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故障檢查與技術(shù)維護(hù) |
康明斯柴油機(jī)常見故障產(chǎn)生的原因 |
摘要：引起柴油發(fā)電機(jī)故障的原因是多方面的。有結(jié)構(gòu)設(shè)計和選材不當(dāng)引起的，有加工制造和裝配、調(diào)試質(zhì)量欠佳引起的，也有使用操作不當(dāng)和維護(hù)保養(yǎng)不良引起的。任何故障都可以先從最簡單的故障原因查起，這樣可以避免對柴油發(fā)動機(jī)不必要的拆卸，節(jié)約了時間和柴油機(jī)維修成本。因此，康明斯公司在本文中主要對操作、維護(hù)保養(yǎng)及加工制造等方面造成故障的原因予以簡單介紹，同時對常見故障現(xiàn)象、診斷方法及預(yù)防措施做了進(jìn)一步分析和說明，希望此類回答對大家有所幫助。
一、柴發(fā)機(jī)組常見故障現(xiàn)象
柴油發(fā)電機(jī)組兩大主要組件分別是發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)，成套整機(jī)外觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，發(fā)動機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組最重要的部分。它是驅(qū)動發(fā)電機(jī)（交流發(fā)電機(jī)）發(fā)電的動力。所配套的交流發(fā)電機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組的第二個主要部分，現(xiàn)在大多數(shù)交流發(fā)電機(jī)都是帶有旋轉(zhuǎn)勵磁系統(tǒng)的無刷類型。若是提到故障問題，通常一般出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)上，發(fā)電機(jī)只要不是非法操作或惡劣環(huán)境下工作，幾乎不會出現(xiàn)故障問題。當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)故障時，會出現(xiàn)故障圖標(biāo)示警，提醒用戶及時排除，故障警告標(biāo)志如圖2所示。以下為發(fā)動機(jī)常見的易發(fā)故障現(xiàn)象：
1、煙色異常
柴油機(jī)排煙的顏色與正常情況下相比存在差異柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)故障時會出現(xiàn)冒黑煙、 藍(lán)煙、白煙等現(xiàn)象。而在正常運(yùn)作情況下，柴油機(jī)排放的煙應(yīng)為無色或淡灰色。當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)黑煙時， 意味著柴油機(jī)負(fù)荷超重，或者供油不及時，出現(xiàn)過晚等現(xiàn)象。當(dāng)柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)冒藍(lán)煙現(xiàn)象時， 則意味著柴油機(jī)使用時間相對較長，繼而開始燃燒機(jī)油。因而，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，要對柴油機(jī)進(jìn)行及時維修。當(dāng)柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)白煙時，則意味著在燃燒的油料中含有水分，亦或噴油泵偶件出現(xiàn)嚴(yán)重磨損、供油提前角過大等情況。因而，要用肉眼對柴油機(jī)尾氣排放的顏色進(jìn)行辨析，并查詢到柴油機(jī)出現(xiàn)故障的原因。
2、啟動故障現(xiàn)象
柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)一些故障，其中包括柴油機(jī)啟動故障。柴油發(fā)電機(jī)柴油啟動故障是指柴油機(jī)在啟動時，倘若曲軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)不動或者轉(zhuǎn)動速度很慢時，則意味著柴油發(fā)電機(jī)組在起動時，轉(zhuǎn)速相對較低。柴油發(fā)電機(jī)組在啟動時，也會出現(xiàn)起動轉(zhuǎn)速雖然正常，但是柴油機(jī)不能著火，亦或柴油發(fā)電機(jī)組在啟動時，柴油機(jī)雖然產(chǎn)生了著火，但是柴油機(jī)卻沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)熄火等現(xiàn)象。
3、機(jī)油壓力過低的現(xiàn)象
柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也會出現(xiàn)機(jī)油壓力過低等現(xiàn)象。柴油機(jī)出現(xiàn)機(jī)油壓力過低等現(xiàn)象時，將會影響機(jī)油泵正常運(yùn)行。當(dāng)然，也會使油路出現(xiàn)大量漏油等情況。柴油機(jī)出現(xiàn)機(jī)油壓力過低，也會導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)吸油困難，甚至吸不上油等。柴油機(jī)出現(xiàn)機(jī)油壓力過低對集濾器也有一定的影響，會導(dǎo)致集濾器堵塞，從而使柴油發(fā)電機(jī)組吸不上油。
