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柴油發(fā)電機(jī)常見故障維修案例四則 |
摘要：柴油機(jī)實(shí)際工作過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各式各樣的問題和故障，這些故障和問題給使用者造成許多麻煩。柴油機(jī)出現(xiàn)故障或問題后，如何正確及時(shí)地判斷出現(xiàn)故障和問題的位置，是排除柴油機(jī)故障的關(guān)鍵。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)工作異常，說明柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了故障，必須找出異常工作現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，排除后才可繼續(xù)使用。康明斯公司根據(jù)多年來對柴油機(jī)故障排除經(jīng)驗(yàn)，對冷卻液溫度高、機(jī)油油面升高、機(jī)油消耗量大、排氣管冒白煙四種柴油發(fā)電機(jī)常見異常工作現(xiàn)象進(jìn)行了分析，配備相應(yīng)故障特征圖片，并總結(jié)出柴油機(jī)運(yùn)行中常見故障相應(yīng)的檢查方法，以供大家參考。
一、機(jī)油油面升高的故障處理案例
1、故障現(xiàn)象
一臺康明斯發(fā)電機(jī)組工作一段時(shí)間后，機(jī)油油面不降反而上升，油面呈黃色泡沫狀或機(jī)油被稀釋，也稱之為乳化現(xiàn)象（見圖1）。油面增高的現(xiàn)象表明在工作中有外表的液體侵入，而且進(jìn)入量大于消耗量，所以導(dǎo)致油底殼內(nèi)油面增高，表明油底殼中已滲入了水、柴油或機(jī)油，它們會降低潤滑效果，甚至?xí)鸢l(fā)動機(jī)“飛車”，還會加速零件的磨損或引起燒瓦、抱軸等故障。
2、故障原因
（1）冷卻水滲漏到油底殼
① 氣缸蓋通往搖臂潤滑油路螺栓松動
柴油機(jī)氣缸蓋通往搖臂潤滑油路螺栓松動，當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時(shí)，潤滑油無壓力，冷卻水沿此處流入潤滑系統(tǒng)，使油底殼油面增高。
② 氣缸套阻水圈老化、損壞
由于柴油機(jī)工作中嚴(yán)重缺水或其他原因使柴油機(jī)過熱，會使阻水圈受熱老化變質(zhì)，從而出現(xiàn)滲水；安裝阻水圈過高，強(qiáng)行壓入被剪破，造成漏水；機(jī)體配合凸肩有拉毛、毛刺，安裝時(shí)因切破阻水圈而造成漏水。
③ 氣缸墊燒損
氣缸墊燒損時(shí)，水箱冒氣泡，冷卻水表面有黑色的油花，冷卻水會從氣缸墊燒損部位漏出，經(jīng)氣門推桿孔進(jìn)入油底殼。
④ 氣缸套、氣缸蓋、機(jī)體產(chǎn)生裂紋
造成柴油機(jī)氣缸套、氣缸蓋、機(jī)體產(chǎn)生裂紋的原因是柴油機(jī)在缺水、過熱的情況下驟加冷水；冬季停車后未放或未放凈冷卻水；水垢過厚受熱不均等，有時(shí)鑄件上有氣孔、砂眼，冷卻水會直接滲入油底殼使油面增高。
⑤ 氣缸蓋水道孔悶頭松動或損壞
使用的冷卻水如不清潔，水套水垢結(jié)積過厚，悶頭被腐蝕損壞，此時(shí)水從悶頭漏出，經(jīng)氣門室推桿孔進(jìn)入油底殼，拆下氣缸蓋罩可觀察到。
⑥ 齒輪室紙墊在水道處損壞
柴油機(jī)齒輪室紙墊在水道處損壞，水經(jīng)齒輪室漏入油底殼。
（2）柴油滲漏到油底殼
① 氣門搖臂固定螺栓松動
如氣門搖臂固定螺栓松動，使某一缸氣門不能打開，噴入氣缸內(nèi)的柴油不能燃燒，沿氣缸套流入油底殼，使油底殼油面增高，此時(shí)發(fā)動機(jī)工作“缺腿”。
② 柱塞套定位螺釘松動或漏裝小銅墊
柴油從噴油泵內(nèi)腔經(jīng)固定螺釘處漏出，從齒輪室流入油底殼。
③ 噴油器工作不正常
