故障檢修與技術(shù)維護(hù)

柴油發(fā)電機(jī)常見故障及處理方法

 

摘要：柴油機(jī)是以往復(fù)運動機(jī)構(gòu)利用熱能做功的動力機(jī)械，其主要零件，如活塞、連桿、曲軸及其軸承等的受力和運動情況極其復(fù)雜，其正常工作條件不僅依靠零件本身的優(yōu)良質(zhì)量和合理配合來保證，還需要配氣、潤滑、燃料、冷卻等系統(tǒng)的協(xié)調(diào)來保證，外載和各系統(tǒng)任一環(huán)節(jié)離開正常狀態(tài)，柴油發(fā)電機(jī)組都會發(fā)生故障。本文分析了常見的柴油發(fā)電機(jī)組故障原因和預(yù)防措施，對于柴油機(jī)維修工程師具有一定的借鑒價值。

 

一、常見故障及原因分析

 

1、工作機(jī)構(gòu)

    柴油發(fā)電機(jī)超載運轉(zhuǎn)是導(dǎo)致重要零件早期損壞的主要原因。通常認(rèn)為，超載就是曲軸上載荷超過允許限度。實際上即使曲軸上載荷正常，從應(yīng)力的角度來說，也可能嚴(yán)重超載。例如，由于主軸承磨損不均而破壞其同軸性時，將使曲軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，這是因為軸承磨損可引起較大的彎曲變形，可使附加彎曲應(yīng)力的幅度超過正常工作應(yīng)力，所以主軸承磨損超過一定限度后，曲軸就經(jīng)常處于超載狀態(tài)。這說明工作機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的基本因素是配合間隙的變化。

2、潤滑系統(tǒng)

    柴油發(fā)電機(jī)組潤滑系統(tǒng)（如圖1所示）出現(xiàn)故障會使摩擦副之間得不到良好的潤滑而使摩擦熱量增多、摩擦磨損加劇，甚至發(fā)生抱瓦、燒瓦等嚴(yán)重機(jī)械事故。潤滑系統(tǒng)常見的故障及原因分析如下。

（1）機(jī)油壓力出現(xiàn)異常。

       造成機(jī)油壓力過低的主要原因是供給主油道的油量減少，或是主油道以后的油路有漏油現(xiàn)象。造成機(jī)油壓力過高的的主要原因是壓入主油道的機(jī)油量過多，或主油道以后的油路有堵塞。

（2）機(jī)油溫度不正常。

      柴油發(fā)電機(jī)組正常的機(jī)油溫度應(yīng)該是80～95℃，引起機(jī)油溫度過高的主要原因有：

① 柴油發(fā)電機(jī)組長期負(fù)荷過重；

② 冷卻效果不良，冷卻水量或風(fēng)扇風(fēng)量不足或冷卻器中水管內(nèi)壁水垢增多、水流受阻；

③ 溢流閥壓力低，機(jī)油從溢流閥溢出過多，通過冷卻器的機(jī)油量減少；

④ 各潤滑部位的配合間隙不當(dāng)；

⑤ 機(jī)油量不夠。油溫調(diào)節(jié)開關(guān)位置不當(dāng)；

⑥ 氣缸漏氣，高溫氣體竄入油底殼，使機(jī)油受熱升溫。

引起機(jī)油溫度過低的主要原因有：

① 冷卻系統(tǒng)溫度過低；

② 溢流閥壓力高，從油泵出來的油全部經(jīng)冷卻器冷卻；

③ 柴油發(fā)電機(jī)組長時間低負(fù)荷運行。

（3）機(jī)油消耗量大。

① 活塞與缸壁間隙過大；

② 活塞環(huán)特別是油環(huán)彈性差；

③ 缸套、活塞環(huán)過度磨損，活塞環(huán)被粘住、對口，或扭曲環(huán)裝反；

④ 活塞環(huán)與環(huán)槽邊隙和側(cè)隙過大（如圖2所示），或活塞上油環(huán)回油孔被積炭阻塞；

⑤ 渦輪增壓器彈力密封裝置失效；

⑥ 氣門桿與導(dǎo)管配合間隙過大或油封失效。

圖1 柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)工作原理圖

圖2 活塞環(huán)側(cè)面和背面間隙示意圖

 

 

3、燃油供給系統(tǒng)

    燃油供給系統(tǒng)（如圖3所示）常見的故障有柴油發(fā)電機(jī)組不易起動或不能起動、工作無力、煙色異常等，主要原因分析如下。

（1）起動困難或不能起動原因

      柴油發(fā)電機(jī)組不易起動或不能起動常常表現(xiàn)在：起動時，起動機(jī)以正常轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動曲軸，但發(fā)動不著；或起動困難，起動后立即熄火。其原因有如下兩方面：