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圖1 帶底座油箱柴油發(fā)電機(jī)組外形圖 |
圖2 柴油機(jī)故障標(biāo)志顯示大全 |
二、柴發(fā)機(jī)組常見故障原因及危害
1、操作方面的原因
由于違章操作造成的柴油發(fā)電機(jī)故障，在柴油發(fā)電機(jī)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(xí)慣作法。常見的違章操作有以下幾個方面：
（1）起動時間過長
啟動后未立即釋放按鈕、關(guān)閉開關(guān)。采用電起動系統(tǒng)時，柴油發(fā)電機(jī)一次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不得超過10s，時間過長將因過熱而燒壞起動機(jī)。有時還會發(fā)生柴油機(jī)倒拖發(fā)電機(jī)現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞。
（2）冷機(jī)起動便加大負(fù)荷
此時由于油溫低、粘度高，只是摩擦面潤滑不良，從而導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)異常磨損、拉傷等故障。
（3）磨合不充分便高負(fù)荷運(yùn)行
新的或大修后的柴油發(fā)電機(jī)，特別是現(xiàn)場修復(fù)的柴油發(fā)電機(jī)，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(fù)荷運(yùn)行。這樣往往造成柴油機(jī)零件異常磨損，甚至出現(xiàn)拉缸、活塞卡滯等故障。
（4）機(jī)油不足開機(jī)
油量不足，造成摩擦副表面供油不足，導(dǎo)致柴油機(jī)異常磨損或燒傷。
（5）冷卻液不足開機(jī)
水量不足，冷卻系統(tǒng)易產(chǎn)生氣阻，柴油發(fā)電機(jī)得不到充分冷卻，會因柴油機(jī)機(jī)件過熱出現(xiàn)拉缸等事故。
（6）超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)
超負(fù)荷狀態(tài)下柴油機(jī)的功率往往低于標(biāo)定功率，柴油機(jī)各部位承受超過正常工作或設(shè)計時所允許的熱力載荷。柴油發(fā)電機(jī)長期超負(fù)荷作業(yè)十分不利，主要因為超負(fù)荷工作時，柴油機(jī)工作粗暴，排氣管冒黑煙，產(chǎn)生大量積炭。同時，柴油機(jī)溫度升高，潤滑條件變差，加劇機(jī)油老化和零件磨損。
（7）水溫、油溫不正常而繼續(xù)運(yùn)行
運(yùn)轉(zhuǎn)中水溫過低、過高或油溫過低、過高，都會造成柴油機(jī)零件磨損加劇。
2、維護(hù)保養(yǎng)方面的原因
未按照規(guī)定進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)也容易造成故障。常見的故障原因有以下幾個方面：
（1）添加或更換機(jī)油不及時
這樣容易造成及油量不足或機(jī)油過臟、惡化變質(zhì)，使?jié)櫥儾?，造成柴油機(jī)異常磨損、燒瓦等故障。
（2）更換機(jī)油濾清器不及時
這樣容易造成機(jī)油濾清器阻力過大，甚至阻塞，機(jī)油從旁通閥通過，使未經(jīng)濾清的臟污機(jī)油流入潤滑部位，引起柴油機(jī)異常磨損或損傷。如圖3所示。
（3）更換柴油油濾清器不及時
這樣容易造成柴油濾清器阻力過大，供油不足，引起柴油機(jī)功率不足，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)等故障。
（4）更換空氣濾清器不及時
這樣容易造成空氣濾清器阻力過大、空氣量不足，引起柴油機(jī)功率不足、冒黑煙或排氣溫度過高等故障。
（5）檢查、調(diào)整氣門間隙不及時
這樣容易造成氣門間隙過大或過小，引起柴油發(fā)電機(jī)功率不足、油耗升高、排氣溫度過高和氣門磨損加快等故障。
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(jī)故障的重要原因之一。其中有以下幾個方面：
（1）活塞環(huán)安裝位置不正確
活塞環(huán)開口位置未錯開，扭曲環(huán)上下面倒裝等，將引起柴油機(jī)竄機(jī)油現(xiàn)象和竄氣現(xiàn)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(yán)格的尺寸要求，若因墊片漏裝或多裝而使該尺寸過大或過小，將引起柴油機(jī)燃燒惡化、積炭嚴(yán)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(xiàn)象。
（3）氣缸墊安裝不正確
氣缸墊選用不當(dāng)或者漏裝，將造成柴油機(jī)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(dǎo)致氣門碰活塞，供油提前角太大或太小，引起柴油機(jī)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（安裝位置示意圖如圖5所示），力矩不準(zhǔn)或緊固順序不對，將造成柴油機(jī)氣缸蓋密封不嚴(yán)，甚至螺栓斷裂等故障。
（6）有關(guān)配合間隙超差
當(dāng)氣門桿和導(dǎo)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，將造成柴油機(jī)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(nèi)在質(zhì)量問題和機(jī)加工中某些部位不過關(guān)造成，加工制造方面的缺陷在裝配中很難發(fā)現(xiàn)，使用一段時間后才暴露出來，從而造成零件損壞。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）質(zhì)量不符合要求
