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摘要：柴油发电机组在正常工作时，正时齿轮本身发出轻微的响声。当正时齿轮之间正常的啮合状态被破坏后，就会在柴油发电机组工作时发出“辘、辘”的异常响声，有时还发出“咔啦、咔啦”的金属碰撞声。当柴油发电机组从高速突降到怠速时，异响声比提高转速时的响声还大。造成上述故障的主要原因是齿轮侧向间隙过大或过小，齿轮面磨损量较大或有断齿现象，齿轮轴承间隙过大或支承轴出现松动等。本文围绕齿轮室的作用、齿轮室常见故障及齿轮室检修与装配方法三个方面，系统介绍柴油机正时齿轮室的组成与功能、齿轮室盖的结构与安装要求，深入分析齿隙过大、齿隙过小、齿轮损坏及紧固件松动四类常见故障的成因、诊断方法与处理措施，并提出齿隙测量、齿轮拆装、正时对正及装配后检查等检修装配要点，为柴油发电机正时齿轮室的维护与检修提供技术参考。

 

一、齿轮室的作用

 

正时齿轮室是发动机前端的一个关键壳体部件，主要用来安装和固定正时齿轮，并确保它们精确啮合，从而保证发动机的配气相位和喷油时刻准确。其外形如图1所示，零件组成如图2所示，具体可参考表1。

1. 正时齿轮室的基本组成

（1）曲轴正时齿轮。曲轴正时齿轮安装在曲轴前端，是正时齿轮室的动力输入齿轮，其齿数与相位决定了整个配气与喷油系统的正时基准。

（2）凸轮轴齿轮。凸轮轴齿轮由曲轴正时齿轮经惰齿轮驱动，其齿数比决定凸轮轴转速为曲轴转速的一半，从而保证四冲程柴油机在一个工作循环内完成一次配气过程。

（3）高压油泵齿轮。高压油泵齿轮由曲轴正时齿轮驱动，其安装相位决定喷油泵的供油提前角，直接影响喷油时刻与燃烧质量。

（4）惰齿轮。惰齿轮用于连接曲轴正时齿轮与凸轮轴齿轮、高压油泵齿轮，起到传递动力与调整转向的作用，同时可通过调整惰齿轮位置微调齿隙。

（5）其他附件驱动齿轮。部分机型正时齿轮室还设有驱动机油泵、水泵等附件的齿轮，实现一室多用的传动功能。

2. 正时齿轮室的核心功能

（1）保证配气相位。曲轴正时齿轮通过惰齿轮驱动凸轮轴齿轮，使凸轮轴按规定的相位关系控制进、排气门的开启与关闭时刻，保证进气充分、排气彻底。

（2）保证喷油时刻。曲轴正时齿轮同时驱动高压油泵齿轮，使喷油泵按规定的供油提前角向气缸内喷射燃油，保证燃烧过程在上止点附近高效进行。

（3）传递动力。正时齿轮室将曲轴的动力传递给凸轮轴、高压油泵及其他附件，是柴油机配气与燃油供给系统的传动中枢。

（4）保持正时精度。正时齿轮室各齿轮之间通过严格的齿数比与安装相位关系，保证配气相位与喷油时刻在长期运行中的稳定性与精确性。

3. 齿轮室盖的作用

（1）保持清洁。齿轮室盖可以起到保持齿轮箱内清洁，防止污物进入的作用。

（2）防护功能。防尘、防伤人、防润滑油流失、减缓润滑油氧化。

（3）便于维修。便于在齿轮箱出现故障时加以修理。

（4）密封作用。齿轮室盖通过衬垫与螺栓紧固在齿轮室上，防止润滑油从结合面渗漏，同时阻止外部灰尘与水分进入齿轮室内部。

 

表 1                              齿轮室盖安装     Mtg, Gear   Cover                            EM  4714

图1  齿轮室盖外形示意图

图2  齿轮室盖总成零件zu'c示意图

 

二、齿轮室常见故障

 

柴油发电机组在正常工作时，正时齿轮本身发出轻微的响声。当正时齿轮之间正常的啮合状态被破坏后，就会在柴油发电机组工作时发出“辘、辘”的异常响声，有时还发出“咔啦、咔啦”的金属碰撞声。当柴油发电机组从高速突降到怠速时，异响声比提高转速时的响声还大。造成上述故障的主要原因是齿轮侧向间隙过大或过小，齿轮面磨损量较大或有断齿现象，齿轮轴承间隙过大或支承轴出现松动等。

1. 故障原因

（1）各传动齿轮的齿隙过大。齿轮长期运行后齿面磨损，齿厚减薄，齿隙逐渐增大，运转时齿面产生冲击与撞击声。

（2）新装的齿轮齿隙过小。新装齿轮因加工误差或安装调整不当，齿隙过小，运转时齿面摩擦加剧，产生高频啸叫声。

（3）齿轮损坏。齿轮齿面点蚀、剥落、断齿或齿轮裂纹，运转时产生不规则撞击声与杂乱响声。

（4）固定螺钉松动。齿轮室盖紧固螺栓或齿轮固定螺母松动，运转时产生振动与撞击声。

2. 诊断与处理方法

（1）听诊检查。可借助金属杆在齿轮室抵触听诊，根据声响特征判断故障类型。听诊时应分别在低速、中速、高速及升降速过程中进行，以全面捕捉异常声响特征。

（2）齿隙过大的诊断与处理。当柴油发电机组低速运转时，有“哗啦哗啦”声，轻轻地轰油门可听到转速变化的瞬间有“嘎啦”的一下重响，则说明齿隙过大有撞击的声音，应对此间隙进行调整。

