190柴油機(jī)振動(dòng)異常的判斷與處理

魏朝賓

摘要：190系列柴油機(jī)是鉆井施工的主要?jiǎng)恿C(jī)型之一，柴油機(jī)在工作過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)異常現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)不易判斷，進(jìn)而誘發(fā)嚴(yán)重的事故，出現(xiàn)人身安全事故。因此，掌握柴油機(jī)振動(dòng)異常現(xiàn)象、準(zhǔn)確原因分析、正確的診斷和排除，可使故障得到有效排除和控制，迅速恢復(fù)柴油機(jī)使用性能。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);振動(dòng)異常;判斷;處理

一、故障現(xiàn)象

柴油機(jī)工作中，由于其爆發(fā)力和慣性力的作用，產(chǎn)生一定的振動(dòng)是正常的。在工況一定時(shí)，其震動(dòng)大小和規(guī)律是一定的。190系列柴油機(jī)如發(fā)生振動(dòng)異常，往往有以下現(xiàn)象：

1、柴油機(jī)各部位振動(dòng)加劇。特別是高壓油管、中冷器、調(diào)速器等部件，用肉眼能看見振動(dòng)。

2、用手觸摸有麻木感覺(jué)。伴隨著振動(dòng)的異常，往往有異聲現(xiàn)象。

二、后果與危害

產(chǎn)生振動(dòng)有以下危害：

1、使柴油機(jī)因振動(dòng)加劇，振動(dòng)應(yīng)力過(guò)大，可靠性和壽命下降，嚴(yán)重者引起零部件損壞造成設(shè)備和人身安全事故。

2、使與之相連的工作機(jī)械因震動(dòng)過(guò)大而造成先期損壞。

3、柴油機(jī)過(guò)大的振動(dòng)，影響周圍設(shè)備、儀器的精度和壽命，還造成聯(lián)動(dòng)部分設(shè)備的壽命降低，對(duì)周圍的工作人員，也產(chǎn)生不利于身心健康的影響。

三、原因分析

柴油機(jī)工作中，各缸燃燒爆發(fā)力，運(yùn)動(dòng)零件的慣性力，各零件之間的沖擊力，運(yùn)動(dòng)摩擦力是引起柴油機(jī)振動(dòng)的振源。由于柴油機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)火次序不同，所以振源也很復(fù)雜，振動(dòng)是難免的。但當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，便會(huì)使這種振動(dòng)加劇。

1、各缸燃燒爆發(fā)力不均衡。

2、各缸慣性力不均衡。

3、各缸摩擦力、沖擊力不均勻。

4、柴油機(jī)與工作機(jī)械連接不同軸。

5、柴油機(jī)基礎(chǔ)薄弱，強(qiáng)度，剛性不足。

以上五方面情況造成的異常振動(dòng)可用下圖表示：

這是因?yàn)椋?/p>

（1）???? 各缸供油角不均勻，或供油量不均勻，壓縮比不均勻，會(huì)造成各缸爆發(fā)力和做功大小不均，則產(chǎn)生附加力，使柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（2）???? 柴油機(jī)活塞及連桿運(yùn)動(dòng)中除產(chǎn)生往復(fù)慣性力外，還有離心慣性力，各缸的這些力不同，就會(huì)造成柴油機(jī)工作不平衡，使振動(dòng)加劇。所以在裝配中，對(duì)活塞、連桿組有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。190系列柴油機(jī)，同一臺(tái)各缸活塞連桿組的質(zhì)量差不得大于100克，當(dāng)超過(guò)時(shí)，將導(dǎo)致各缸慣性力不均，使振動(dòng)加劇。

