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故障檢查與技術(shù)維護 |
康明斯柴油機常見(jiàn)故障產(chǎn)生的原因 |
摘要：引起柴油發(fā)電機故障的原因是多方面的。有結構設計和選材不當引起的，有加工制造和裝配、調試質(zhì)量欠佳引起的，也有使用操作不當和維護保養不良引起的。任何故障都可以先從最簡(jiǎn)單的故障原因查起，這樣可以避免對柴油發(fā)動(dòng)機不必要的拆卸，節約了時(shí)間和柴油機維修成本。因此，康明斯公司在本文中主要對操作、維護保養及加工制造等方面造成故障的原因予以簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)對常見(jiàn)故障現象、診斷方法及預防措施做了進(jìn)一步分析和說(shuō)明，希望此類(lèi)回答對大家有所幫助。
一、柴發(fā)機組常見(jiàn)故障現象
柴油發(fā)電機組兩大主要組件分別是發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機，成套整機外觀(guān)結構如圖1所示。其中，發(fā)動(dòng)機是柴油發(fā)電機組最重要的部分。它是驅動(dòng)發(fā)電機（交流發(fā)電機）發(fā)電的動(dòng)力。所配套的交流發(fā)電機是柴油發(fā)電機組的第二個(gè)主要部分，現在大多數交流發(fā)電機都是帶有旋轉勵磁系統的無(wú)刷類(lèi)型。若是提到故障問(wèn)題，通常一般出現在發(fā)動(dòng)機上，發(fā)電機只要不是非法操作或惡劣環(huán)境下工作，幾乎不會(huì )出現故障問(wèn)題。當柴油機出現故障時(shí)，會(huì )出現故障圖標示警，提醒用戶(hù)及時(shí)排除，故障警告標志如圖2所示。以下為發(fā)動(dòng)機常見(jiàn)的易發(fā)故障現象：
1、煙色異常
柴油機排煙的顏色與正常情況下相比存在差異柴油機在運轉過(guò)程中出現故障時(shí)會(huì )出現冒黑煙、 藍煙、白煙等現象。而在正常運作情況下，柴油機排放的煙應為無(wú)色或淡灰色。當柴油機出現黑煙時(shí)， 意味著(zhù)柴油機負荷超重，或者供油不及時(shí)，出現過(guò)晚等現象。當柴油機在運轉過(guò)程中出現冒藍煙現象時(shí)， 則意味著(zhù)柴油機使用時(shí)間相對較長(cháng)，繼而開(kāi)始燃燒機油。因而，當出現這種情況時(shí)，要對柴油機進(jìn)行及時(shí)維修。當柴油機在運轉過(guò)程中出現白煙時(shí)，則意味著(zhù)在燃燒的油料中含有水分，亦或噴油泵偶件出現嚴重磨損、供油提前角過(guò)大等情況。因而，要用肉眼對柴油機尾氣排放的顏色進(jìn)行辨析，并查詢(xún)到柴油機出現故障的原因。
2、啟動(dòng)故障現象
柴油發(fā)電機組在運轉過(guò)程中會(huì )出現一些故障，其中包括柴油機啟動(dòng)故障。柴油發(fā)電機柴油啟動(dòng)故障是指柴油機在啟動(dòng)時(shí)，倘若曲軸出現轉不動(dòng)或者轉動(dòng)速度很慢時(shí)，則意味著(zhù)柴油發(fā)電機組在起動(dòng)時(shí)，轉速相對較低。柴油發(fā)電機組在啟動(dòng)時(shí)，也會(huì )出現起動(dòng)轉速雖然正常，但是柴油機不能著(zhù)火，亦或柴油發(fā)電機組在啟動(dòng)時(shí)，柴油機雖然產(chǎn)生了著(zhù)火，但是柴油機卻沒(méi)有正常運轉，運轉速度不穩定，甚至出現熄火等現象。
3、機油壓力過(guò)低的現象
