。

③輸油泵密封結(jié)構(gòu)遭到破壞。在泵油時(shí)柴油滲入，并借助機(jī)油管路富集于油底殼，使得油平面升高，應(yīng)立即進(jìn)行處理（酌情修復(fù)或更換）。

④活塞環(huán)結(jié)構(gòu)異常，由于氣門封閉性被破壞，氣缸失壓不能正常運(yùn)行，造成柴油滲漏情況嚴(yán)重。缸體密閉性不好，則因壓力不足，其缸體溫度就會(huì)降低，通過(guò)測(cè)量缸體排氣支管的溫度，即可查出問(wèn)題所在。不工作的氣缸溫度比工作的氣缸溫度低，還會(huì)出現(xiàn)柴油機(jī)排氣管大量冒黑煙，功率下降，曲軸箱通氣孔排煙增加。

總之，當(dāng)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)機(jī)油液面異常升高時(shí)，要依序進(jìn)行結(jié)構(gòu)排查，從較易排查的方向入手，慢慢深入。同時(shí)結(jié)合設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及各類結(jié)構(gòu)損壞的表征，找出關(guān)鍵問(wèn)題，并給予解決。

3 ?故障預(yù)防

柴油機(jī)非正常或不能運(yùn)行時(shí)，要根據(jù)表征現(xiàn)象判斷結(jié)構(gòu)問(wèn)題，酌情修復(fù)。同時(shí)采取必要的措施避免損傷機(jī)器的操作發(fā)生，如果能有效預(yù)防故障的發(fā)生，會(huì)提高柴油機(jī)的使用效率，降低生產(chǎn)成本。作為柴油機(jī)的使用及維護(hù)者，應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，減少出現(xiàn)漏油、漏水的故障，主要措施有以下幾點(diǎn)：

①選用合格的燃油，保證燃油清潔，定期清洗各濾網(wǎng)、保養(yǎng)柴油濾清器，減少有關(guān)機(jī)件的磨損和油路的污染。

②按照規(guī)定定時(shí)校檢噴油器，保證噴油器霧化良好。

③選用合適的冷卻液，不合格、不合適的冷卻液容易產(chǎn)生水垢，腐蝕機(jī)件，破壞密封。

④了解水泵的水封漏水提示，確保在水泵漏水到機(jī)油里之前更換水封。水泵水封的有效保險(xiǎn)期是運(yùn)轉(zhuǎn)3000h，過(guò)期后應(yīng)及時(shí)更換。

⑤經(jīng)常檢查氣缸蓋處有無(wú)漏水、漏油、漏氣現(xiàn)象，檢查缸蓋螺母是否松動(dòng)。擰緊氣缸蓋螺母時(shí)用力要均勻，按固定力矩?cái)Q緊。

4 ?結(jié)論

漏油、漏水造成機(jī)油早期變質(zhì)，以至于機(jī)油還不到更換周期就提前更換，耽誤時(shí)間、浪費(fèi)資源，甚至造成因潤(rùn)滑不良和材料磨損所導(dǎo)致的能源、材料、設(shè)備、生產(chǎn)的損失?，F(xiàn)在通過(guò)加強(qiáng)管理，采取針對(duì)性的措施，設(shè)備可靠性有明顯提高，大大降低維修次數(shù)，減少材料的損耗，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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