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柴油發(fā)電機功率不足的影響因素、診斷思路及處理方法
發(fā)布時間:2023-09-26 01:26:45  ▏閱讀:

 

故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機功率不足的影響因素、診斷思路及處理方法

 

摘要柴油發(fā)電機功率不足一般是動力方面的故障,一般表現(xiàn)為正常情況下排溫較高、煙色較差,柴油機過熱,柴油機聲音不正常,并有機油壓力下降等現(xiàn)象。用戶使用因素是診斷柴油機功率不足的首要檢查項目,主要原因有不做保養(yǎng)、不正確的使用、嚴重超載、隨意改裝、使用不合格的燃油等。在日常維修工作中,康明斯公司重點考慮從氣路故障、油路故障、后處理故障、電路故障和柴油機機械故障幾方面因素,分析柴油發(fā)電機組輸出功率不足或機組功率帶不上的原因和處理方法。

 

一、功率不足的影響因素

 

1、氣路

      氣路排查主要從進氣壓力小及排氣背壓過大兩個方面入手,排查時從源頭開始,一段一段排查。氣路系統(tǒng)常見故障如圖1所示。

 

柴油機功率不足的氣路故障點.png

圖1  柴油機功率不足的氣路故障點

 

2、油路故障

      油路系統(tǒng)常見故障如圖2所示。柴油機油路故障主要有低壓油路氣阻、油路堵塞、柴油機噴油泵故障和噴油嘴偶件早期損壞等故障。眾所周知,防止各種機械故障的產(chǎn)生要比排除故障更為重要,只要正確維護與保養(yǎng)、及時檢查與調(diào)整和提前消除故障隱患,故障發(fā)生率就會明顯降低。

 

柴油機功率不足的油路故障點.png

圖2  柴油機功率不足的油路故障點

 

 

3、尾氣后處理系統(tǒng)故障

      對于滿足國三的電控柴油機,排放標準的后處理故障有一部分是限制功率的,后處理的故障一定要引起重視。有些后處理的故障,即使已經(jīng)修復(fù),柴油機動力也不會立刻恢復(fù),需要經(jīng)過一定工作循環(huán),或者執(zhí)行一系列的測試。

4、電路故障

      對于有故障碼的,故障碼優(yōu)先。對于沒故障碼的,傳感器拔下來觀察是否有腐蝕銹蝕退針等現(xiàn)象,接頭是否松動,ECU供電搭鐵是否正常。引起柴油機功率不足的電路常見故障是傳感器信號偏移,導(dǎo)致噴油量異常。常見的導(dǎo)致動力不足的傳感器有一軌壓傳感器、進氣溫度壓力傳感器、機油溫度壓力傳感器、車速傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸/凸輪軸位置傳感器等,排查的時候可以拔掉相關(guān)傳感器試車。

5、機械系統(tǒng)故障

      柴油機在運行中出現(xiàn)機械故障,輕則造成基礎(chǔ)件損壞,重則導(dǎo)致重大機械事故的發(fā)生。通常情況下,柴油機發(fā)生故障前,其轉(zhuǎn)速、聲音、排氣、水溫、機油壓力等方面會表現(xiàn)出某種異常跡象,即故障預(yù)兆特征。所以操作人員應(yīng)根據(jù)預(yù)兆的特征迅速做出正確判斷,果斷采取措施,避免事故發(fā)生。機械系統(tǒng)是柴油發(fā)電機組的動力源,其可能故障點非常多,常見的故障點如圖3所示。

 

柴油機功率不足機械故障點.png

圖3  柴油機功率不足機械故障點

 

 

二、功率不足故障診斷思路

 

      導(dǎo)致柴油機功率不足故障的原因多種多樣。但是,柴油機的動力大小取決于柴油機最終的噴油量的大小,而柴油機的最終噴油量由柴油機的基本運行策略控制。在實際維修過程中如果無故障代碼顯示(故障代碼查詢方法如圖4所示),需要維修人員根據(jù)柴油機運行時的基本數(shù)據(jù)流來分析根本原因。根據(jù)柴油機的運行策略,在分析柴油機功率不足時需要從以下幾個柴油機運行數(shù)據(jù)進行考慮:

1、溫度信號

      為了保護柴油機不過熱,柴油機ECU通過監(jiān)測柴油機冷卻液溫度、進氣溫度、機油溫度、燃油溫度來對最終噴油量進行限制。

(1)冷卻液溫度信號。

      冷卻液溫度信號由冷卻液溫度傳感器檢測,當冷卻液溫度超過100℃時,柴油機的噴油量將逐步減少,此時柴油機表現(xiàn)為動力不足。當冷卻液溫度超過120℃時,柴油機將停機。