表現(xiàn)為有的鑄件如缸蓋、機(jī)體等存在著松縮、砂眼和細(xì)小裂紋等缺陷，從而使柴油發(fā)電機(jī)工作一段時間后因這些缺陷出現(xiàn)漏水、漏氣、漏油；或表現(xiàn)為鑄造精度不高，如水道狹窄，造成柴油發(fā)電機(jī)工作中水流不暢、熱量不易外傳，導(dǎo)致氣門磨損加劇或氣缸蓋裂紋。
（2）材質(zhì)不符合要求
柴油機(jī)有些主要零件由于制造過程中材料用錯，使用中因強(qiáng)度不足導(dǎo)致零件損壞。
（3）熱處理不符合要求
有些柴油機(jī)零件熱處理過程中未按工藝規(guī)程操作，是處理后的零件力學(xué)性能不符合要求，出現(xiàn)過硬、過軟、強(qiáng)度不足、脆性高等問題。在使用過程中引起；零件變形、裂紋、磨損過度等故障。
（4）機(jī)械加工不符合要求
有些柴油機(jī)零件的關(guān)鍵部位，由于加工者未能認(rèn)識其重要性，是這些部位不符合要求，結(jié)果造成使用中的故障。如活塞銷座和活塞銷孔的圓角、曲軸的內(nèi)圓角、活塞環(huán)的尖棱等，加工不符合要求往往導(dǎo)致活塞銷座裂紋、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(jī)體主軸承孔的同軸度加工誤差，導(dǎo)致曲軸的偏磨，甚至燒瓦。
（5）消除應(yīng)力不符合要求
有些柴油機(jī)零件因消除應(yīng)力不夠，造成使用中變形，喪失原來的加工精度，破壞了正常的配合關(guān)系，使柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生漏氣、漏油、漏水現(xiàn)象。
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圖3 機(jī)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(jī)缸蓋螺母安裝示意圖 |
圖6 柴油機(jī)氣門桿與導(dǎo)管配合間隙檢查 |
三、柴發(fā)機(jī)組故障診斷方法
1、斷油法
和汽油機(jī)的單缸斷油方法相似、即在柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，逐一將其高壓油管接頭螺母松開（使該缸不噴油），并察聽柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音有無變化：若沒有變化說明這缸原來就不工作；聲音變化越明顯，說明這缸原來工作得越好。當(dāng)遇到柴油發(fā)電機(jī)有異響時，也可以用逐缸斷油法察聽是哪一缸有“異”響：斷油后、異響會明顯減弱。
2、感溫法
主要用于柴油發(fā)電機(jī)起動后的最初階段，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(xiàn)某缸排氣歧管處的溫度明顯低于其它缸，說明該缸噴油量小或不噴油、或噴油后沒有發(fā)火燃燒。在柴油發(fā)電機(jī)工作一段時間以后，由于排氣歧管間傳熱的關(guān)系、這種溫差現(xiàn)象就不明顯了。這可以將排氣歧管拆下、觀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(xiàn)象，說明該缸工作不良或不工作。
3、觀察排煙顏色
在柴油發(fā)電機(jī)起動時，若排氣管不冒煙、說明噴油泵不供油；排氣管若排白煙，說明柴油發(fā)電機(jī)過冷，柴油中含有水份或混合氣沒有發(fā)火燃燒；排藍(lán)煙說明燒機(jī)油（一般在晴天看得比較清楚）；若排黑煙，說明點(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(fù)荷時為深灰色；柴油發(fā)電機(jī)剛起動時，由于溫度低，排煙較濃，柴油發(fā)電機(jī)走熱后煙色會逐漸減輕至正常。
4、高壓油管脈動檢查
卡在高壓油管上的專用傳感器，用測振動的方法可精確檢查噴機(jī)油壓力的變化。在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也可以用手捏在高壓油管上，憑手感覺高壓油管脈動的大小，來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小或沒有脈動。
5、聽音法
在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，用螺絲刀或聽診器觸及噴油器體、可以聽到柴油發(fā)電機(jī)正常工作的爆發(fā)聲為有節(jié)奏的“當(dāng)當(dāng)”聲，且有類似金屬敲擊的回音。若某處的響聲沒有節(jié)奏且無敲擊聲，只有不干脆的響聲、說明該缸供油量過小或沒有及時發(fā)火和完全燃燒，甚至沒有發(fā)火燃燒。若某缸噴油器霧化不良、滴油，則會發(fā)現(xiàn)類似“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(jī)主軸承和連桿軸承異響時，應(yīng)避開著火敲擊聲的干擾。因為柴油機(jī)的著火敲擊聲較大，致使主軸承或連桿軸承的響聲不易被聽清。這時應(yīng)采取猛踩加速踏板，然后突然收回的方法，趁柴油發(fā)電機(jī)降速之際查聽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，用起動機(jī)帶動柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，每個噴油接頭都應(yīng)噴出高度不低于100mm的油柱，否則說明該缸有故障。
