新聞主題	康明斯柴油發(fā)電機的基本特點(diǎn)和故障預防

 

摘要：美國康明斯公司與中國的合作始于1975年，生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機渦輪增壓器濾清器發(fā)電機組等產(chǎn)品?？得魉共裼桶l(fā)電機在我國分別有東風(fēng)康明斯和重慶康明，作為中國發(fā)動(dòng)機行業(yè)最大的外國投資者，康明斯在中國擁有八家合資和獨資制造企業(yè)。在廣泛使用的同時(shí)，康明斯柴油發(fā)電機故障的分析與預防便成為了當前要解決的主要問(wèn)題。康明斯柴油發(fā)電機不僅以一流的可靠性、耐久性和燃油經(jīng)濟性享譽(yù)業(yè)內，而且在滿(mǎn)足日益嚴格的排放要求的激烈競爭中一直居于業(yè)內領(lǐng)先地位。與此同時(shí)出現的故障也為使用中帶來(lái)了不便，因此康明斯柴油發(fā)電機故障分析預防與排除也就成為了重中之重。

 

一、基本特點(diǎn)及技術(shù)特點(diǎn)

 

1、康明斯基本特點(diǎn)

      我們在日常生產(chǎn)生活中，以C260D5康明斯發(fā)電機組為例（結構如圖1、圖2所示），其基本特點(diǎn)如下：

（1）直噴式柴油發(fā)動(dòng)機以渦輪增壓器、封閉式水冷系統以及直列的結構呈現，用以四沖程以及每缸四氣門(mén)做功方式。良好的經(jīng)濟性與動(dòng)力性的結合，從而實(shí)現優(yōu)秀的廢氣排放指標。

（2）整體式鍛壓曲軸和連桿使康明斯柴油發(fā)電機在使用中獲得了更好的耐久性。

（3）冷卻系統系統使用弗列加冷卻液添加劑以提高發(fā)動(dòng)機抗穴蝕能力。

（4）缸體采用內部油道使發(fā)動(dòng)機更清潔并采用高品質(zhì)的空濾器確保發(fā)動(dòng)機延長(cháng)使用壽命。

（5）過(guò)濾系統采用其系列類(lèi)型相配套的機濾、水濾、燃濾、旁通率等濾清器，使其在發(fā)動(dòng)機的維護與保養方面更加方便可靠。

2、康明斯的技術(shù)特點(diǎn)

（1）康明斯柴油發(fā)電機缸蓋采用陶瓷敷涂技術(shù)，封閉式冷卻系統采用了低溫中冷系統。其主要功效是為更好的提高發(fā)動(dòng)機熱效率使冷卻效率更加高效，而且采用的活塞陶瓷敷涂技術(shù)也可以實(shí)現高效率散熱功能。

（2）康明斯柴油發(fā)電機采用的旋轉式氣門(mén)技術(shù)和STC技術(shù)，使廢氣旁通增壓的渦輪增壓器提高發(fā)動(dòng)機的低轉速時(shí)的性能。并在低溫的環(huán)境中，改善發(fā)動(dòng)機的排放性能，最后提高發(fā)動(dòng)機進(jìn)、排氣門(mén)在使用時(shí)的耐久性。

 

C260D5康明斯柴油發(fā)電機組平面圖

C260D5康明斯柴油發(fā)電機組正視圖

 

二、維護與保養的重要性

 

      在講述康明斯柴油發(fā)電機故障分析預防與排除前，非常有必要的先講述一下日常維護與保養的重要性。

      注重日常維護與保養，可以有效的防止康明斯柴油發(fā)電機的非正常損壞，有效延長(cháng)其使用壽命。通過(guò)保持康明斯發(fā)動(dòng)機的干凈、整潔來(lái)防止水和灰塵腐蝕發(fā)動(dòng)機各部件、對連接處的螺栓進(jìn)行檢查、調整，來(lái)保證其齊全有效。在日常維護保養過(guò)程中，對機油的更換、保持系統的清潔、固部件的有效等手段，都是為了確?？得魉共裼桶l(fā)電機在使用中能夠保證較少的磨損、降低使用過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)熱現象以及減少相對的運轉阻力等等損壞發(fā)動(dòng)機的保障手段。因此，保證康明斯柴油發(fā)電機的日常維護與保養是防范其故障頻發(fā)的重要舉措。