柴油發(fā)電機組在運轉過(guò)程中，也會(huì )出現機油壓力過(guò)低等現象。柴油機出現機油壓力過(guò)低等現象時(shí)，將會(huì )影響機油泵正常運行。當然，也會(huì )使油路出現大量漏油等情況。柴油機出現機油壓力過(guò)低，也會(huì )導致柴油發(fā)電機組出現吸油困難，甚至吸不上油等。柴油機出現機油壓力過(guò)低對集濾器也有一定的影響，會(huì )導致集濾器堵塞，從而使柴油發(fā)電機組吸不上油。
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圖1 帶底座油箱柴油發(fā)電機組外形圖 |
圖2 柴油機故障標志顯示大全 |
二、柴發(fā)機組常見(jiàn)故障原因及危害
1、操作方面的原因
由于違章操作造成的柴油發(fā)電機故障，在柴油發(fā)電機故障中占有很大比例。這其中有思想上的疏忽，技術(shù)上的不熟悉，也有錯誤的習慣作法。常見(jiàn)的違章操作有以下幾個(gè)方面：
（1）起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)
啟動(dòng)后未立即釋放按鈕、關(guān)閉開(kāi)關(guān)。采用電起動(dòng)系統時(shí)，柴油發(fā)電機一次連續運轉不得超過(guò)10s，時(shí)間過(guò)長(cháng)將因過(guò)熱而燒壞起動(dòng)機。有時(shí)還會(huì )發(fā)生柴油機倒拖發(fā)電機現象，導致發(fā)電機超速運轉而損壞。
（2）冷機起動(dòng)便加大負荷
此時(shí)由于油溫低、粘度高，只是摩擦面潤滑不良，從而導致柴油發(fā)電機異常磨損、拉傷等故障。
（3）磨合不充分便高負荷運行
新的或大修后的柴油發(fā)電機，特別是現場(chǎng)修復的柴油發(fā)電機，更換缸套、活塞或者活塞環(huán)等零件后，未經(jīng)充分磨合，直接帶高負荷運行。這樣往往造成柴油機零件異常磨損，甚至出現拉缸、活塞卡滯等故障。
（4）機油不足開(kāi)機
油量不足，造成摩擦副表面供油不足，導致柴油機異常磨損或燒傷。
（5）冷卻液不足開(kāi)機
水量不足，冷卻系統易產(chǎn)生氣阻，柴油發(fā)電機得不到充分冷卻，會(huì )因柴油機機件過(guò)熱出現拉缸等事故。
（6）超負荷運轉
超負荷狀態(tài)下柴油機的功率往往低于標定功率，柴油機各部位承受超過(guò)正常工作或設計時(shí)所允許的熱力載荷。柴油發(fā)電機長(cháng)期超負荷作業(yè)十分不利，主要因為超負荷工作時(shí)，柴油機工作粗暴，排氣管冒黑煙，產(chǎn)生大量積炭。同時(shí)，柴油機溫度升高，潤滑條件變差，加劇機油老化和零件磨損。
（7）水溫、油溫不正常而繼續運行
運轉中水溫過(guò)低、過(guò)高或油溫過(guò)低、過(guò)高，都會(huì )造成柴油機零件磨損加劇。
2、維護保養方面的原因
未按照規定進(jìn)行維護保養也容易造成故障。常見(jiàn)的故障原因有以下幾個(gè)方面：
（1）添加或更換機油不及時(shí)
這樣容易造成及油量不足或機油過(guò)臟、惡化變質(zhì)，使潤滑變差，造成柴油機異常磨損、燒瓦等故障。
（2）更換機油濾清器不及時(shí)
這樣容易造成機油濾清器阻力過(guò)大，甚至阻塞，機油從旁通閥通過(guò)，使未經(jīng)濾清的臟污機油流入潤滑部位，引起柴油機異常磨損或損傷。如圖3所示。
（3）更換柴油油濾清器不及時(shí)
這樣容易造成柴油濾清器阻力過(guò)大，供油不足，引起柴油機功率不足，轉速不穩等故障。
（4）更換空氣濾清器不及時(shí)
這樣容易造成空氣濾清器阻力過(guò)大、空氣量不足，引起柴油機功率不足、冒黑煙或排氣溫度過(guò)高等故障。
（5）檢查、調整氣門(mén)間隙不及時(shí)
