新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)氣缸壓力的使用工具與測試條件

 

導(dǎo)語： 柴油發(fā)電機(jī)使用過程中出現(xiàn)柴油機(jī)耗油量大，動力不足，溫度偏高現(xiàn)象，分析其原因大部分可能是汽缸密封性不良。氣缸密封性的診斷參數(shù)主要有氣缸壓縮壓力、曲軸箱漏氣量、氣缸漏氣量、氣缸漏氣率及進(jìn)氣管真空度等。其中，氣缸壓力的高低是氣缸密封性、氣門密封性和缸墊密封性的綜合反映，表達(dá)了柴油發(fā)電機(jī)機(jī)械部分的整體技術(shù)狀況，因此檢測氣缸壓力是柴油發(fā)電機(jī)機(jī)械故障珍斷的有效手段之一。

 

一、氣壓參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)與檢測條件

 

      經(jīng)康明斯公司售后部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，造成汽缸密封性變差的可能原因是氣缸的密封性與氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、活塞環(huán)和進(jìn)、排氣門等包圍工作零件技術(shù)狀況有關(guān)，它們技術(shù)狀況的好壞，不但嚴(yán)重影響柴油機(jī)的動力性、燃料經(jīng)濟(jì)性和排放凈化性，還影響柴油機(jī)的使用壽命。在柴油機(jī)使用過程中，由于上述零件磨損、燒蝕、結(jié)膠、積炭、斷裂、開裂等原因，引起氣缸密封性下降。氣缸密封性是表征氣缸組技術(shù)狀況的重要參數(shù)。

表1    造成氣缸壓縮壓力異常的幾種常見原因

 

      大部分電噴發(fā)動機(jī)的氣缸壓力在1200～1400kPa，少數(shù)高壓縮比的發(fā)動機(jī)氣缸壓力在1700kPa以上。發(fā)動機(jī)原設(shè)計氣缸壓力的大小主要取決于燃燒室的容積和發(fā)動機(jī)的壓縮比，以及是否有增壓機(jī)構(gòu)；實(shí)際使用中影響發(fā)動機(jī)各缸壓力的主要因素有燃燒室積碳的多少，及燃燒室的密封狀況和排氣是否通暢等。

 

圖1  汽缸體積與壓力表壓力指數(shù)的關(guān)系示意圖

圖2  各氣缸壓力缸間差異曲線圖（4缸機(jī)）

 

二、氣缸壓力測量工具

1、起動電流式氣缸壓力檢測儀

      用起動電流間接測缸壓原理：起動轉(zhuǎn)矩M與起動電流成正比，電流與缸內(nèi)壓力成正比。起動轉(zhuǎn)矩克服機(jī)械摩擦阻力、慣性力、壓縮壓力。M與I和壓縮壓力成正比。

      以元征EA—2000型柴油機(jī)綜合性能檢測儀為例，如圖3所示。該儀器可以把起動電流的波形圖以更直觀的顯示各缸的汽缸壓力。檢測時，起動柴油機(jī)，儀器自動全部斷油，屏幕上顯示出柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、起動電流，同時繪出起動電流曲線和相對汽缸壓力的曲線圖（見圖4）。

 

圖3  元征EA2000型柴油機(jī)綜合性能檢測儀

圖4  柴油機(jī)氣缸壓力波形曲線圖

 

2、壓力傳感器式氣缸壓力檢測儀

      氣缸壓力表是一種氣體專用壓力表，一般由壓力表頭、導(dǎo)管、單向閥和接頭等組成。

      壓力表頭多為鮑登管（Bourdon-tube）式，其驅(qū)動元件是一根扁平的彎曲成圓圈狀的管子，一端為固定端，另一端為活動端?；顒佣送ㄟ^杠桿、齒輪機(jī)構(gòu)與指針相連。當(dāng)一定壓力的氣體進(jìn)入彎管時，彎管伸直。于是，通過杠桿、齒輪機(jī)構(gòu)帶動指針運(yùn)動，在表盤上指示出壓力的大小。