發(fā)動機(jī)個(gè)別氣缸不工作，多屬噴油器工作不良，這樣噴進(jìn)燃燒室的柴油未燃燒就通過活塞、活塞環(huán)、氣缸壁之間的間隙流到油底殼，而使油面增高。
④ 噴油泵的泵殼底座支承面有崩邊崩角、微小裂紋或夾有臟物
在這種情況下，當(dāng)柱塞裝入后，柱塞套凸肩下平面不能與泵殼底座支承面密封，柴油從貼合面縫隙漏出，經(jīng)齒輪室至油底殼。
3、檢查與排除
機(jī)油質(zhì)量檢測方法如圖2所示。
（1）如油面呈黃色泡沫狀，則表示水進(jìn)入油底殼，可以慢慢旋松油底殼放油螺塞，放出一部分油液，觀察是否含水。進(jìn)水的原因有：
① 汽缸墊損壞、汽缸蓋不平或有裂縫，使水道與氣門推桿室相通，水漏入油底殼。
② 缸套下部的水封圈損壞或缸套、缸體有鑄孔而滲漏，使水漏入油底殼，如油底殼有水則應(yīng)拆下缸蓋等進(jìn)行排除。
（2）如機(jī)油變稀，則表示有燃油進(jìn)入油底殼。油底殼進(jìn)燃油的原因有：
① 柴油發(fā)電機(jī)的噴油泵漏油，使柴油經(jīng)齒輪室直接流入油底殼。
② 活塞環(huán)粘住或磨損嚴(yán)重，致使未燃燒的燃油沿缸壁流入油底殼。
③ 噴油嘴嚴(yán)重磨損后滴油或噴油壓力過低、燃油霧化不良等，使部分燃油不能燃燒，而沿缸壁流入油底殼。如機(jī)油交稀，則必須檢查噴油器和噴油泵。如燃燒系正常，則要結(jié)合曲軸箱中廢氣量的情況，如漏入曲軸箱的廢氣量大，而且機(jī)油溫度偏高，則表示活塞環(huán)密封有問題，必要時(shí)需拆缸蓋和油底殼等，抽出活塞檢查活塞環(huán)。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)油底殼內(nèi)機(jī)油乳化 |
圖2 機(jī)油質(zhì)量檢查與分析 |
二、排氣管排白煙的故障處理案例
1、故障現(xiàn)象
一康明斯OEM生產(chǎn)廠家對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行試車，發(fā)現(xiàn)大部分柴油發(fā)電機(jī)的尾氣都排出濃濃的白煙（見圖3）。白煙是指排氣煙色為白色，它與無色不同，白色是水蒸氣的白色，表示排煙中含有水分或含未燃燒的燃油成分。白煙呈液珠狀態(tài)，和藍(lán)煙相比較直徑稍大，一般大于1μm。在光的折射下呈白色，柴油機(jī)的白煙是未燃烴(含燃油和潤滑油)、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產(chǎn)物(如含氧碳?xì)?，除水蒸氣外，它們也都屬于微粒范疇。
2、故障原因
柴油機(jī)在剛起動時(shí)或冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，排氣管冒白煙，是因?yàn)椴裼蜋C(jī)氣缸內(nèi)溫度低油氣蒸發(fā)而形成，冬季尤為明顯。柴油機(jī)在寒冷天氣運(yùn)行時(shí)，柴油機(jī)溫度低，排氣管溫度也低，有水蒸氣排氣凝結(jié)成水氣形成白色排煙，是正?，F(xiàn)象。若當(dāng)柴油機(jī)溫度正常，排氣管溫度也正常時(shí)，仍然排出白色煙霧，說明柴油機(jī)工作不正常，診斷方法如圖4所示。
（1）氣缸套有裂紋或氣缸墊損壞，隨著冷卻水溫度和壓力的升高，冷卻水進(jìn)入氣缸。排氣時(shí)形成容易形成水霧或水蒸氣。
（2）噴油器霧化不良，噴油壓力過低，有滴油現(xiàn)象。在氣缸中燃油混合氣不均勻，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴，排氣時(shí)容易形成水霧或水蒸氣。
（3）供油提前角過小?；钊闲兄翚飧醉斍皣娙霘飧椎娜加瓦^少，形成較稀的可燃混合氣，過遲的噴油減少了預(yù)混燃料量，預(yù)混合量減少。預(yù)混合氣減少，降低了燃燒速度，燃燒結(jié)束較晚，燃燒形成大量的水氣煙霧。
（4）燃油中有水份和空氣。水和空氣隨著燃油噴射入氣缸形成不均勻燃油混合氣，燃燒不完全，產(chǎn)生大量的未燃烴排出機(jī)外。