      康明斯柴油發(fā)電機在運行中需要觀(guān)察工作監測儀表，正常工作狀態(tài)時(shí)水溫應保持在74-91℃之間、根據設備型號不同，怠速及負荷運轉時(shí)的機油壓力應保持在標準壓力范圍內。如果康明斯柴油發(fā)電機工作期間過(guò)熱報警，應降低負荷運行。降低負荷運行一段時(shí)間后如還過(guò)熱，則應停機檢查故障?？得魉拱l(fā)動(dòng)機運行中應密切注意發(fā)動(dòng)機下列情況的變化，如其中任一項突然發(fā)生變化，很可能是產(chǎn)生故障的預兆：

① 發(fā)動(dòng)機滅火或著(zhù)火不良；

② 振動(dòng)情況；

③ 發(fā)動(dòng)機有不正常的噪聲；

④ 發(fā)動(dòng)機工作壓力、溫度突然變化；

⑤ 發(fā)動(dòng)機排氣煙度太大；

⑥ 發(fā)動(dòng)機功率不足；

⑦ 機油消耗變大；

⑧ 燃油消耗變大；

⑨ 燃油、機油或水泄漏。

 

三、進(jìn)、排氣系統故障分析

 

      柴油機的進(jìn)氣系統和排氣系統的空氣路徑如圖3所示，下面本文將對康明斯柴油發(fā)電機進(jìn)、排氣系統進(jìn)行故障分析與排除。

1、進(jìn)氣系統

      眾所周知進(jìn)氣系統的作用就是將清潔的空氣源源不斷地提供到各個(gè)氣缸內，保證各個(gè)氣缸進(jìn)氣量保持一致并為各個(gè)缸做功后的熱能轉換提供轉換基礎。

（1）故障原因

      康明斯柴油發(fā)電機進(jìn)氣系統影響發(fā)動(dòng)機輸出功率和發(fā)動(dòng)機的使用壽命的主要因素就是進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣量以及系統中的雜質(zhì)。主要因進(jìn)氣系統導致的發(fā)動(dòng)機故障因素就是空氣中包含的各種雜質(zhì)、水分或其他雜質(zhì)。他們過(guò)多的存在進(jìn)氣系統中，會(huì )造成以下故障：

      因堵塞導致的空氣密度小、含氧量少從而導致的功率損失或降低功率。并且由于空氣中的氧含量減少，導致燃燒不充分并產(chǎn)生未燃燒完全的碳煙。從而導致噴油器尖部、活塞、氣門(mén)的碳化。進(jìn)氣系統中如果進(jìn)入的空氣不夠純凈，包含了過(guò)多的臟污、鹽或其他雜質(zhì)（如圖4所示），都會(huì )加劇發(fā)動(dòng)機內部部件的磨損。而且產(chǎn)生的化學(xué)元素往往都具有一定的腐蝕性，長(cháng)期使用也會(huì )減少康明斯柴油發(fā)電機的使用壽命。

（2）預防措施

      在了解了主要故障原因之后，就要針對其故障進(jìn)行預防的措施就是：

      保證進(jìn)氣系統的管路或結合處的密閉性，保證管路、管路的卡子或者各部位的接頭檢查工作，保證管路的完好性無(wú)破損的情況，保證緊固件無(wú)松動(dòng)進(jìn)氣的現象。避免空濾和康明斯柴油發(fā)電機之間的連接管路中堆積塵土以及其他空氣中的雜質(zhì)未經(jīng)過(guò)濾的空氣進(jìn)入進(jìn)氣系統。