這樣容易造成氣門(mén)間隙過(guò)大或過(guò)小，引起柴油發(fā)電機功率不足、油耗升高、排氣溫度過(guò)高和氣門(mén)磨損加快等故障。
3、維修中拆裝方面的原因
拆裝錯誤也是引起柴油發(fā)電機故障的重要原因之一。其中有以下幾個(gè)方面：
（1）活塞環(huán)安裝位置不正確
活塞環(huán)開(kāi)口位置未錯開(kāi)，扭曲環(huán)上下面倒裝等，將引起柴油機竄機油現象和竄氣現象?；钊h(huán)安裝位置示意圖如圖4所示。
（2）噴油器墊片安裝不正確
噴油器中噴油嘴伸出氣缸蓋底平面高度有嚴格的尺寸要求，若因墊片漏裝或多裝而使該尺寸過(guò)大或過(guò)小，將引起柴油機燃燒惡化、積炭嚴重、功率不足、冒黑煙、或因漏裝墊片造成從噴油器處漏氣、燒壞氣缸蓋等現象。
（3）氣缸墊安裝不正確
氣缸墊選用不當或者漏裝，將造成柴油機氣缸壓力下降、漏氣和活塞碰氣缸蓋等故障。
（4）齒輪嚙合不正確
齒輪嚙合記號裝錯，將導致氣門(mén)碰活塞，供油提前角太大或太小，引起柴油機燃燒惡化、冒黑煙、排氣溫度升高或者活塞燒損等故障。
（5）螺母安裝不正確
緊固連桿螺母、氣缸蓋螺母時(shí)（安裝位置示意圖如圖5所示），力矩不準或緊固順序不對，將造成柴油機氣缸蓋密封不嚴，甚至螺栓斷裂等故障。
（6）有關(guān)配合間隙超差
當氣門(mén)桿和導管之間配合間隙（檢查方法如圖6所示）、活塞和缸套配合間隙、軸和軸承間隙、齒輪嚙合間隙等不符合要求時(shí)，將造成柴油機異常磨損、拉缸、燒瓦和齒輪損壞等故障。
4、加工制造方面的原因
這方面的原因大部分是材料用錯、材料存在內在質(zhì)量問(wèn)題和機加工中某些部位不過(guò)關(guān)造成，加工制造方面的缺陷在裝配中很難發(fā)現，使用一段時(shí)間后才暴露出來(lái)，從而造成零件損壞。主要表現在以下幾個(gè)方面：
（1）質(zhì)量不符合要求
表現為有的鑄件如缸蓋、機體等存在著(zhù)松縮、砂眼和細小裂紋等缺陷，從而使柴油發(fā)電機工作一段時(shí)間后因這些缺陷出現漏水、漏氣、漏油；或表現為鑄造精度不高，如水道狹窄，造成柴油發(fā)電機工作中水流不暢、熱量不易外傳，導致氣門(mén)磨損加劇或氣缸蓋裂紋。
（2）材質(zhì)不符合要求
柴油機有些主要零件由于制造過(guò)程中材料用錯，使用中因強度不足導致零件損壞。
（3）熱處理不符合要求
有些柴油機零件熱處理過(guò)程中未按工藝規程操作，是處理后的零件力學(xué)性能不符合要求，出現過(guò)硬、過(guò)軟、強度不足、脆性高等問(wèn)題。在使用過(guò)程中引起；零件變形、裂紋、磨損過(guò)度等故障。
（4）機械加工不符合要求
有些柴油機零件的關(guān)鍵部位，由于加工者未能認識其重要性，是這些部位不符合要求，結果造成使用中的故障。如活塞銷(xiāo)座和活塞銷(xiāo)孔的圓角、曲軸的內圓角、活塞環(huán)的尖棱等，加工不符合要求往往導致活塞銷(xiāo)座裂紋、曲軸裂紋、活塞環(huán)刮油效果差等，再如曲軸的主要主軸頸同軸度、機體主軸承孔的同軸度加工誤差，導致曲軸的偏磨，甚至燒瓦。
（5）消除應力不符合要求
有些柴油機零件因消除應力不夠，造成使用中變形，喪失原來(lái)的加工精度，破壞了正常的配合關(guān)系，使柴油發(fā)電機發(fā)生漏氣、漏油、漏水現象。
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圖3 機油濾清器堵塞示意圖 |
活塞環(huán)安裝位置圖 |
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圖5 柴油機缸蓋螺母安裝示意圖 |
圖6 柴油機氣門(mén)桿與導管配合間隙檢查 |