（5）活塞、氣缸套等磨損嚴(yán)重引起壓縮力不足，造成燃燒不完全。
（6）柴油機(jī)剛啟動時(shí)，個(gè)別氣缸內(nèi)不燃燒(特別是冬天)，未燃燒的燃油混合氣隨其它工作缸的廢氣排出形成水氣煙霧。
3、檢查與排除
該廠請來特約維修站的人員，經(jīng)初步診斷為噴油器針閥卡滯。更換掉有問題的噴油器后，大部分康明斯發(fā)電機(jī)組正常了，但仍有部分康明斯發(fā)電機(jī)組尾氣仍然為濃烈的白煙。經(jīng)過進(jìn)一步查找，發(fā)現(xiàn)排氣管尾氣中有水珠。于是判定，冒白煙的原因是柴油里有水。加注了不帶水的柴油之后重新試車，所有的康明斯發(fā)電機(jī)組均不再冒白煙了。后來知道每年秋冬換季時(shí)，有的加油站的柴油里含有水。冷車啟動時(shí)，水弄濕了柴油濾清器濾網(wǎng)，使柴油中的雜質(zhì)通過濾清器進(jìn)入噴油器。由于噴油器針閥為偶件，工作間隙非常小，雜質(zhì)造成噴油器針閥卡滯，破壞柴油的霧化，就出現(xiàn)了康明斯發(fā)電機(jī)組排氣管冒濃烈的白煙。經(jīng)過加裝油水分離器，此類故障沒有再發(fā)生。
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圖3 柴油發(fā)電機(jī)冒白煙現(xiàn)象 |
圖4 柴油機(jī)冒白煙診斷方法框圖 |
三、溫度過熱的故障處理案例
1、故障現(xiàn)象
一臺康明斯發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，水溫表指針始終指示在紅刻線的位置或水溫警報(bào)指示燈點(diǎn)亮，使用檢測儀讀取康明斯發(fā)電機(jī)組的實(shí)際水溫與儀表指示一致，并伴隨有冷卻液沸騰現(xiàn)象，康明斯發(fā)電機(jī)組功率明顯下降。柴油發(fā)電機(jī)冷卻液溫度不在規(guī)定范圍（83℃左右），會有很多負(fù)面影響。比如：溫度過低會引起缸套、活塞摩擦副早期磨損；潤滑油對強(qiáng)制潤滑部位不能達(dá)到理想的潤滑效果；噴入燃燒室的油霧不能很好地和空氣混合，使燃燒不完全、爆發(fā)力減弱、油耗上升，同時(shí)加劇氣門、活塞頂及環(huán)槽處的積炭。溫度高不僅會引起缸套活塞摩擦副早期磨損，溫度太高還會造成拉缸；溫度高會使?jié)櫥驼扯认陆?，油膜被破壞，不管是?qiáng)制潤滑還是飛濺潤滑，其效果都顯著下降。從另一個(gè)角度分析，柴油機(jī)溫度過高會造成工作的熱效率降低，動力嚴(yán)重不足。因此，控制柴油機(jī)冷卻水溫度在給定區(qū)間，顯得十分重要。
2、故障原因
（1）柴油機(jī)水溫高的原因可能是因?yàn)槔鋮s水不足。在長時(shí)間使用后，冷卻系統(tǒng)中的水分會逐漸減少，如果不及時(shí)添加水，就會導(dǎo)致水溫升高。此外，冷卻水中的雜質(zhì)和沉淀物也會影響冷卻效果，因此在更換冷卻水時(shí)，需要將清洗冷卻系統(tǒng)。
（2）柴油機(jī)水溫高也可能是因?yàn)樯嵯到y(tǒng)出現(xiàn)故障。散熱系統(tǒng)中的散熱器、風(fēng)扇、水泵等部件如果損壞或者失效，就會使冷卻效果降低，導(dǎo)致水溫升高。此時(shí)需要及時(shí)更換或修理故障部件。
（3）柴油機(jī)水溫高還有可能是因?yàn)闈櫥到y(tǒng)出現(xiàn)問題。機(jī)油在引擎中起到潤滑和散熱的作用，如果機(jī)油不足或者機(jī)油泵失效，就會使引擎過熱。因此，定期更換機(jī)油和檢查潤滑系統(tǒng)也是保持柴油機(jī)正常運(yùn)行的重要步驟。
3、檢查與排除