四、常見故障預(yù)防策略
1、對燃油系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查
燃油系統(tǒng)是柴油機(jī)的重要組成部分，在柴油機(jī)工作過程中，燃油系統(tǒng)工作質(zhì)量的好壞，直接影響柴油機(jī)的工作性能。而燃油系統(tǒng)本身故障的復(fù)雜性、多樣性，其故障診斷具有一定的難度，對于燃油系統(tǒng)，如何有效診斷燃油供給系故障并提前做好預(yù)防措施，在柴油機(jī)維修中起著至關(guān)重要的作用。為了使柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)輸過程中穩(wěn)定運(yùn)行，需要對柴油機(jī)的燃油質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查?？梢耘汕蚕嚓P(guān)人員專門負(fù)責(zé)燃油檢查工作，其工作內(nèi)容包括對燃油的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)油色渾濁亦或燃油含水過多時，要及時對燃油進(jìn)行過濾，繼而提高燃油的清潔度、純度和質(zhì)量。當(dāng)然，也要檢查高壓油管是否嚴(yán)格密封，噴油嘴是否完好無損，倘若出現(xiàn)損壞等現(xiàn)象，要及時更換。
2、對馬達(dá)進(jìn)行修復(fù)更換
在研究柴油機(jī)設(shè)計原理的前提下，分析其常見故障現(xiàn)象及影響主因，要從實用角度出發(fā)，針對其常見故障診斷及維修技術(shù)進(jìn)行深入的研究，找到柴油機(jī)常見故障部位和原因，繼而提出有效的預(yù)防措施，從而避免重大人身設(shè)備事故的發(fā)生，繼而減少不必要的損失。針對啟動系統(tǒng)故障導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組啟動困難這一問題，要對馬達(dá)進(jìn)行更換。當(dāng)然，也要對蓄電池、啟動開關(guān)等進(jìn)行修復(fù)更換，從而確保柴油發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時，也要確保柴油發(fā)電機(jī)組能夠供給充足的氣體。因而，對氣孔閥也要進(jìn)行修復(fù)。
3、按規(guī)范程序進(jìn)行操作
要想使柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，就需要避免柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)故障，這就要求工作人員在對柴油機(jī)進(jìn)行使用時，應(yīng)按規(guī)范程序進(jìn)行操作。當(dāng)然，也要對柴油機(jī)零部件進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對于破損的零部件，要及時更換，可以對噴油泵、噴油器等進(jìn)行檢查修復(fù)，從而使柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中避免啟動困難現(xiàn)象的發(fā)生。
4、對于磨損破壞的機(jī)油泵要及時更換
一般情況下，機(jī)油泵由于長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，難免會出現(xiàn)磨損破壞等現(xiàn)象。機(jī)油泵的驅(qū)動齒輪會出現(xiàn)與驅(qū)動軸無法完全吻合等情況，因而，工作人員要對磨損破壞的機(jī)油泵進(jìn)行及時更換，以免影響柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，從而降低機(jī)油泵給工廠發(fā)展帶來的巨大損失。
5、要對油路進(jìn)行定期檢查
為了解決油路漏油嚴(yán)重這一問題，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(yán)密。當(dāng)然，凸輪軸的輪軸套也不可以過松，限壓彈簧也不可以太軟。這些細(xì)節(jié)工作要落到實處，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(jī)組在備用供電系統(tǒng)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(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中難免出現(xiàn)故障，因而，要對柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，并提出切實可行的維修策略，繼而確保柴油發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從以上本文的闡述和分析當(dāng)中可知，深入探究柴油機(jī)常見故障診斷與排除對策非常重要，有利于提升柴油發(fā)電機(jī)故障維修和檢測的效率與能力。望此次研究的內(nèi)容和結(jié)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(qiáng)柴油機(jī)故障維修的質(zhì)量。
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