新聞主題	柴油發(fā)電機氣缸壓力的使用工具與測試條件

 

導語(yǔ)： 柴油發(fā)電機使用過(guò)程中出現柴油機耗油量大，動(dòng)力不足，溫度偏高現象，分析其原因大部分可能是汽缸密封性不良。氣缸密封性的診斷參數主要有氣缸壓縮壓力、曲軸箱漏氣量、氣缸漏氣量、氣缸漏氣率及進(jìn)氣管真空度等。其中，氣缸壓力的高低是氣缸密封性、氣門(mén)密封性和缸墊密封性的綜合反映，表達了柴油發(fā)電機機械部分的整體技術(shù)狀況，因此檢測氣缸壓力是柴油發(fā)電機機械故障珍斷的有效手段之一。

 

一、氣壓參數標準與檢測條件

 

      經(jīng)康明斯公司售后部門(mén)統計數據表明，造成汽缸密封性變差的可能原因是氣缸的密封性與氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、活塞環(huán)和進(jìn)、排氣門(mén)等包圍工作零件技術(shù)狀況有關(guān)，它們技術(shù)狀況的好壞，不但嚴重影響柴油機的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟性和排放凈化性，還影響柴油機的使用壽命。在柴油機使用過(guò)程中，由于上述零件磨損、燒蝕、結膠、積炭、斷裂、開(kāi)裂等原因，引起氣缸密封性下降。氣缸密封性是表征氣缸組技術(shù)狀況的重要參數。

表1    造成氣缸壓縮壓力異常的幾種常見(jiàn)原因

 

      大部分電噴發(fā)動(dòng)機的氣缸壓力在1200～1400kPa，少數高壓縮比的發(fā)動(dòng)機氣缸壓力在1700kPa以上。發(fā)動(dòng)機原設計氣缸壓力的大小主要取決于燃燒室的容積和發(fā)動(dòng)機的壓縮比，以及是否有增壓機構；實(shí)際使用中影響發(fā)動(dòng)機各缸壓力的主要因素有燃燒室積碳的多少，及燃燒室的密封狀況和排氣是否通暢等。

 

圖1  汽缸體積與壓力表壓力指數的關(guān)系示意圖

圖2  各氣缸壓力缸間差異曲線(xiàn)圖（4缸機）

 

二、氣缸壓力測量工具

1、起動(dòng)電流式氣缸壓力檢測儀

      用起動(dòng)電流間接測缸壓原理：起動(dòng)轉矩M與起動(dòng)電流成正比，電流與缸內壓力成正比。起動(dòng)轉矩克服機械摩擦阻力、慣性力、壓縮壓力。M與I和壓縮壓力成正比。

      以元征EA—2000型柴油機綜合性能檢測儀為例，如圖3所示。該儀器可以把起動(dòng)電流的波形圖以更直觀(guān)的顯示各缸的汽缸壓力。檢測時(shí)，起動(dòng)柴油機，儀器自動(dòng)全部斷油，屏幕上顯示出柴油機轉速、起動(dòng)電流，同時(shí)繪出起動(dòng)電流曲線(xiàn)和相對汽缸壓力的曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖4）。

 

圖3  元征EA2000型柴油機綜合性能檢測儀

圖4  柴油機氣缸壓力波形曲線(xiàn)圖

 

2、壓力傳感器式氣缸壓力檢測儀

      氣缸壓力表是一種氣體專(zhuān)用壓力表，一般由壓力表頭、導管、單向閥和接頭等組成。

      壓力表頭多為鮑登管（Bourdon-tube）式，其驅動(dòng)元件是一根扁平的彎曲成圓圈狀的管子，一端為固定端，另一端為活動(dòng)端?；顒?dòng)端通過(guò)杠桿、齒輪機構與指針相連。當一定壓力的氣體進(jìn)入彎管時(shí)，彎管伸直。于是，通過(guò)杠桿、齒輪機構帶動(dòng)指針運動(dòng)，在表盤(pán)上指示出壓力的大小。