運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)康明斯發(fā)電機(jī)組過熱時(shí)，應(yīng)先考慮可能是超負(fù)荷低速擋運(yùn)行時(shí)間過長，此時(shí)應(yīng)停車休息，待康明斯發(fā)電機(jī)組降溫后再運(yùn)行。檢查康明斯發(fā)電機(jī)組有無漏水之處，再檢查風(fēng)扇皮帶是否過松，檢查水泵泵水情況。如上述檢查未發(fā)現(xiàn)故障，用手指從水箱的加水口蓋處觸碰冷卻水，感到水溫溫?zé)幔f明節(jié)溫器主閥門關(guān)閉不嚴(yán)，使冷卻水過早大循環(huán)?？蓪⒐?jié)溫器取出，啟動康明斯發(fā)電機(jī)組。若水溫恢復(fù)正常，說明節(jié)溫器確已失效，要及時(shí)換裝新節(jié)溫器。用手觸摸汽缸體，感到冷熱不均，可能是分水管不起分水作用或汽缸體內(nèi)污垢過多。
四、機(jī)油消耗量大的故障處理案例
1、故障現(xiàn)象
從機(jī)油標(biāo)尺刻度判斷（查看方法見圖5），近期柴油發(fā)電機(jī)都出現(xiàn)機(jī)油消耗量特別大，康明斯規(guī)定為不超過0.5%，高于此值皆屬于機(jī)油消耗率過大，而柴油發(fā)電機(jī)各接合面無機(jī)油滲漏現(xiàn)象，排氣管也不冒藍(lán)煙。機(jī)油在柴油機(jī)內(nèi)的有效循環(huán)是保證柴油機(jī)效率和壽命的關(guān)鍵。機(jī)油消耗分為兩種：一種是機(jī)油泄露在柴油機(jī)的外部，一種是機(jī)油泄露在柴油機(jī)的內(nèi)部(泄露在燃燒室并燒損，即所謂“燒機(jī)油”)。下文所述及的主要是機(jī)油內(nèi)部消耗，即所謂“燒機(jī)油”。機(jī)油消耗量大會加劇氣缸與活塞組件的磨損。同時(shí)還會使氣缸內(nèi)的積碳增多，影響柴油機(jī)功率輸出。還有，機(jī)油的價(jià)格遠(yuǎn)高于燃油，當(dāng)然也希望使用中消耗量盡可能少，而且要求在兩個(gè)保養(yǎng)周期之間不要添加機(jī)油。國標(biāo)要求機(jī)油和燃油消耗比在0.3%以內(nèi)。
2、故障原因
柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)狀態(tài)正常，機(jī)油的實(shí)際消耗量并不多，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油消耗率為柴油的0.5%～2%。機(jī)油消耗過多，不僅浪費(fèi)能源，增加環(huán)境污染，還會使柴油發(fā)電機(jī)因缺少機(jī)油發(fā)生機(jī)械事故。
（1）機(jī)油加注量過多導(dǎo)致燒機(jī)油。不是柴油機(jī)油底殼內(nèi)的機(jī)油加注量越多越好，機(jī)油加注量過多一方面會導(dǎo)致機(jī)油的攪動加劇而引起機(jī)油溫度偏高，另一方面機(jī)油飛濺到氣缸壁面的機(jī)油量過多導(dǎo)致活塞環(huán)的刮油負(fù)擔(dān)加重，而同時(shí)由于氣環(huán)的泵油作用致使泵入燃燒室的機(jī)油過多，導(dǎo)致機(jī)油的過量燒損。
（2）“拉缸”導(dǎo)致燒機(jī)油。如果柴油機(jī)出現(xiàn)“拉缸”故障，氣缸套與活塞受到機(jī)械刮傷，直接影響到氣缸的密封，不僅會導(dǎo)致柴油機(jī)燃燒室漏氣量增加，功率下降，柴油機(jī)敲缸，而且還會出現(xiàn)過量機(jī)油泵入燃燒室導(dǎo)致機(jī)油的過量燒損。柴油機(jī)氣缸漏氣量檢測方法如圖6所示。
（3）活塞與氣缸壁間的間隙過大，將導(dǎo)致留存于氣缸壁上的機(jī)油量增多，造成機(jī)油的過量燒損。
（4）活塞環(huán)磨損嚴(yán)重，或其彈力不足。由于柴油機(jī)長時(shí)間在高溫、高速及超負(fù)荷下工作，活塞環(huán)嚴(yán)重磨損使泵油現(xiàn)象加重，活塞環(huán)彈力不足使得活塞環(huán)與氣缸壁間的間隙過大，導(dǎo)致機(jī)油竄入燃燒室出現(xiàn)燒機(jī)油。
