CAT3406B柴油機故障診斷與維修

勞志勇

（巴斯夫催化劑（桂林）有限公司，廣西 桂林 541004）

1 設備簡介

一海上消防用潛水多級離心泵，由卡特彼勒3406BTA柴油機驅動。機組概況：①泵：Floway Model16MKM-FP，4級潛水離心泵；流量、壓力：2500GPM、150 psi。 ②柴油機：412HP 3406 BTA；啟動：130psig氣啟動；轉速：高速 1770rpm,怠速985rpm；冷卻：水冷，冷卻水與海水換熱。③動力輸出：由十字聯軸節和一蝸輪蝸桿齒輪箱變向傳動。

2 設備故障

該機在消防噴淋系統觸發時運轉，冒黑煙，噴淋系統警報恢復后停機檢查。冒黑煙的因素很多，供油系統、燃燒系統、進排氣系統故障都可導致冒黑煙。常見的有：①進氣系統。空濾器問題；進氣管堵塞；進氣溫度過高等。②燃燒系統。氣門間隙誤差；燃油質量。③供油系統。噴油提前角偏大或偏小；噴油嘴霧化不良；噴油泵供油量太大。

本著先易后難的排查原則，檢查如下：①其他柴油機無冒黑煙，排除燃油質量問題；②檢查空濾器，空濾器狀況良好，進氣膠管通暢，用氣槍清潔；③檢查各缸氣門間隙，間隙在誤差范圍內，按標準略微調整；④啟動柴油機，狀況無明顯變化，空氣進口吸氣正常，排除過濾器堵塞，也排除了因氣門間隙不對的可能；⑤檢查噴油嘴，更換所有噴油嘴，重新調節氣門間隙，運轉，狀況無改變；⑥兩天后再次檢查，發現空濾器有水泡過的跡象，且有少量鹽分結晶；進氣膠管也有結晶鹽；順著進氣通道檢查，拆開中冷器發現其散熱片已被結晶鹽堵塞。

經分析，判定為噴淋系統噴淋時，因噴頭對著進氣口區域，而空濾器上邊緣接觸不密實，吸入海水所致。中冷器有結晶鹽，則海水已進到缸套里，腐蝕到缸套、活塞等部件，必須進行大修。

3 解體檢查

柴油機大修，就是要全面分解柴油機，清潔已拆下的所有零部件，檢查所有零部件，分析造成問題的原因，精確測量和檢查各運動件，制訂修復方案，進行修復或更換，最后組裝。

（1）解體。解體應進行外觀檢查，確認缺失及破損部件，并拍照做記錄。裝配處要用油漆筆做標記（“V”字形），零件應加以編號，存放在零件袋里。解體步驟：①拆卸空氣進口管道，渦輪增壓器，中冷器；②拆高壓燃油管，油冷卻器；③拆水箱，手動燃油泵；④拆氣門室、氣門搖臂、噴油嘴、缸蓋；⑤拆飛輪；⑥翻轉缸體，拆油底殼；⑦拆減震輪，前齒輪室蓋，油泵，惰輪及前蓋；⑧翻轉缸體，拆凸輪軸；⑨拆機油泵和機油進油管；⑩拆主軸承座，曲軸。

（2）零件檢查，破損零件：①渦輪增壓器卡死；②1缸活塞拉缸；③6缸5缸活塞被海水氧化變色；④各缸氣門均被海水浸泡不同程度氧化變色；⑤搖臂室殼體密封面銹蝕嚴重；⑥水溫表損壞；⑦3缸排氣門挺桿彎曲。

（3）測量是判定零件狀況的主要手段，零件狀況取決于：①測量數據與標準數據的對比；②目視；③通用經驗。在零件測量及裝配過程中，必備工具有外徑千分尺、量缸表、游標卡尺外，主軸承間隙測量專用塞尺等。

缸套內徑，缸套清洗干凈后，用量缸表測內徑，上中下部各取三個值取平均。

表1 缸套內徑（單位：mm）

表2 活塞環槽間隙（單位：in.）

表3 曲軸軸頸直徑（單位：in.）

噴油嘴測試，1缸和5缸的噴油嘴霧化良好，噴油壓力均為28Psi，其余噴油嘴有滴油或霧化不良現象。霧化良好的噴油嘴在更換密封O形圈后可以繼續使用，其余更換。

4 組裝

以機座為基準，其他零件逐次往上裝。可按照由下到上、由固定件→運動件→固定件、由內到外等規律來進行。

（1）新氣門安裝。①裝配氣門導管；②裝配氣門座，攻氣門座倒角；③研磨氣門角度，新氣門與新氣門座配合面研磨，研磨后用柴油測漏。④測量氣門導管安裝高度，安裝新氣門，氣門卡簧，氣門鉸夾和氣門鎖套等。