      以國產(chǎn)QLY-1型汽缸漏氣量檢測儀為例，如圖5所示。該儀器由調壓閥、進(jìn)氣壓力表、測量表、校正孔板、橡膠軟管、快速接頭和充氣嘴等組成，此外還須配備外部氣源、指示活塞位置的指針和活塞定位盤(pán)。外部氣源的壓力相當于汽缸壓縮壓力，一般為600～900kPa。壓縮空氣按箭頭方向進(jìn)入汽缸漏氣量檢測儀，其壓力由進(jìn)氣壓力表顯示。隨后，它經(jīng)由調壓閥、校正孔板、橡膠軟管、快速接頭和充氣嘴進(jìn)入汽缸，汽缸內的壓力變化情況由測量表顯示。原理如圖6所示。

 

圖5  柴油機汽缸漏氣量檢測儀

圖6  柴油機汽缸漏氣量測量原理圖

 

3、電感放電式氣缸壓力檢測儀

      這種檢測儀是通過(guò)檢測點(diǎn)火系二次電壓來(lái)確定汽缸壓力的儀器，只適用汽油機。點(diǎn)火線(xiàn)圈次極電感放電電壓和汽缸壓縮壓力之間具有近乎直線(xiàn)的對應關(guān)系，因此，取得各缸信號經(jīng)處理電路進(jìn)行變換處理后，即可顯示出汽缸壓縮壓力。

三、氣缸壓力測量方法

       氣缸壓力表是測量柴油發(fā)電機氣缸壓縮力的工具。測量時(shí)要先予熱柴油發(fā)電機使水溫達到70—80℃熄火，然后測量。測量柴油機時(shí)因其壓縮力大，必須將壓力表頭嚴密地緊固在安裝噴油器的位置上才能測量。最好測量2~3次，取其平均值，與所測機型的氣缸壓力規范相比較，一般柴油機不得低于標準值的15%。各缸之間的壓力差不得超過(guò)8%。測量柴油發(fā)電機氣缸壓力，需使用專(zhuān)用的柴油發(fā)電機氣缸壓力表。氣缸壓力表量程一般為0-6MPa。 

1、測量步驟

（1）首先使柴油發(fā)電機運轉至冷卻液溫度達到80～90℃，有些柴油發(fā)電機廠(chǎng)家要求在室溫條件下測量，然后用氣壓表具進(jìn)行測試（如圖7所示）。

（2）熄火停機，并切斷柴油供給。松開(kāi)高壓油管和噴油泵的連接螺母，確保不向氣缸噴油。

（3）多數柴油發(fā)電機需要拆下所有噴油器，如圖8（1）所示，然后把氣壓表的接頭安裝到1號氣缸的噴油器孔中。

（4）用起動(dòng)機拖動(dòng)柴油機，確認其轉速達到正常起動(dòng)轉速，大約5s后讀取氣缸壓力表的讀數，如圖8（2）圖所示。

（5）取下壓力表，記下讀數。按下單向閥使壓力表指針回零。按此法依次測量各缸，每缸測量次數不少于2次，每缸測量結果取算術(shù)平均值，與標準值相比較，分析結果，判斷汽缸工作狀況。

（6）將測得壓力與標準值對比，氣缸壓力低于極限值，應對柴油發(fā)電機解體以查明原因并進(jìn)行檢修?？得魉瓜盗胁裼桶l(fā)電機標準氣缸壓力值為2·6～2·8MPa，各缸壓力差不大于200kPa(2kgf/cm²）。

2、 檢測缸壓注意事項

（1）不能在冷機時(shí)測缸壓。由于溫度和大氣壓等因素的影響，只有在柴油機達到正常的工作溫度時(shí)測得的缸壓才具有實(shí)質(zhì)性的參考價(jià)值。

