故障檢修與技術(shù)維護

康明斯柴油發(fā)電機的機油、進(jìn)排氣、氣缸壓力異常處理措施

摘要：正確柴油發(fā)電機故障診斷方法可加快柴油發(fā)電機故障排查效率，對潛在的柴油機故障預測與防范，提前規避不確定故障風(fēng)險，是當傳統柴油機面臨的亟待解決問(wèn)題。本文分析了柴油發(fā)電機壓力異常問(wèn)題，針對具體油壓異常、進(jìn)排氣壓力異常、背壓太高、氣缸壓力太低四方面問(wèn)題，識別了故障潛在的后果危害，針對不用壓力異常故障原因展開(kāi)分析，提出了柴油發(fā)電機壓力異常排除措施，解除了柴油發(fā)電機典型故障，保證柴油發(fā)電機良性運行。

一、故障現象

      柴油發(fā)電機壓力異常包括機油壓力、進(jìn)氣壓力、排氣壓力、氣缸壓力等運行參數未能保持正常工況閾值參數，威脅到柴油機運行安全的異常故障現象。

1、油壓異?，F象

      當出現進(jìn)排壓力異常時(shí)，表現機油壓力表指示的數值遠低于技術(shù)要求（如圖1所示），或者是濾清器前后壓力相差很大，超過(guò)150KPa。

2、進(jìn)排氣壓力異常現象

（1）當出現進(jìn)排壓力異常時(shí)，表現為中冷器前（后）的氣體壓力太低，在全負荷時(shí)，低于150KPa（正常值170--180KPa）或無(wú)右排缸壓力差別太大，超過(guò)30KPa；

（2）渦輪前排氣壓力太高，全負荷時(shí)，大于160KPa（正常值140—150KPa），或左右排缸壓力差別太大，超過(guò)30KPa；

（3）渦輪后排氣壓力太高，大于3KPa，即所謂背壓太高。

3、氣缸壓力太低現象

      所謂氣缸壓力太低，指壓縮過(guò)程中氣缸壓縮壓力太低。任何一缸的最小壓力不應低于最大壓力氣缸的70％，任何氣缸壓力讀數不應低于690KPa，曲線(xiàn)如圖2所示。例如，如果任何一缸的最高壓力為1035KPa，則其它缸的最低容許壓力為725KPa。

圖1  油壓表顯示低于20PSI

圖2  柴油機氣缸壓力曲線(xiàn)

 

二、后果危害

            柴油發(fā)電機在日常使用中，出現壓力異常時(shí)比較普遍的問(wèn)題，壓力異常時(shí)若不及時(shí)處理，會(huì )導致柴油發(fā)電機潤滑失效、功率下降、油耗升高和冒黑煙，嚴重情況下造成異常磨損和拉缸、拉瓦現象。

1、機油壓力異常的后果

（1）機油壓力過(guò)低，引起潤滑不良，甚至潤滑失效。造成零件異常磨損和軸承燒損事故，影響柴油發(fā)電機可靠性和使用壽命及正常工作。

（2）當機油濾清器前后壓力差太大時(shí)，造成機油不經(jīng)濾清，直接從旁通閥進(jìn)入主油道，使不潔之機油進(jìn)入摩擦付，造成異常磨損和拉缸、拉瓦現象。

2、進(jìn)排氣壓力異常的后果

（1）進(jìn)氣歧管壓力過(guò)高的故障現象會(huì )導致柴油機出現抖動(dòng)、加速不夠、油耗增加等問(wèn)題，甚至還可能導致柴油機無(wú)法正常啟動(dòng)；而相反的，進(jìn)氣歧管壓力過(guò)低就會(huì )影響柴油機的性能和燃油經(jīng)濟性，也會(huì )導致排放不達標。

（2）排氣背壓對發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性、經(jīng)濟性和排放性能有很大的影響。會(huì )使排氣不暢，倒致氣缸內氣體無(wú)法正常排出，影響進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機性能下降。

3、氣缸壓力異常的后果

（1）柴油機氣缸壓力過(guò)低，會(huì )造成柴油機動(dòng)力下降，燃油或機油消耗量增加，排放超標，起動(dòng)困難。

（2）柴油機氣缸壓力過(guò)高，會(huì )造成柴油機工作爆燃，起動(dòng)困難。

（3）柴油機各缸壓力不均，會(huì )造成柴油機運轉粗暴或缺缸。

三、原因分析

 

1、機油壓力異常原因

① 當控制器出現圖3標志，表示油底殼油量不足。從而使油泵流量減小，或者機油管路破裂均造成油壓不足。

② 機油濾清器臟污，阻力增大，使機油流通能力減小，造成油壓過(guò)低同樣機油泵故障或管路有氣，產(chǎn)生氣阻，均造成機油流量減小，引起油壓過(guò)低。

③ 機油壓力與機油粘度成比例關(guān)系。當機油內有水或柴油，或者油溫太高，均使機油粘度下降，從而引起油壓過(guò)低∶同樣冷卻系統有故障，如風(fēng)扇轉速過(guò)低，低溫水泵泵量小，油冷器臟污均造成油溫過(guò)高，而使油壓過(guò)低。軸承間隙過(guò)大，瀉油太多，保不住油壓，也造成油壓過(guò)低。

④ 調壓閥彈簧斷裂，使系統內壓力失去平衡，造成回油量大，而使主油道內機油壓力過(guò)低。同樣當調壓閥卡滯或調節不當，均使機油回油太多，引起主油道油壓過(guò)低。