（2）安裝主軸。①裝新主軸上瓦，抹潤滑油；②吊裝曲軸，裝新主軸下瓦；③擰緊主軸承螺栓。一次：100N/m；二次：200N/m；三次：260N/m。轉120度檢查；④轉動曲軸，曲軸靈活轉動。測量曲軸軸向間隙：0.34mm；⑤松掉所有主軸螺栓測量，徑向間隙：1 缸:0.15mm，3 缸:0.14mm，5 缸:0.16mm(用鉛絲裝配在主軸瓦和曲軸間，擰緊扭矩后拆卸測量所得數據)，符合要求；⑥依步驟③再次擰緊主軸承螺栓。

（3）安裝發動機后部零件。①裝曲軸后油封；②裝飛輪殼，打緊螺栓：60N/m，100N/m，130N/m；③安裝飛輪，打緊螺栓：100N/m，200N/m，270N/m。

（4）安裝發動機前部零件。①安裝凸輪軸②安裝機油泵；③安裝中間惰輪，對準正時記號；④安裝前齒輪室蓋；5）安裝飛輪，并擰緊：100N/m；200N/m；270N/m。

（5）翻轉缸體，做清潔工作，安裝并壓緊新的缸套。

（6）裝配活塞。①將新活塞、活塞銷、卡簧裝上連桿；②裝新活塞環，開口間隙：第一道：5缸為0.660mm，其余為0.508mm；第二道：1，2，4，6 缸為 1.180mm，3，5 缸為 1.270mm；頂環均為0.711mm；③裝新連桿瓦；④將連桿瓦及曲軸涂抹機油，用模具裝配活塞，擰緊連桿螺栓：一次80N/m；二次轉120度。連桿側隙為0.25mm。

（7）缸蓋安裝。安裝缸蓋，擰緊缸蓋螺栓：一次：270N/M；二次：450N/M，450N/M。松掉所有螺栓，再次擰緊缸蓋螺栓：一次 270N/M；二次 450N/M ，450N/M。

（8）安裝發動機下部零件。①對準油泵記號，安裝油泵；②安裝水泵；③安裝機油冷卻泵；④裝機組下部兩邊各零件；⑤裝油底殼墊片，油底殼。

（9）安裝發動機上部零件。①裝噴油嘴；②安裝推桿等，裝配搖臂；③調整氣門間隙；④將搖臂涂抹機油，安裝搖臂室蓋；⑤轉動發動機，機組應靈活轉動；⑥安裝缸蓋前、后、側零件；⑦安裝中冷器及連接管；⑧裝增壓器及連接管；⑨裝冷卻交換器及附件。

（10）其余裝配及測漏。①檢查柴油機各處，添加冷卻水，經過一夜后觀察，無泄漏現象；②裝機油濾芯、添加機油，裝空濾等；③各管路外觀檢查，無異常；④機組安裝完畢。

5 空載測試及現場安裝運轉

（1）空載測試。柴油機組裝完畢后，啟動，運行約15分鐘，油壓65PSI，水溫67攝氏度，機組震動正常，煙色目測正常。無漏油，漏水，漏氣現象。

（2）現場運轉。在現場安裝運轉后，對氣門間隙進行測量，測得數值如下：

表4 第一次試運轉后氣門間隙（單位：in.）

數據與標準差別較大，經分析，應是經過第一次試運轉后，各運動部件磨合后導致。按標準重新調整間隙，如下：

表5 現場安裝后調整的氣門間隙（單位：in.）

連接其余控制管線，用手動燃油泵將燃油管路排氣，檢查機組，盤車，啟機運轉。怠速980r/min運轉5min，調至中速1500r/min運轉7min，柴油機無異常聲音，目測排氣管排煙煙色正常，油壓 63PSI，水溫 65℃，測得震動數值：驅動端（X:3.6mm/s,Y:4.1,Z:2.8）；非驅動端（X:2.9,Y:2.2,Z:2.8）,震動正常，再調至怠速運轉3min，停機。

柴油機未帶負載運轉。值得注意的是，在柴油機帶負載運轉一段時間后，還應再次檢查氣門間隙，防止因運動件磨合后導致氣門間隙誤差，造成柴油機發生故障。

6 結語

通過對CAT3406B柴油機故障診斷與維修，還原其故障成因及過程，提出特殊工況下柴油機維保防范措施，探討柴油機大修技術要點及注意事項，詳細記錄其工裝次序及規范。為同行提供柴油機維修管理工作參考。

[1]CATERPILLAR.3406B Industrial&Marine Engines Disassembly&Assembly.1984

[2]CATERPILLAR.3406B Industrial&Marine Engines Specifications.1986.