三、柴發(fā)機組故障診斷方法
1、斷油法
和汽油機的單缸斷油方法相似、即在柴油機怠速運轉的情況下，逐一將其高壓油管接頭螺母松開(kāi)（使該缸不噴油），并察聽(tīng)柴油發(fā)電機運轉的聲音有無(wú)變化：若沒(méi)有變化說(shuō)明這缸原來(lái)就不工作；聲音變化越明顯，說(shuō)明這缸原來(lái)工作得越好。當遇到柴油發(fā)電機有異響時(shí)，也可以用逐缸斷油法察聽(tīng)是哪一缸有“異”響：斷油后、異響會(huì )明顯減弱。
2、感溫法
主要用于柴油發(fā)電機起動(dòng)后的最初階段，用手觸摸各缸排氣歧管的溫度：正常情況下各缸的溫度基本相同；若發(fā)現某缸排氣歧管處的溫度明顯低于其它缸，說(shuō)明該缸噴油量小或不噴油、或噴油后沒(méi)有發(fā)火燃燒。在柴油發(fā)電機工作一段時(shí)間以后，由于排氣歧管間傳熱的關(guān)系、這種溫差現象就不明顯了。這可以將排氣歧管拆下、觀(guān)察缸蓋上各缸的排氣孔：排氣孔干燥的，一般該缸工作較好；若排氣孔處有柴油濡濕的現象，說(shuō)明該缸工作不良或不工作。
3、觀(guān)察排煙顏色
在柴油發(fā)電機起動(dòng)時(shí)，若排氣管不冒煙、說(shuō)明噴油泵不供油；排氣管若排白煙，說(shuō)明柴油發(fā)電機過(guò)冷，柴油中含有水份或混合氣沒(méi)有發(fā)火燃燒；排藍煙說(shuō)明燒機油（一般在晴天看得比較清楚）；若排黑煙，說(shuō)明點(diǎn)火太早、噴油嘴滴油或空氣濾清器堵塞造成進(jìn)氣量不足。正常的煙色為淡灰色，在大負荷時(shí)為深灰色；柴油發(fā)電機剛起動(dòng)時(shí)，由于溫度低，排煙較濃，柴油發(fā)電機走熱后煙色會(huì )逐漸減輕至正常。
4、高壓油管脈動(dòng)檢查
卡在高壓油管上的專(zhuān)用傳感器，用測振動(dòng)的方法可精確檢查噴機油壓力的變化。在柴油發(fā)電機運轉過(guò)程中，也可以用手捏在高壓油管上，憑手感覺(jué)高壓油管脈動(dòng)的大小，來(lái)判斷高壓油泵的供油情況。如果某缸供油量少或不供油，則其高壓油管的脈動(dòng)小或沒(méi)有脈動(dòng)。
5、聽(tīng)音法
在柴油發(fā)電機運轉的過(guò)程中，用螺絲刀或聽(tīng)診器觸及噴油器體、可以聽(tīng)到柴油發(fā)電機正常工作的爆發(fā)聲為有節奏的“當當”聲，且有類(lèi)似金屬敲擊的回音。若某處的響聲沒(méi)有節奏且無(wú)敲擊聲，只有不干脆的響聲、說(shuō)明該缸供油量過(guò)小或沒(méi)有及時(shí)發(fā)火和完全燃燒，甚至沒(méi)有發(fā)火燃燒。若某缸噴油器霧化不良、滴油，則會(huì )發(fā)現類(lèi)似“敲缸”。的劇烈敲擊聲，配合斷油法即可確定是哪一缸有故障。在判斷柴油機主軸承和連桿軸承異響時(shí)，應避開(kāi)著(zhù)火敲擊聲的干擾。因為柴油機的著(zhù)火敲擊聲較大，致使主軸承或連桿軸承的響聲不易被聽(tīng)清。這時(shí)應采取猛踩加速踏板，然后突然收回的方法，趁柴油發(fā)電機降速之際查聽(tīng)軸承的故障響聲就比較明顯。
6、查看高壓油泵供油情況
將高壓油泵上的高壓油管拆下，用起動(dòng)機帶動(dòng)柴油發(fā)電機運轉，每個(gè)噴油接頭都應噴出高度不低于100mm的油柱，否則說(shuō)明該缸有故障。
四、常見(jiàn)故障預防策略
1、對燃油系統進(jìn)行嚴格檢查