2、進(jìn)排氣壓力異常原因

      由于康明斯系列柴油發(fā)電機是增壓中冷進(jìn)氣系統，所以除從進(jìn)排氣系統分析外，還要充分考慮增壓器和中冷器的因素。進(jìn)排氣壓力來(lái)源如圖4所示。

① 空氣濾清器污堵，進(jìn)氣真空度大，造成壓氣機后氣壓低。

② 壓氣機污堵，既使壓氣機效率降低，又使空氣流阻增大，造成增壓壓力降低。

③ 增壓器任何故障，如喘振、葉輪和殼體間隙過(guò)大，噴嘴環(huán)面積變大，均導致增壓壓力降低。

④ 進(jìn)氣管漏氣、中冷器污堵，均使進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣壓力不足。

⑤ 排氣消聲器污堵，柴油排氣背壓增大，增壓的效率下降，造成壓氣機后壓力降低。

⑥ 配氣相位錯亂，影響柴油發(fā)電機的性能和排氣脈波的效率。使增壓器作功能力下降，造成進(jìn)氣壓力不足。

3、氣缸壓力過(guò)低原因

      影響柴油發(fā)電機氣缸壓縮壓力的因素。

① 缸套活塞環(huán)的密封及氣門(mén)的密封直接影響缸內壓縮壓力。密封不嚴，將導致氣體從活塞環(huán)竄入曲軸箱和從氣門(mén)座處漏掉。

② 壓縮比過(guò)低，造成氣體壓縮程度不足，引起壓縮壓力過(guò)低而進(jìn)氣壓力過(guò)低時(shí)，盡管壓縮程度足夠，也因壓縮始點(diǎn)壓力低，導致壓縮終點(diǎn)壓力低。

圖3  當出現此圖標志即代表機油壓力低

圖4  進(jìn)排氣壓力來(lái)源示意圖

 

四、診斷方法和排除措施

     對于壓力異常的診斷主要靠?jì)x器儀表法診斷。并用拆檢法找出造成壓力異常的原因和部位。對壓力異常的不同表現形式和不同的原因，應分別采取措施。

1、油壓異常解決方法

（1）首先應對造成供油不足的潤滑系統方面的因素予以排除。

① 更換破裂之管路和修理管路連接面，使之不漏油。

② 放掉管路中之空氣，消除氣障。

③ 向油底殼加足機油。

④ 通過(guò)化驗，對油中有柴油、有水予以確認。當機油粘度下降（小于11min2/s）、閃點(diǎn)降低（小于200℃）和水分增加，都說(shuō)明油中有柴油或水分。此時(shí)應當予以更換。

⑤ 清洗污堵機油濾清器濾芯。

⑥ 通過(guò)在試驗臺上試驗，對供油量不足之機油泵進(jìn)行修理調整，使其恢復流量。

⑦ 對卡滯或彈簧斷裂之調壓閥予以更換，修理調整。

（2）然后對冷卻系統進(jìn)行修理，使其提高冷卻能力。

① 清洗或修理機油冷卻器。

② 修理低溫散熱器和低溫水泵。

③ 調整或修理風(fēng)扇傳動(dòng)皮帶和傳動(dòng)液力偶合器，使風(fēng)扇達到規定的轉速。

（3）對因軸承間隙過(guò)大或燒瓦引起油壓降低，則應更換、修復軸承，使之達到技術(shù)要求。

2、進(jìn)排氣壓力異常解決方法

      對氣壓過(guò)低，則應主要從進(jìn)排氣系統的零部件上予以排除。

（1）首先排除漏氣因素，更換進(jìn)排氣管漏氣處法蘭墊片或膠圈，密封處如圖5所示。

（2）然后清洗講排氣系統流通部件，如清洗空氣濾、中冷器、壓氣機及排氣消聲器等。

（3）檢查和調整配氣相位，原理動(dòng)態(tài)圖如圖6所示。

（4）修復增壓器，如調整葉輪和渦殼間隙，噴油環(huán)面積及渦輪端面間隙等。

3、缸壓異常解決方法

      對氣缸壓縮壓力過(guò)低，主要從燃燒和進(jìn)氣系統予以排除。

（1）保證進(jìn)氣壓力在規定范圍內。

（2）更換活塞環(huán)，修復或更換缸套、活塞，使之密封良好。

（3）研磨氣門(mén)，使氣門(mén)與座密封良好。

（4）調整氣缸墊片厚度，保持氣缸蓋與活塞間最小余隙在1~1.5mm之間。

 

圖5  排氣管與增壓器密封連接

 總結：

      柴油發(fā)電機需要運行效率及運行過(guò)程的可靠性，如果發(fā)生故障，一方面會(huì )影響使用效率，另一方面會(huì )給用電安全性造成影響，甚至造成重大財產(chǎn)損失。因此，柴油發(fā)電機潛在故障要提前診斷與排除，保證運行工況的可靠性。本文分析柴油發(fā)電機壓力問(wèn)題，針對故障現象、后果危害、解決措施三部分展開(kāi)論述；主要闡述了柴油發(fā)電機壓力異常問(wèn)題，針對柴油機存在的油壓、氣壓、缸壓問(wèn)題展開(kāi)分析，并對問(wèn)題產(chǎn)生因素全面剖析，針對具體故障情況做出了具體解決措施，幫助柴油機排除與解除故障，促進(jìn)柴油發(fā)電機良性運行，滿(mǎn)足經(jīng)濟效益的同時(shí)，確保柴油發(fā)電機使用過(guò)程中的安全性能。

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