① 檢測方法:正常柴油發(fā)電機熱機后使用故障診斷儀讀取冷卻液溫度數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)值小于90℃時說明冷卻液溫度傳感器正常。

② 冷卻液溫度傳感器信號異常(電路如圖5所示),應(yīng)重點檢測冷卻液溫度傳感器是否失效、柴油機冷卻系故障導(dǎo)致柴油機冷卻液溫度過高、冷卻液溫度傳感器線束導(dǎo)致信號干擾。

(2)進氣溫度信號。

      柴油機ECU通過進氣溫度傳感器信號檢測進氣溫度。當進氣溫度超過80℃時,柴油機ECU將控制噴油量逐步減少,此時柴油機表現(xiàn)為動力不足。當進氣溫度超過120℃時,柴油機將停機。

① 檢測方法:正常熱機時使用故障診斷儀檢測進氣溫度數(shù)值,正常時數(shù)據(jù)值應(yīng)小于80℃。

② 進氣溫度傳感器信號異常,應(yīng)重點檢測增壓壓力傳感器是否失效、進氣溫度是否過高、是否存在信號干擾等。

(3)機油溫度信號。

      柴油機ECU通過機油溫度傳感器檢測機油溫度。當機油溫度超過110℃時,ECU將控制柴油機噴油量逐步減少,此時柴油機表現(xiàn)為動力不足。當機油溫度超過125℃時,柴油機將停機。

① 檢測方法:正常熱機時使用故障診斷儀檢測機油溫度數(shù)值,正常時數(shù)據(jù)值應(yīng)小于110℃。

② 機油溫度傳感器信號異常應(yīng)重點檢測機油溫度傳感器是否失效、柴油機機油溫度是否超高、機油溫度傳感器是否存在信號干擾。

 

柴油發(fā)電機故障檢查.png

圖4  從柴油機控制器面板查詢故障代碼

柴油機冷卻水溫度傳感器電路圖.png

圖5  柴油機冷卻水溫度傳感器電路圖

 

2、增壓壓力信號

      柴油機ECU通過監(jiān)測進氣壓力來限制最終噴油量,以保證燃油的充分燃燒,不冒黑煙。當進氣壓力不足時,噴油量受到限制,柴油發(fā)電機表現(xiàn)為動力不足。

      檢測方法:使用故障診斷儀讀取增壓壓力數(shù)值,并與正常柴油發(fā)電機增壓壓力數(shù)據(jù)流進行對比。

3、轉(zhuǎn)速信號

      柴油機ECU通過曲軸位置傳感器監(jiān)測柴油機轉(zhuǎn)速。柴油機在運行過程中不能超過最高轉(zhuǎn)速,ECU檢測到柴油機轉(zhuǎn)速超過最高轉(zhuǎn)速時,將對噴油量進行限制,此時柴油發(fā)電機表現(xiàn)為動力不足。

① 檢測方法:使用故障診斷儀讀取柴油機轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)流,正常時應(yīng)小于2800rpm。

② 柴油機轉(zhuǎn)速信號異常應(yīng)重點檢測飛輪信號齒是否異常,曲軸位置傳感器信號是否存在干擾。

4、噴油量

      上述五項信號均正常,而柴油機功率仍然不足時,應(yīng)分析噴油量是否已經(jīng)達到最大噴油量。

① 檢測方法:使用故障診斷儀讀取噴油量數(shù)據(jù)流,并與正常柴油發(fā)電機最大噴油量數(shù)據(jù)流進行對比。

② 當噴油量與最大噴油量相等時,柴油機依然動力不足,應(yīng)重點檢查噴油器是否失效;噴油器線束電阻是否過大;氣門間隙是否過大;噴射角度是否正確。

 

三、 故障原因分析與處理

 

1、柴油機過熱

      環(huán)境溫度過高:機油和冷卻水溫度很高,排溫也大大提高。

      排除方法:

      檢修冷卻器和散熱器,清除水垢;檢查有關(guān)管路是否管徑過小。如環(huán)境溫度過高應(yīng)改善通風,臨時加強冷卻措施。

2、燃油系統(tǒng)故障

(1)燃油管路、燃油濾清器進入空氣或阻塞。排除方法:排除燃油系統(tǒng)空氣或更換燃油濾清器芯子。

(2)噴油泵供油不足。排除方法:檢查修理或更換偶件。

(3)噴油器霧化不良或噴油壓力低。排除方法:進行噴霧觀察或調(diào)整噴油壓力,并檢查噴油嘴偶件或更換。

3、進排系統(tǒng)故障

      柴油機比正常情況下排溫較高、煙色較差。

(1)空氣濾清器阻塞。排除方法:清洗空氣濾清器芯子或清除紙質(zhì)濾芯上的灰塵,必要時應(yīng)更換:以及檢查機油平面是否正常。

(2)排氣管阻塞或接管過長、轉(zhuǎn)彎半徑太小、彎頭太多。

     排除方法:

      清除排氣管內(nèi)積碳;重裝排氣接管,彎頭不能多于三個,并有足夠大的排氣截面。

4、噴油提前

      不同轉(zhuǎn)速下性能變差。

      排除方法:

      檢查噴油泵傳動軸處兩個螺釘是否松動,并應(yīng)校正噴油提前角后扳緊,必要進行配氣相位和氣門間隙檢查。

5、渦輪增壓器故障

      柴油機出現(xiàn)轉(zhuǎn)速下降;進氣壓力降低;漏氣或不正常的聲音等。

(1)增壓器軸承磨損,轉(zhuǎn)子有碰擦現(xiàn)象。排除方法:檢查和更換軸承

(2)壓氣機、渦輪的進氣管路沾污、阻塞或漏氣。排除方法:清洗進氣道、外殼、揩凈葉輪;擰緊接合面螺母、夾箍等。

6、氣缸蓋組件故障

      柴油機此時不但功率不足,性能下降,而且有漏氣、進氣管冒黑煙,有不正常的敲擊聲等現(xiàn)象。

(1)氣缸蓋與機體結(jié)合而漏氣,變速時有一股氣流從襯墊處沖出:氣缸蓋大螺柱螺帽松動或襯墊損壞。排除方法:按規(guī)定扭矩擰緊大螺柱螺母或更換氣缸蓋襯墊,必要時修刮接合面。

(2)進、排氣門漏氣。排除方法:拆檢進、排氣門,修磨氣門與氣門座配合面。

(3)氣門彈簧損壞。排除方法:更換已損壞的彈簧

(4)氣門間隙不正確 排除方法:重校氣門間隙至規(guī)定值

(5)噴油器孔漏氣或其鋼墊圈損壞;活塞環(huán)卡住桿咬住引起氣缸壓縮壓力不足。排除方法:拆下檢修。清理并更換已損壞的零件。

7、連桿軸瓦與曲軸連桿軸頸表面咬毛

      有不正常聲音,并有機油壓力下降等現(xiàn)象。排除方法:拆卸柴油發(fā)電機組側(cè)蓋板,檢查連桿人頭的側(cè)向間隙,看連桿大頭是否能前后移動,如不能移動則表示咬毛,應(yīng)修摩軸頸和更換連桿軸瓦。

8、其他情況故障處理

(1)檢查燃油濾清器濾芯,如發(fā)生堵塞或存在大量雜質(zhì),請更換燃油濾清器;

(2)查燃油供油管道,如有滲漏情況存在,進行處理,防止柴油發(fā)電機運行時空氣進入供油管;

(3)檢查空氣濾清器濾芯,使用壓縮空氣對其進行清潔或更換濾芯;

(7)測量燃油溫度,如果燃油溫度超過50℃,請對燃油進行降溫或補充燃油降低其溫度;

(5)檢查柴油發(fā)電機排氣管道,確保排氣管到暢通,保證排氣被壓小于90mmhg;

(6)在冷機狀態(tài)或停機5-10分鐘后,通過油標尺檢查油底殼機油液面高度,如果機油液面已超過"H"位,請排出多余的機油,液面保持在"L"與"H"位之間靠近"H"位為宜;

(7)在運行狀態(tài)下,借助必要的工具對增壓器后端至進氣歧管之間的氣管進行檢查(注意防 止高溫高壓氣體造成的燙傷),對存在漏氣的部位進行緊固。

 

總結(jié):

      柴油機在日常的運轉(zhuǎn)過程中,當出現(xiàn)溫度不正常的情況時,熱效率不達標,其可燃混合氣的形成則不合理,會嚴重影響柴油機的運轉(zhuǎn)功率。其中,當柴油機在運轉(zhuǎn)溫度較低的情況下,將會加大機油的黏度,讓柴油機的運轉(zhuǎn)阻力損耗呈現(xiàn)出較大幅度的增長。這時便需要全面檢查冷卻系統(tǒng),以此保證柴油機能夠在正常的溫度下運轉(zhuǎn)。如果是大修后的柴油機,常會出現(xiàn)功率不足現(xiàn)象,表現(xiàn)為負荷作業(yè)時出現(xiàn)無力現(xiàn)象,同時排氣溫度上升,渦輪增壓器以及排氣管呈現(xiàn)出暗紅色,排氣管排黑煙,轉(zhuǎn)速下降或不穩(wěn),并發(fā)出噪聲。根據(jù)經(jīng)驗,應(yīng)很好地從修理、使用上查找功率不足的各種因素,只有認真按技術(shù)標準要求去做,才能恢復(fù)柴油機的原設(shè)計功率。

 


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