燃油系統是柴油機的重要組成部分，在柴油機工作過(guò)程中，燃油系統工作質(zhì)量的好壞，直接影響柴油機的工作性能。而燃油系統本身故障的復雜性、多樣性，其故障診斷具有一定的難度，對于燃油系統，如何有效診斷燃油供給系故障并提前做好預防措施，在柴油機維修中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。為了使柴油發(fā)電機組在運輸過(guò)程中穩定運行，需要對柴油機的燃油質(zhì)量進(jìn)行嚴格檢查?？梢耘汕蚕嚓P(guān)人員專(zhuān)門(mén)負責燃油檢查工作，其工作內容包括對燃油的質(zhì)量進(jìn)行嚴格把關(guān)。如果在檢查過(guò)程中發(fā)現油色渾濁亦或燃油含水過(guò)多時(shí)，要及時(shí)對燃油進(jìn)行過(guò)濾，繼而提高燃油的清潔度、純度和質(zhì)量。當然，也要檢查高壓油管是否嚴格密封，噴油嘴是否完好無(wú)損，倘若出現損壞等現象，要及時(shí)更換。
2、對馬達進(jìn)行修復更換
在研究柴油機設計原理的前提下，分析其常見(jiàn)故障現象及影響主因，要從實(shí)用角度出發(fā)，針對其常見(jiàn)故障診斷及維修技術(shù)進(jìn)行深入的研究，找到柴油機常見(jiàn)故障部位和原因，繼而提出有效的預防措施，從而避免重大人身設備事故的發(fā)生，繼而減少不必要的損失。針對啟動(dòng)系統故障導致柴油發(fā)電機組啟動(dòng)困難這一問(wèn)題，要對馬達進(jìn)行更換。當然，也要對蓄電池、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)等進(jìn)行修復更換，從而確保柴油發(fā)電機組正常運轉。與此同時(shí)，也要確保柴油發(fā)電機組能夠供給充足的氣體。因而，對氣孔閥也要進(jìn)行修復。
3、按規范程序進(jìn)行操作
要想使柴油發(fā)電機穩定運行，就需要避免柴油機在運轉過(guò)程中出現故障，這就要求工作人員在對柴油機進(jìn)行使用時(shí)，應按規范程序進(jìn)行操作。當然，也要對柴油機零部件進(jìn)行嚴格檢查，對于破損的零部件，要及時(shí)更換，可以對噴油泵、噴油器等進(jìn)行檢查修復，從而使柴油機在運轉過(guò)程中避免啟動(dòng)困難現象的發(fā)生。
4、對于磨損破壞的機油泵要及時(shí)更換
一般情況下，機油泵由于長(cháng)時(shí)間運轉，難免會(huì )出現磨損破壞等現象。機油泵的驅動(dòng)齒輪會(huì )出現與驅動(dòng)軸無(wú)法完全吻合等情況，因而，工作人員要對磨損破壞的機油泵進(jìn)行及時(shí)更換，以免影響柴油發(fā)電機組的正常運行，從而降低機油泵給工廠(chǎng)發(fā)展帶來(lái)的巨大損失。
5、要對油路進(jìn)行定期檢查
為了解決油路漏油嚴重這一問(wèn)題，要對油路進(jìn)行定期檢查。對油路連接的密封處進(jìn)行自己檢查，是否密封嚴密。當然，凸輪軸的輪軸套也不可以過(guò)松，限壓彈簧也不可以太軟。這些細節工作要落到實(shí)處，唯有如此，才能減免油路泄露事故的發(fā)生。
摘要：
柴油發(fā)電機組在備用供電系統中占有重要地位，是企業(yè)保證作業(yè)和生產(chǎn)的重要工具。但是，柴油發(fā)電機組在運轉過(guò)程中難免出現故障，因而，要對柴油發(fā)電機組出現的故障進(jìn)行診斷，并提出切實(shí)可行的維修策略，繼而確保柴油發(fā)動(dòng)機正常運轉。從以上本文的闡述和分析當中可知，深入探究柴油機常見(jiàn)故障診斷與排除對策非常重要，有利于提升柴油發(fā)電機故障維修和檢測的效率與能力。望此次研究的內容和結果，能夠獲得相關(guān)維修人員的重視與關(guān)注，并從中得到一定的幫助，增強柴油機故障維修的質(zhì)量。
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