（3）注意事項

       在日常維修保養的時(shí)候也會(huì )經(jīng)常出現以下問(wèn)題：

      由于康明斯柴油發(fā)電機原廠(chǎng)配備的空氣濾清器較比其他副廠(chǎng)的空氣濾清器較貴，因此一些使用者只考慮到安裝尺寸及采購價(jià)格來(lái)更換副廠(chǎng)的空氣濾清器?；蛘咴诟鼡Q破損老化的管路時(shí)，未按照原機管路尺寸進(jìn)行更換，或者使用質(zhì)量較差內部表面粗糙的膠管。這兩種做法都會(huì )影響康明斯發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣系統的過(guò)濾級別或者進(jìn)氣量，從而導致發(fā)動(dòng)機故障。

2、排氣系統

      排氣系統的故障往往是日常維修保養比較容易忽視的一個(gè)環(huán)節，使用者往往認為他的作用就是將廢氣進(jìn)行排出的一個(gè)過(guò)程，不認為他會(huì )造成康明斯柴油發(fā)電機較大的故障或影響，這就是使用者對其工作原理不清楚的一個(gè)體現。一個(gè)設計成熟且優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機排氣系統，能夠通過(guò)自身燃燒氣體的轉移控制來(lái)提高發(fā)動(dòng)機的使用性能，也就是我們常說(shuō)的廢氣增壓。為了提高康明斯柴油發(fā)電機的使用性能并延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的使用壽命，就要考慮到以下幾點(diǎn)：

（1）背壓過(guò)高

      康明斯柴油發(fā)電機排氣系統排除的排氣背壓壓力需要控制在其標定范圍內，一般不會(huì )超過(guò)0.01MPa。換句話(huà)說(shuō)就是，康明斯柴油發(fā)電機燃燒做功后所產(chǎn)生的熱能和廢氣要能夠比較暢通的在康明斯柴油發(fā)電機排氣系統中排出。如果排氣系統產(chǎn)生過(guò)高的排氣背壓將會(huì )導致發(fā)動(dòng)機熱能轉換不及時(shí)造成康明斯柴油發(fā)電機機體整體溫度過(guò)高或是直觀(guān)的通過(guò)水溫表來(lái)顯示為水溫過(guò)高報警。并且排氣背壓的壓力過(guò)高，還會(huì )導致康明斯柴油發(fā)電機功率降低、燃油燃燒不充分、增加燃油消耗。

（2）雜質(zhì)混入

      如果排氣系統混入較多的臟顆?；蛘咂渌s質(zhì)進(jìn)入廢氣增壓，會(huì )導致渦輪增壓器的渦輪軸承出現故障。

（3）緊固件失效

      排氣系統管路、管路接頭、管路卡子及其他固定件和支撐件的檢查也是預防排氣系統故障的主要措施。尤其是支撐和定位件的齊全有效，可以保證各部件連接處密封圈或密封墊不因為自重影響而導致的損壞和泄漏。如果支撐和定位件的失效，會(huì )因設備在運行過(guò)程中的震動(dòng)導致渦輪增壓器外殼的開(kāi)裂、渦輪增壓器軸承的損壞、排氣歧管連接失效漏氣或斷裂等等故障。

（4）注意銹蝕

      排氣系統要避免出現進(jìn)水或積水現象，排氣系統如果進(jìn)水會(huì )導致部件銹蝕損壞從而引起設備故障。

      針對于以上故障分析，其主要預防手段就是：保證康明斯柴油發(fā)電機排氣系統管路及相關(guān)附件的齊全有效。保證排氣系統的清潔，最后就是要定期對其檢查、維護、清潔等工作及時(shí)到位的實(shí)施。

 

圖3  柴油機進(jìn)排氣系統路徑原理圖

圖4  柴油機進(jìn)氣系統堵塞檢查

 

四、PT燃油系統故障分析

 

       隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步，人類(lèi)的環(huán)保意識日益增強，美國、歐洲和日本都已相繼執行更高的環(huán)保標準，對發(fā)動(dòng)機的排氣進(jìn)行更加嚴格的限制。為了滿(mǎn)足新的排放標準以及激烈的市場(chǎng)競爭，康明斯柴油發(fā)電機的目標就是要生產(chǎn)出馬力大、油耗低、排污少和噪音小的高性能發(fā)動(dòng)機。