（3）???? 一根平衡良好的曲軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，其離心力是平衡的。各曲拐和平衡塊質(zhì)量上的誤差必將導(dǎo)致曲軸動(dòng)平衡超差，因而引起柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（4）???? 同樣道理，飛輪和連接器本身也必須進(jìn)行良好的平衡，才會(huì)不產(chǎn)生因附加不平衡離心力引起的振動(dòng)加劇。190系列柴油機(jī)，當(dāng)連接器的金屬橡膠座重量誤差太大（大于10克），則會(huì)因?yàn)椴黄胶怆x心力造成柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（5）???? 飛輪連接螺釘松動(dòng)，飛輪在旋轉(zhuǎn)中將產(chǎn)生擺動(dòng)，也將造成離心力不平衡，引起振動(dòng)加劇。裝有平衡軸的柴油機(jī)，平衡軸齒輪位置裝錯(cuò)，反而使不平衡力矩加大，引起柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（6）???? 柴油機(jī)的增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)速度很高，其每分鐘轉(zhuǎn)速幾萬(wàn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子稍有不平衡，均會(huì)產(chǎn)生大的不平衡力，使增壓器產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)振動(dòng)加劇。所以當(dāng)轉(zhuǎn)子平衡性不好，或葉輪損壞，均破壞原來(lái)的動(dòng)平衡要求，（190系列柴油機(jī)的增壓器，動(dòng)平衡驗(yàn)證時(shí)重心偏移不得超過(guò)2毫米）會(huì)造成柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（7）???? 柴油機(jī)軸承間隙過(guò)大，或柴油機(jī)曲軸彎曲時(shí)，造成曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)中沖擊軸承力加大，從而引起柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（8）???? 曲軸的減振器是消減曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的。當(dāng)減振器失效時(shí)，不僅起不到減振作用，還會(huì)因減振器慣性體運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，產(chǎn)生附加離心力，使柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（9）???? 柴油機(jī)和工作機(jī)械的同軸度有嚴(yán)格要求。無(wú)論是端面間隙還是徑向間隙，都有一定的數(shù)值要求。當(dāng)同軸度不好，便會(huì)造成柴油機(jī)因兩種機(jī)械受力中心不統(tǒng)一而出現(xiàn)振動(dòng)加劇，這也是柴油機(jī)振動(dòng)過(guò)大的常見原因。同理，柴油機(jī)曲軸和風(fēng)扇安裝同軸度不好，也會(huì)引起柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

（10）?? 柴油機(jī)和底座固定螺釘松動(dòng)或底座剛性不足，或基礎(chǔ)薄弱，承受柴油機(jī)沖擊力的能力不足并發(fā)生變形，也加劇了柴油機(jī)的振動(dòng)。

四、診斷方法

對(duì)柴油機(jī)振動(dòng)異常，一般采用手觸法或千分表測(cè)量法，然后憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。可用以下診斷流程圖進(jìn)行診斷：

五、排除措施

針對(duì)診斷的原因有的放矢的予以排除。

1、對(duì)于安裝和基礎(chǔ)原因造成的振動(dòng)異常，應(yīng)該對(duì)柴油機(jī)重新進(jìn)行對(duì)中、安裝、緊固，使其符合要求。

2、對(duì)于燃油、燃燒不平衡造成振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)對(duì)燃油、燃燒系統(tǒng)重新進(jìn)行調(diào)整，使其各缸供油角度、壓縮比、供油量等保持一致。

3、對(duì)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)件重量不一致和平衡不好，導(dǎo)致的振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行配重和平衡試驗(yàn)，使其符合要求。

4、對(duì)軸承間隙過(guò)大或曲軸變形造成的振動(dòng)異常，應(yīng)對(duì)軸承和曲軸進(jìn)行修復(fù)和更換。

5、對(duì)平衡軸齒輪位置裝錯(cuò)造成的振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)重新按記號(hào)裝配。

特別指出：190柴油機(jī)飛輪端裝有220扶正軸承的，因軸承損壞失效，造成飛輪搖擺，也會(huì)引起柴油機(jī)振動(dòng)異常，通常更換該軸承就可消除異常振動(dòng)。

六、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)柴油機(jī)振動(dòng)異常不同癥狀，區(qū)分不同原因，進(jìn)行具體分析和準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而避免重大機(jī)械事故發(fā)生;注意平時(shí)保養(yǎng)，及時(shí)檢查維修，視情換件修復(fù)，恢復(fù)柴油機(jī)的技術(shù)性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]濟(jì)南柴油機(jī)廠編.Z12V190B型柴油機(jī)結(jié)構(gòu)與原理，1994