（3）齿隙过小的诊断与处理。新安装的齿轮如果运转时发出“嗷”声，转速越高声音越大，说明间隙过小，必须重新调整，若声音不太大，可不必调整，但使用初期不可高速运转，以免损伤齿轮。

（4）齿轮损坏的诊断与处理。当柴油发电机组在高怠速运转时，有不均匀的“咯啦”声，如果提高转速响声变杂乱，则为齿轮损坏。对此应拆下齿轮盖观察，予以更换。

（5）紧固件松动的诊断与处理。中速以上运转，响声杂乱而强烈，且伴有振动感，降速时会发出撞击声，然后消失，则可认为是紧固螺母或螺栓松动，应及时给予紧固。

 

三、齿轮室检修与装配方法

 

1. 齿隙测量方法

（1）百分表测量法。将百分表触头垂直抵在齿轮齿面上，固定其中一个齿轮，来回转动另一个齿轮，百分表读数的最大值与最小值之差即为齿隙。

（2）压铅法。将软铅丝置于两齿轮啮合处，转动齿轮使铅丝被碾压，取出铅丝测量其厚度，即为齿隙值。

（3）塞尺测量法。对于外露齿轮，可用塞尺直接插入两齿面之间测量齿隙，适用于齿隙较大的初步判断。

（4）齿隙标准。不同机型正时齿轮的齿隙标准不同，一般在0.10～0.30mm范围内，具体数值应参照柴油机说明书。齿隙超过上限时应更换齿轮或调整惰齿轮位置。

2. 齿轮拆装要点

（1）拆卸前的标记。拆卸正时齿轮前，应在各齿轮与轴之间做好正时标记，确保装配时能够准确对正，避免配气相位与喷油时刻发生偏移。

（2）专用工具的使用。拆卸齿轮时应使用专用拉马或压床，避免用锤子直接敲击齿轮，防止齿轮变形或轴颈损伤。

（3）齿轮加热装配。对于过盈配合的齿轮，可采用加热装配法，将齿轮均匀加热至80～120℃后迅速套装到轴上，待冷却后形成紧配合。

（4）齿轮安装方向。齿轮安装时应注意方向标记，部分齿轮一侧有正时标记或倒角，装反会导致正时错误或啮合不良。

3. 正时对正方法

（1）正时标记对正。曲轴正时齿轮、凸轮轴齿轮、高压油泵齿轮及惰齿轮上均有正时标记，装配时应将各齿轮的正时标记与齿轮室上的对应标记对正。

（2）飞轮刻度确认。对正后应转动曲轴，使飞轮上的供油定时刻线与飞轮壳上的记号对齐，确认第一缸处于压缩上止点位置。

（3）气门相位检查。对正完成后应检查第一缸进、排气门的开启与关闭时刻，确认配气相位符合说明书要求。

（4）喷油时刻检查。同时应检查喷油泵的供油提前角，确认喷油时刻符合规定值，必要时通过调整喷油泵传动连接件进行微调。

4. 装配后检查与试运行

（1）齿轮室盖装配。齿轮室盖装配前应清洁结合面，更换新的衬垫，按规定力矩与顺序拧紧螺栓，确保密封良好、无渗漏。

（2）手动盘车检查。装配完成后应先手动盘车数圈，确认各齿轮啮合顺畅、无卡滞或异常阻力。

（3）低速试运行。启动柴油发电机后先低速运转，监听齿轮室有无异常声响，观察机油压力与温度是否正常。

（4）逐级升速检查。在低速运行正常后逐步升高转速，在不同转速下监听声响变化，确认无异响后投入正常运行。

（5）渗漏检查。试运行结束后检查齿轮室盖结合面、油封处有无渗漏，发现渗漏应及时处理。

 

 

总结

柴油机正时齿轮室由曲轴正时齿轮、凸轮轴齿轮、高压油泵齿轮、惰齿轮等构成，其作用是保证柴油机的配气相位及高压油泵的喷油时刻。齿轮室盖具有保持齿轮箱内清洁、防尘、防伤人、防润滑油流失、减缓润滑油氧化及便于维修等作用。齿轮室常见故障包括齿隙过大、齿隙过小、齿轮损坏及固定螺钉松动四类，诊断时可借助金属杆抵触听诊，根据声响特征判断故障类型：齿隙过大表现为低速“哗啦哗啦”声与轰油门瞬间“嘎啦”重响；齿隙过小表现为“嗷”声且转速越高声音越大；齿轮损坏表现为高怠速不均匀“咯啦”声且提高转速响声杂乱；紧固件松动表现为中速以上响声杂乱强烈并伴有振动感。针对不同故障类型，应采取调整齿隙、更换齿轮或紧固螺栓等相应处理措施。在检修与装配中，应采用百分表法、压铅法或塞尺法测量齿隙，拆卸前做好正时标记，使用专用工具拆装齿轮，按正时标记对正各齿轮相位，装配后手动盘车检查并逐级升速试运行，确认无异响与渗漏后方可投入正常运行，以恢复正时齿轮室的正常啮合状态，保障柴油发电机配气与喷油系统的可靠工作。

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