①  低壓油路方面

      包括油箱無油或開關(guān)關(guān)閉、油路中有空氣、油路堵塞或漏油（如圖4所示）、輸油泵工作不良等；

② 高壓油路方面

      主要是噴油泵調(diào)節(jié)齒桿被卡住、調(diào)速器校正器彈簧折斷、油門拉桿調(diào)整不當(dāng)?shù)取?br />

（2）工作無力原因

①  因扭矩不足而造成的機(jī)械感到無力；

② 因轉(zhuǎn)速不夠造成的發(fā)動機(jī)達(dá)不到最高轉(zhuǎn)速。

（3）煙色異常原因

① 排氣管冒白煙。

● 柴油發(fā)電機(jī)組溫度過低柴油不易燃燒，呈乳白色油霧從排氣管排出；

● 供油時間過晚，氣缸內(nèi)溫度下降，未燃燒的部分柴油成白色油霧從排氣管排出；

● 柴油中有水，水在氣缸內(nèi)被蒸成水蒸氣，從排氣管冒出。

② 排氣冒黑煙。

      這表示燃燒室內(nèi)燃料過多，造成燃燒不完全。其原因是：

● 空氣濾清器或進(jìn)氣道堵塞；

● 燃油質(zhì)量差；

● 增壓器壓風(fēng)機(jī)或中冷器臟污，進(jìn)氣受阻；

● 噴油器霧化不良或滴油；

● 出油閥或柱塞偶件磨損；

● 氣門漏氣。

 

圖3 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)工作原理圖

圖4 柴油機(jī)燃油管泄漏

 

 

4、冷卻系統(tǒng)

（1） 冷卻系統(tǒng)（原理如圖5所示）工作不正常的影響是引起柴油發(fā)電機(jī)組的過熱故障，如功率下降、氣缸活塞受強(qiáng)烈摩擦而損壞以及缸蓋產(chǎn)生裂紋等。

（2）散熱器堵塞、水垢過多均會造成散熱不良而引起發(fā)動機(jī)高溫，另外冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)以及皮帶松了也會導(dǎo)致高溫現(xiàn)象（如圖6所示）。

（3）水泵泵水壓力低，流量小，會使冷卻水循環(huán)速度慢而使水溫過高。

 

圖5 柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理圖

圖6 柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇散熱示意圖

 

二、常見故障預(yù)防措施

 

1、工作中注意維護(hù)

    低負(fù)荷運行時間不宜過長。柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)荷運行，柴油發(fā)電機(jī)組熱負(fù)荷低，活塞和缸套間隙大，造成柴油發(fā)電機(jī)組竄機(jī)油，使機(jī)油消耗量增大。柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)荷運行，此時由于噴油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油發(fā)電機(jī)組各缸作功不均勻，特別是此時由于燃燒不好，廢氣中HC和CO含量增加，造成對環(huán)境的污染。柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)荷運行，柴油發(fā)電機(jī)組竄機(jī)油嚴(yán)重和燃燒不良，所以造成柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)碳嚴(yán)重，嚴(yán)重者將導(dǎo)致氣閥卡死現(xiàn)象和活塞與缸套之間余隙消除，以至于柴油發(fā)電機(jī)組無法運轉(zhuǎn)。柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)荷運行，柴油發(fā)電機(jī)組水溫低，易造成缸套穴蝕和缸套磨損增大，影響柴油發(fā)電機(jī)組壽命。柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)荷運行，也造成燃油的浪費。

2、正確使用潤滑油

（1）正確選用并及時更換潤滑油。

      根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組工作條件的苛刻程度選用適當(dāng)?shù)臐櫥推贩N；根據(jù)所在地區(qū)季節(jié)氣溫，結(jié)合柴油發(fā)電機(jī)組的性能和技術(shù)報告，選用適當(dāng)?shù)臐櫥团铺枴?/span>

（2）防止水分、柴油流入。

      柴油發(fā)電機(jī)組噴油泵的供油量過大、供油壓力過低或噴油器滴油、霧化不良時，會使噴入缸內(nèi)的柴油得不到充分燃燒，其中一部分將沿缸壁流入油底殼，致使?jié)櫥妥兿。扯认陆?，過早失去潤滑作用。因此要定期檢查噴油泵與噴油器，及早更換磨損超限的柱塞，出油閥與噴油咀偶件。

（3）防止沙塵雜質(zhì)進(jìn)入。

      沙塵進(jìn)入潤滑油后，會侵入各運動件的配合面，加速機(jī)件的磨損，同時產(chǎn)生的許多金屬碎屑進(jìn)入潤滑油后將縮短其更換周期。因此，在潤滑油存放、加注和更換柴油濾清器時防止灰塵侵入；按時保養(yǎng)空氣濾清器，以防止由氣缸竄入油底殼。

3、冷卻水溫的合理控制

    柴油發(fā)電機(jī)組在使用過程中，合理的控制冷卻水溫度，可保持柴油發(fā)電機(jī)組正常工作，降低燃油耗，提高壽命。一般情況下，柴油發(fā)電機(jī)組水溫控制在75～85℃之間。若溫度過低，熱損失大，增加著火滯后期，不僅燃燒粗大，而且燃油耗增加；溫度過低會使噴入缸內(nèi)的燃油得不到充分的燃燒，其中一部分將冷凝成液態(tài)流入油底殼去稀釋潤滑油；溫度過低還容易使氣閥結(jié)炭和磨損增加，活塞缸套振動大，加重缸套穴蝕，據(jù)有關(guān)資料介紹，柴油發(fā)電機(jī)組水溫在40～60℃左右，缸套產(chǎn)生穴蝕最嚴(yán)重。若溫度過高，會加速潤滑油的氧化變質(zhì)、活塞過熱、排氣門燒蝕等等。

 

總結(jié)：

      本文分析了柴油發(fā)電機(jī)常見故障及產(chǎn)生原因，對柴油發(fā)電機(jī)組故障的及時判斷和排除有很重要的實際意義。此外，本文還闡述柴油發(fā)電機(jī)組故障的預(yù)防措施，為正確使用柴油發(fā)電機(jī)組提供了參考依據(jù)，為柴油發(fā)電機(jī)組長期安全工作提供了保障。

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