      康明斯柴油發(fā)電機的PT燃油系統是康明斯公司特有的專(zhuān)利，并且在全國范圍內也只有該公司一家采用了這種特有的技術(shù)。常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機燃油系統包含了燃油泵、燃油濾清器、燃油箱、油位傳感器以及相關(guān)的管路和閥等附件。而康明斯柴油發(fā)電機的PT燃油系統是區別于其他柴油發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵標志。第一臺PT燃油系統于1954年開(kāi)始應用安裝在康明斯柴油發(fā)電機上。字母“P”表示為Pressure，是康明斯柴油發(fā)電機PT燃油系統的燃油泵的輸出的燃油壓力。字母“T”表示為T(mén)ime，是康明斯柴油發(fā)電機PT燃油系統的噴油器準許燃油流入的有效時(shí)間，“PT”也就是表示壓力和時(shí)間的縮寫(xiě)?？得魉共裼桶l(fā)電機PT燃油系統的作用就是根據其柴油發(fā)動(dòng)機的工況需求，將霧化后的柴油定量、定壓、定時(shí)的按標定好的噴油程序噴入康明斯柴油發(fā)電機的氣缸之中。最后將霧化后的柴油與過(guò)濾后的空氣能夠迅速且良好地進(jìn)行混合并燃燒做功。

      發(fā)動(dòng)機燃油系統工作狀況的好壞直接影響其排污性、經(jīng)濟性、動(dòng)力性等，因此，康明斯柴油發(fā)電機PT燃油系統的工作情況對其性能有著(zhù)決定性的影響。常見(jiàn)的康明斯柴油發(fā)電機PT燃油系統故障主要為：

（1）發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)困難，其常見(jiàn)原因為PT燃油系統供給不良引起的排氣管無(wú)煙排除或冒白煙但是不能啟動(dòng)。

（2）因為燃油不足、系統堵塞、系統漏氣密封不良、系統進(jìn)水或柴油質(zhì)量不好引起的低壓油路故障。

（3）因為部件磨損造成內泄、供油量達不到要求、噴油器部件損壞導致的高壓油路故障。

（4）康明斯柴油發(fā)電機產(chǎn)生異響、機體工作粗暴，其常見(jiàn)原因為PT噴油泵霧化不良、噴油時(shí)間過(guò)早、系統堵塞、噴油到各缸的噴油量不均勻等故障。

      匯總言之，因PT燃油系統故障的主要體現就是怠速運轉不穩、噴油器霧化不良、功率不足、排氣煙色不對、啟動(dòng)困難、水溫過(guò)高、噴射壓力低、各缸供油量低、各缸供油量不均勻、自動(dòng)正時(shí)提前失去作用、供油正時(shí)晚等。針對于以上故障分析，其主要預防手段就是：在保證系統部件運行狀況良好的同時(shí)，定期對其進(jìn)行維護保養，使其保證燃油系統的清潔度、保證燃油系統管路、接頭等無(wú)泄漏。預防使用或維修過(guò)程中臟物或雜質(zhì)進(jìn)入燃油系統導致系統堵塞，從而加劇系統部件磨損。

 

總結：

      對于康明斯柴油發(fā)電機在使用過(guò)程中出現的故障可謂是錯綜復雜的，針對不同的故障現象只有了解康明斯柴油發(fā)電機系統構造并針對故障現象入手，根據使用環(huán)境因素進(jìn)行綜合判斷。那么，在遇到任何康明斯柴油發(fā)電機的故障，都可以很快速的找到發(fā)電機故障原因，從而準確并節時(shí)的進(jìn)行故障處理。對于筆者而言，在考慮其故障發(fā)生、分析、排除、預防的同時(shí)，重中之重還是在于日常的維護與保養。所謂三分修、七分養也就是這個(gè)意思。只有保證日常的維護與保養的有效實(shí)施，才能達到減少康明斯柴油發(fā)電機的故障并延長(cháng)其使用壽命的最終目的。

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