      以國產(chǎn)QLY-1型汽缸漏氣量檢測儀為例，如圖5所示。該儀器由調(diào)壓閥、進(jìn)氣壓力表、測量表、校正孔板、橡膠軟管、快速接頭和充氣嘴等組成，此外還須配備外部氣源、指示活塞位置的指針和活塞定位盤。外部氣源的壓力相當(dāng)于汽缸壓縮壓力，一般為600～900kPa。壓縮空氣按箭頭方向進(jìn)入汽缸漏氣量檢測儀，其壓力由進(jìn)氣壓力表顯示。隨后，它經(jīng)由調(diào)壓閥、校正孔板、橡膠軟管、快速接頭和充氣嘴進(jìn)入汽缸，汽缸內(nèi)的壓力變化情況由測量表顯示。原理如圖6所示。

 

圖5  柴油機(jī)汽缸漏氣量檢測儀

圖6  柴油機(jī)汽缸漏氣量測量原理圖

 

3、電感放電式氣缸壓力檢測儀

      這種檢測儀是通過檢測點(diǎn)火系二次電壓來確定汽缸壓力的儀器，只適用汽油機(jī)。點(diǎn)火線圈次極電感放電電壓和汽缸壓縮壓力之間具有近乎直線的對應(yīng)關(guān)系，因此，取得各缸信號經(jīng)處理電路進(jìn)行變換處理后，即可顯示出汽缸壓縮壓力。

三、氣缸壓力測量方法

       氣缸壓力表是測量柴油發(fā)電機(jī)氣缸壓縮力的工具。測量時要先予熱柴油發(fā)電機(jī)使水溫達(dá)到70—80℃熄火，然后測量。測量柴油機(jī)時因其壓縮力大，必須將壓力表頭嚴(yán)密地緊固在安裝噴油器的位置上才能測量。最好測量2~3次，取其平均值，與所測機(jī)型的氣缸壓力規(guī)范相比較，一般柴油機(jī)不得低于標(biāo)準(zhǔn)值的15%。各缸之間的壓力差不得超過8%。測量柴油發(fā)電機(jī)氣缸壓力，需使用專用的柴油發(fā)電機(jī)氣缸壓力表。氣缸壓力表量程一般為0-6MPa。 

1、測量步驟

（1）首先使柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至冷卻液溫度達(dá)到80～90℃，有些柴油發(fā)電機(jī)廠家要求在室溫條件下測量，然后用氣壓表具進(jìn)行測試（如圖7所示）。

（2）熄火停機(jī)，并切斷柴油供給。松開高壓油管和噴油泵的連接螺母，確保不向氣缸噴油。

（3）多數(shù)柴油發(fā)電機(jī)需要拆下所有噴油器，如圖8（1）所示，然后把氣壓表的接頭安裝到1號氣缸的噴油器孔中。

（4）用起動機(jī)拖動柴油機(jī)，確認(rèn)其轉(zhuǎn)速達(dá)到正常起動轉(zhuǎn)速，大約5s后讀取氣缸壓力表的讀數(shù)，如圖8（2）圖所示。

（5）取下壓力表，記下讀數(shù)。按下單向閥使壓力表指針回零。按此法依次測量各缸，每缸測量次數(shù)不少于2次，每缸測量結(jié)果取算術(shù)平均值，與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，分析結(jié)果，判斷汽缸工作狀況。

（6）將測得壓力與標(biāo)準(zhǔn)值對比，氣缸壓力低于極限值，應(yīng)對柴油發(fā)電機(jī)解體以查明原因并進(jìn)行檢修。康明斯系列柴油發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)氣缸壓力值為2·6～2·8MPa，各缸壓力差不大于200kPa(2kgf/cm²）。

2、 檢測缸壓注意事項

（1）不能在冷機(jī)時測缸壓。由于溫度和大氣壓等因素的影響，只有在柴油機(jī)達(dá)到正常的工作溫度時測得的缸壓才具有實(shí)質(zhì)性的參考價值。