（5）活塞環(huán)抱死，或其開口轉(zhuǎn)到同一處。活塞環(huán)邊間隙過小，活塞環(huán)會因受熱膨脹而卡死在環(huán)槽中，使活塞環(huán)失去彈性，不起密封和刮油作用?；钊h(huán)在安裝時(shí)要求開口必須相互錯(cuò)開，如果是三道氣環(huán)，則須相互錯(cuò)開120°，而如果是兩道氣環(huán)，要求開口錯(cuò)開180°，而且避開活塞銷孔方向。如果活塞環(huán)在安裝時(shí)錯(cuò)口不符合規(guī)定，則在運(yùn)動過程中就有可能出現(xiàn)幾道活塞環(huán)對口，從而導(dǎo)致活塞環(huán)只有布油的功能而刮油功能失效造成燒機(jī)油。
（6）活塞環(huán)裝反。目前活塞第二道氣環(huán)廣泛采用扭曲環(huán)或錐形環(huán)，它們在安裝時(shí)都有正反面之分，如果裝錯(cuò)，則活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)上下竄動時(shí)會導(dǎo)致泵油加劇，機(jī)油泵入燃燒室造成燒機(jī)油。
（7）活塞環(huán)粘環(huán)。由于燃料和機(jī)油不完全燃燒產(chǎn)生的膠質(zhì)和碳的顆粒沉積在環(huán)槽內(nèi)，導(dǎo)致活塞環(huán)和環(huán)槽完全粘死，使活塞環(huán)的刮油功能失效。
（8）活塞環(huán)的“三隙”過大?；钊h(huán)的“三隙”是指端間隙、側(cè)隙及背隙，如果“三隙”過大，則不能形成有效的密封面，活塞環(huán)的泵油作用加劇，造成燒機(jī)油。
（9）氣門導(dǎo)管磨損嚴(yán)重且氣門導(dǎo)管油封損壞。氣門導(dǎo)管磨損，氣缸蓋上的機(jī)油通過氣門導(dǎo)管及氣門桿間的間隙漏入燃燒室導(dǎo)致燒機(jī)油。若氣門導(dǎo)管的油封損壞，導(dǎo)致氣門桿與氣門導(dǎo)管之間吸入過多的機(jī)油漏入燃燒室導(dǎo)致燒機(jī)油。
（10）機(jī)油粘度過低。機(jī)油粘度過低，在高溫、高壓下，不易形成足夠厚度的油膜，加上氣門桿與氣門導(dǎo)管間的間隙較大，機(jī)油很容易滲漏入燃燒室導(dǎo)致燒機(jī)油。
3、檢查與排除
這幾臺柴油發(fā)電機(jī)既無藍(lán)煙（說明不燒機(jī)油），又不漏油，曲軸箱的機(jī)油哪里去了？我?guī)е@個(gè)問題對幾臺柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行觀察。這幾臺柴油發(fā)電機(jī)的散熱片大多被泥土、雜草等物粘糊著，有一臺上面還蓋著麻袋，有一臺沒裝導(dǎo)風(fēng)防護(hù)罩，有的供油時(shí)間過遲，造成柴油發(fā)電機(jī)散熱不良，機(jī)體溫度過高，使曲軸箱的機(jī)油長時(shí)間受高溫作用，一部分機(jī)油被蒸發(fā)成油蒸氣，通過氣門罩蓋上的通氣孔向外噴出。清除散熱片上的雜物，裝上導(dǎo)風(fēng)防護(hù)罩后，柴油發(fā)電機(jī)溫度明顯下降，機(jī)油消耗量也減少了。由此可見，風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)冷卻不良引起的機(jī)溫過高，也是導(dǎo)致機(jī)油消耗量大的一個(gè)原因。
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圖5 柴油機(jī)機(jī)油標(biāo)尺刻度查看方法 |
圖6 柴油機(jī)氣缸漏氣量檢測方法 |
總結(jié)：
故障現(xiàn)象是一定的故障原因在一定工作條件下的表現(xiàn)，不同的工作條件，柴油機(jī)故障都會有不同的表現(xiàn)。這些表現(xiàn)一般都具有可聽、可嗅、可見、可摸或可測量的性質(zhì)。柴油發(fā)電機(jī)故障千變?nèi)f化，很難有一個(gè)固定的故障檢查與排除方法。但是，從某種意義上講，柴油機(jī)故障也有一定的規(guī)律性，只要我們注意經(jīng)驗(yàn)的積累和現(xiàn)場用心的觀察，任何疑難故障都是可以排除的。
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