石油钻机用190系列柴油机冒黑烟供油系统故障检查排除

杨云

摘要：190柴油机是石油钻井现场最常用的动力设备;柴油机持续、均匀、可靠的动力输出，是井队生产顺利进行的保证。因此，及时的检查和排除柴油机故障，确保其动力性、可靠性和经济性;是井队现场使用柴油机的必要任务。在多年的柴油机修理和上井服务工作中，发现由于供油系统故障导致的柴油机冒黑烟故障，是190柴油机最常见的故障之一。而供油系统的故障检查，因其检查点多，检查排除复杂，向来是柴油机故障排除的难点问题。本文将从柴油机供油系统的原理、结构和检查维护论述。总结柴油机冒黑烟故障供油系统的检查方法和排除方法。

关键词：190系列柴油机;冒黑烟故障;供油系统

1  柴油机供油系统

1.1 柴油机供油系统的组成

190柴油机的供油系统，由燃油箱、燃油滤清器、软管接头、输油泵、传动装置、喷油泵、调整器、手油门、高压油管和喷油器组成。

1.2 燃油供给系统的作用

燃油从油箱被输油泵吸入，在输油泵的作用下产生一定的压力，经柴油滤清器过滤后进入喷油泵，经过喷油泵作用。将燃油定时、定量、定压的分配给各个工作缸;经喷油器雾化后进入燃烧室作功。多余的柴油一部分通过喷油器回流到输油泵或柴油箱，另一部分经限压阀和回油管流回柴油箱。

2  各部件故障分析及排除方法

2.1 燃油滤清器常见故障

故障1：滤清器滤芯脏堵。

原因分析：滤芯脏堵，供油阻塞，供油不足够导致柴油机冒黑烟。排除方法：清洗或更换滤芯。预防措施：遵守保养程序进行保养;保证供油箱油品沉淀时间不少于48小时。

故障2：滤清器溢流阀故障。

原因分析：溢流阀钢珠缺失或者弹簧断裂缺失。造成溢流阀常开，影响喷油泵正常供油量，供油不足导致柴油机冒黑烟。排除方法：检查溢流阀;检查其零件完整性和工作性能：预防措施：维护保养滤清器时，妥善放置溢流阀防止钢珠或弹簧丢失。

故障3：滤清器开关关闭或半闭。

原因分析：滤清器开关关闭或半闭，供油不足导致柴油机冒黑烟。排除方法：打开并排空。预防措施：起动柴油机前，仔细检查油路是否畅通。

故障4：滤清器内进空气。

原因分析：滤清器内进空气，造成油泵内有空气，导致柴油机游车，排气冒黑烟。排除方法：①检查滤清器胶圈是否完好;检查各接头、堵头是否有松动或漏油现象，检查蛇皮软管是否有鼓包或者凹陷等故障。并排除。②打开排空螺堵排空。预防措施：柴油机起动前，仔细检查供油管系完好紧固。

2.2 输油泵常见故障

故障1：输油泵进出油管反接。

原因分析：进出油管反接，输油泵不能正常工作，导致柴油机负载时转速下降严重，工作无力，排气冒黑烟甚至停机。排除方法：检查调整进出油管。预防措施：拆检或更换输油泵，务必检查进出油管正确连接。

故障2：输油泵漏油。

原因分析：输油泵漏油，供油压力不足，供油量不足导致柴油机冒黑烟。检查方法：①观察油低壳机油有无液面升高或者进柴油现象。②观察输油泵回油管有无大量回油现象;排除方法：检修或更换输油泵。预防措施：①保持进入输油泵的燃油清洁，以减少机件磨损和油路堵塞。②因柴油机起动前输油泵不工作，为保证起动时用油，防止輸油泵干摩擦磨损，油箱出口位置应该高于气缸盖，以使燃油能自行充入供油系统内。③养成柴油机运行中时常检查输油泵回油管及油底壳液面的好习惯。④检查回油单向阀部件是否齐全，确保供油进入滤清器。

2.3 喷油泵常见故障

故障1：柱塞弹簧断裂。

原因分析：①弹簧或弹簧座安装不正，使弹簧受力偏斜，产生附加力而断裂。②油泵壳进水或者有用户喷水清洗柴油机造成油泵进水。弹簧锈蚀。③油泵轴凸轮磨损严重，运动规律恶化，造成弹簧受力不均而断裂。④弹簧材质因素。检查方法：①听诊法，弹簧断裂，会有啪啦啪啦的敲击声。②打开高压油管断缸检查，该缸不喷油。③打开油泵盖板，肉眼可观察到。排除方法：①找出弹簧断裂原因。是材质因素和安装不正可直接更换弹簧排除。②油泵壳进水弹簧锈蚀。要用柴油置换掉油泵壳内的水，然后更换弹簧。顺便检查其它弹簧是否有锈蚀现象。③油泵凸轮磨损严重，现场无法修理，只能更换油泵处理。如果没有备用油泵，可以通过调节挺柱高度，利用喷油定时来固定柱塞行程。预防措施：①更换柱塞或者柱塞弹簧，必须安装到位，不能偏装。②禁止用水直接冲洗柴油机清洗。③油泵要有防雨设施。防止雨水进入。

故障2：喷油泵柱塞卡滞、拉伤。

原因分析：①柱塞和套筒间隙太小。②间隙内进入杂质（占绝大多数原因）。检查方法：①打开盖板，用起子轻缓撬动柱塞，不动或者有滞手感。②抽出柱塞，做滑动性试验判断检查。排除方法：更换柱塞。预防措施：按规定定时清洗滤清器，保证供油清洁。