（2）對于電噴機(jī)型在測試中必須拆下然油泵保險或其他繼電器、保險再測量，否則往往會導(dǎo)致“淹缸”以及缸壓偏低的情況。

（3）測試過程中，必須將節(jié)氣門、阻風(fēng)門全部打開。否則會由于燃燒室內(nèi)進(jìn)氣量不足，從而導(dǎo)致缸壓偏低。

（4）由于缸壓測量具有一定的偶然性，只測一次往往不準(zhǔn)確，只有經(jīng)過2~3次測試然后取其平均值，測試結(jié)果才有效。

（5）測試中起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間不能過長或過短。時間過長會過多消耗電能和損害起動機(jī)，過短則會達(dá)不到測試標(biāo)準(zhǔn)。

 

圖7  柴油機(jī)氣缸壓力測量表具組成圖

圖8   氣缸壓力測試步驟圖

 

四、結(jié)果分析

      若測得的結(jié)果超出原廠標(biāo)準(zhǔn)，說明燃燒室內(nèi)積炭過多，汽缸墊過薄或缸體和缸蓋結(jié)合平面經(jīng)多次維修磨削過多造成。測得的結(jié)果如低于原廠標(biāo)準(zhǔn)，說明汽缸密封性變差，可向該缸火花塞孔內(nèi)注入20-30ml機(jī)油，然后用汽缸壓力表重測汽缸壓力。

1、氣缸壓力重測步驟

（1）第二次測得的壓力值比第一次高，接近標(biāo)準(zhǔn)壓力，表明是汽缸活塞環(huán)、活塞磨損過大或活塞環(huán)對口、卡死、斷裂及缸壁拉傷等原因造成汽缸密封不嚴(yán)。

（2）第二次測得的壓力值與第一次略同，即仍比標(biāo)準(zhǔn)壓力低，說明進(jìn)、排氣門或汽缸襯墊密封不良。

（3）兩次結(jié)果均表明某相鄰汽缸壓力都相當(dāng)?shù)?，說明是兩相鄰處的汽缸襯墊燒損竄氣。

2、故障確診步驟

      以上重測步驟僅為對氣缸組不密封部位的故障分析和判斷，并不能十分有把握地確診，為了準(zhǔn)確地找出故障部位，可在測量完氣缸壓力后，針對壓力低的氣缸，采用以下方法進(jìn)行確診：

（1）如果在進(jìn)氣管口處聽到漏氣聲，說明進(jìn)氣門關(guān)閉不嚴(yán)密。

（2）如果在排氣消聲器口處聽到漏氣聲，說明排氣門關(guān)閉不嚴(yán)密。

（3）如果在散熱器加水口處看到有大量氣泡冒出，說明氣缸襯墊不密封造成氣缸與水套聯(lián)通，如圖9所示。

（4）如果在加機(jī)油口處聽到漏氣聲，說明氣缸活塞摩擦副磨損嚴(yán)重。

      測量結(jié)果，還與曲軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。如柴油機(jī)汽缸壓力與曲軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線（如圖10所示），只有當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速達(dá)到1500r/min以后，汽缸壓力曲線才變得比較平緩。但在低速范圍內(nèi)，即在檢測條件中由起動機(jī)帶動曲軸達(dá)到的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，即使較小的△n，也能引起汽缸壓力的較大變化值△p。

 

圖9  氣缸頭和氣缸體接合面示意圖

圖10  柴油機(jī)氣缸壓力和曲軸轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖

 

總結(jié)：

      氣缸壓力的大小與發(fā)動機(jī)氣缸密封狀況有關(guān)。隨著發(fā)動機(jī)使用時間的推移，氣缸壓力呈逐漸減小的變化趨勢，當(dāng)壓力降低到一定程度時，就說明發(fā)動機(jī)已嚴(yán)重磨損，不能繼續(xù)使用。通過發(fā)動機(jī)氣缸壓力的檢測，可以分析診斷發(fā)動機(jī)氣缸的密封性和進(jìn)、排氣系統(tǒng)是否通暢，并輔以其他檢測和分析查找出故障點(diǎn)，以確定發(fā)動機(jī)需要哪方面的修理。

 

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