（2）對于電噴機型在測試中必須拆下然油泵保險或其他繼電器、保險再測量，否則往往會(huì )導致“淹缸”以及缸壓偏低的情況。

（3）測試過(guò)程中，必須將節氣門(mén)、阻風(fēng)門(mén)全部打開(kāi)。否則會(huì )由于燃燒室內進(jìn)氣量不足，從而導致缸壓偏低。

（4）由于缸壓測量具有一定的偶然性，只測一次往往不準確，只有經(jīng)過(guò)2~3次測試然后取其平均值，測試結果才有效。

（5）測試中起動(dòng)機運轉時(shí)間不能過(guò)長(cháng)或過(guò)短。時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )過(guò)多消耗電能和損害起動(dòng)機，過(guò)短則會(huì )達不到測試標準。

 

圖7  柴油機氣缸壓力測量表具組成圖

圖8   氣缸壓力測試步驟圖

 

四、結果分析

      若測得的結果超出原廠(chǎng)標準，說(shuō)明燃燒室內積炭過(guò)多，汽缸墊過(guò)薄或缸體和缸蓋結合平面經(jīng)多次維修磨削過(guò)多造成。測得的結果如低于原廠(chǎng)標準，說(shuō)明汽缸密封性變差，可向該缸火花塞孔內注入20-30ml機油，然后用汽缸壓力表重測汽缸壓力。

1、氣缸壓力重測步驟

（1）第二次測得的壓力值比第一次高，接近標準壓力，表明是汽缸活塞環(huán)、活塞磨損過(guò)大或活塞環(huán)對口、卡死、斷裂及缸壁拉傷等原因造成汽缸密封不嚴。

（2）第二次測得的壓力值與第一次略同，即仍比標準壓力低，說(shuō)明進(jìn)、排氣門(mén)或汽缸襯墊密封不良。

（3）兩次結果均表明某相鄰汽缸壓力都相當低，說(shuō)明是兩相鄰處的汽缸襯墊燒損竄氣。

2、故障確診步驟

      以上重測步驟僅為對氣缸組不密封部位的故障分析和判斷，并不能十分有把握地確診，為了準確地找出故障部位，可在測量完氣缸壓力后，針對壓力低的氣缸，采用以下方法進(jìn)行確診：

（1）如果在進(jìn)氣管口處聽(tīng)到漏氣聲，說(shuō)明進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉不嚴密。

（2）如果在排氣消聲器口處聽(tīng)到漏氣聲，說(shuō)明排氣門(mén)關(guān)閉不嚴密。

（3）如果在散熱器加水口處看到有大量氣泡冒出，說(shuō)明氣缸襯墊不密封造成氣缸與水套聯(lián)通，如圖9所示。

（4）如果在加機油口處聽(tīng)到漏氣聲，說(shuō)明氣缸活塞摩擦副磨損嚴重。

      測量結果，還與曲軸轉速有關(guān)。如柴油機汽缸壓力與曲軸轉速的關(guān)系曲線(xiàn)（如圖10所示），只有當曲軸轉速達到1500r/min以后，汽缸壓力曲線(xiàn)才變得比較平緩。但在低速范圍內，即在檢測條件中由起動(dòng)機帶動(dòng)曲軸達到的轉速范圍內，即使較小的△n，也能引起汽缸壓力的較大變化值△p。

 

圖9  氣缸頭和氣缸體接合面示意圖

圖10  柴油機氣缸壓力和曲軸轉速關(guān)系曲線(xiàn)圖

 

總結：

      氣缸壓力的大小與發(fā)動(dòng)機氣缸密封狀況有關(guān)。隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機使用時(shí)間的推移，氣缸壓力呈逐漸減小的變化趨勢，當壓力降低到一定程度時(shí)，就說(shuō)明發(fā)動(dòng)機已嚴重磨損，不能繼續使用。通過(guò)發(fā)動(dòng)機氣缸壓力的檢測，可以分析診斷發(fā)動(dòng)機氣缸的密封性和進(jìn)、排氣系統是否通暢，并輔以其他檢測和分析查找出故障點(diǎn)，以確定發(fā)動(dòng)機需要哪方面的修理。

 

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