滑动性试验三步法：①将偶件在清洁柴油中清洗干净，把柱塞从垂直倒放的套筒中抽出40～50mm，放手后让柱塞自由下落。②若柱塞均匀，缓慢没有阻塞的落下，说明配合正常。③若柱塞迅速下滑或下落至某一位置被卡住，说明其配合不良。

故障3：柱塞台阶漏油。

原因分析：柱塞台阶漏油，造成柱塞供油压力不足，导致柴油机冒黑烟。检查方法：打开油泵盖板，检查各柱塞台阶有无漏油现象。排除方法：取出柱塞，利用平面铰刀绞平台阶，加铜垫重新安装。预防措施：更换或安装完柱塞，出油阀压帽扭紧力矩不能过大或者过小，过大则会将台阶挤压变形，造成台阶漏油。过小则不能固定柱塞套筒。密封不严而漏油。

故障4：出油阀故障。

原因分析：①出油阀卡死。该缸不供油。②出油弹簧断裂，供油定时错乱。③出油阀垫变形漏油，喷油压力不足。④出油阀压帽松动，进气漏油。检查方法：①检查各缸出油阀压帽是否松动。②断缸检查各缸出油情况。③拆检不出油或不间断喷油的出油阀。排除方法：更换出油阀、出油阀弹簧或者出油阀垫片。按规定力矩紧固出油阀座。预防措施：①养成暖车期间断缸检查的好习惯，及时发现故障，及时排除。②按规定定时保养、校验喷油泵。

故障5：喷油泵供油量不均。

原因分析：①油量控制套筒固定齿圈松动，供油量变化。②油泵内有空气或水，形成气障或水障，引起供油不稳定。③某缸柱塞和套筒因磨损而间隙变大，供油压力下降。

④更换柱塞时，油量控制套筒固定齿圈位置变化，导致供油量变化。检查方法：①听诊法，当某缸供油量过大时，会出现明显的敲击声。②测温法，利用0～1000℃的红外线测温议，测量柴油机运行中各缸排气温度可确定其供油量偏大或者偏小。排除方法：①打开排空螺钉排空。②松开故障缸的柱塞套筒齿圈，调节齿圈位置来调节油量大小。预防措施：①更换柱塞操作，在油量控制套筒上划线标记位置。防止位置变化。②配备红外线测温仪器，随时关注各缸排气温度。及时调节油量。③定时校验油泵。

2.4 调速器常见故障

故障1：调速弹簧弹力不足。

原因分析：调速弹簧疲劳，弹力不足导致油量行程变小，转速降低排气冒黑烟。检查排除：互换法，将备用弹簧或正常运行柴油机弹簧更换确定。

故障2：飞铁滚轮异常磨损。

原因分析：调速器缺油或者杂质较多，造成飞铁滚轮异常磨损，飞铁惯性力不均匀。油量调节不及时，导致柴油机游车，排气冒黑烟。检查排除：更换飞铁组或者飞铁滚轮。预防措施：定期检查调速器内润滑油是否足够，确保润滑油干净无杂质。

故障3：调速器内润滑油过多。

原因分析：调速器内润滑油过多，飞铁运行阻力过大惯性力减小油量调节不到位。检查排除：打开调速器观察孔螺堵放掉多出的润滑油。预防措施：调速器加油适量，不可过多或者过少。以跟观察孔位置平齐为准。

2.5 喷油器常见故障

故障1：喷油器不雾化或者雾化不良。

原因分析：喷油器不雾化或雾化不良，会造成油耗高、排气冒黑烟且功率下降。检查方法：①低速运行时，有白烟现象，排气管口有排柴油现象。②断缸检查，有气泡产生。③拆下喷油器，在校验台上检测确认。排除方法：更换喷油器或者重新校验。预防措施：定期检查校验喷油器。

故障2：喷油器启喷压力变大或变小。

原因分析：①喷油器弹簧变形或断裂。②校验台压力表不准確，校验压力有误差（多次在井队现场发现）。检查方法：①拆检喷油器，检查弹簧。②校对检验台压力表。排除方法：更换或重新校验喷油器。预防措施：①定期校验，检查喷油器;②压力表定期校验，保证仪表的准确性。

雾化标准：①雾粒细化且均匀。没有“液流”现象。②雾距长短，形状均匀。不出现长短不一的现象。③喷雾时，有清脆的“噗噗”声，不出现钝哑的“嘶嘶”声。

2.6 高压油管常见故障

故障：高压油管变形、鼓包、凹陷或者破损。

原因分析：高压油管受外力而变形、鼓包、凹陷或者破损;影响燃油正常流通。造成供油不及时或者供油量变化。检查方法：观察法。排除方法：修理或者更换。预防措施：保持高压油管的平整、完好。

3  总结

柴油机供油系统组成复杂、零部件多。精密度高。在石油井队现场使用柴油机时，一是严格执行维护保养标准要求的相关保养内容。长时间不保养，会导致多重问题集中突发，形成复合故障，难以处理。二是相关调整参数一定要精确，比如喷油器喷射压力、供油提前角度校验等。再就是巡回检查务必细心，不误检、漏检。发现小问题不能放过;必须找到原因及时排除。基本绝大多数故障的发生，都是由一个个小问题叠加形成。比如柱塞故障不及时排除，就会影响到喷油器的工作性能。把故障消灭在萌芽状态，才能把其对柴油机的性能影响降到最低。

参考文献：

[1]190系列柴油机使用维护手册.济南柴油机厂.

[2]胡志峰，付化利，周生伟，等.高可靠性电动钻机用柴油机的开发研制[J].石油科技论坛，2013，32（3）：58-61.

[3]马洪钟，周孟建，杨砚杭，等.钻井柴油机非正常运转预防装置及应用[J].设备管理与维修，2013（4）：41-43.