故障檢修與技術(shù)維護(hù)

康明斯柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)油、進(jìn)排氣、氣缸壓力異常處理措施

摘要：正確柴油發(fā)電機(jī)故障診斷方法可加快柴油發(fā)電機(jī)故障排查效率，對潛在的柴油機(jī)故障預(yù)測與防范，提前規(guī)避不確定故障風(fēng)險(xiǎn)，是當(dāng)傳統(tǒng)柴油機(jī)面臨的亟待解決問題。本文分析了柴油發(fā)電機(jī)壓力異常問題，針對具體油壓異常、進(jìn)排氣壓力異常、背壓太高、氣缸壓力太低四方面問題，識別了故障潛在的后果危害，針對不用壓力異常故障原因展開分析，提出了柴油發(fā)電機(jī)壓力異常排除措施，解除了柴油發(fā)電機(jī)典型故障，保證柴油發(fā)電機(jī)良性運(yùn)行。

一、故障現(xiàn)象

      柴油發(fā)電機(jī)壓力異常包括機(jī)油壓力、進(jìn)氣壓力、排氣壓力、氣缸壓力等運(yùn)行參數(shù)未能保持正常工況閾值參數(shù)，威脅到柴油機(jī)運(yùn)行安全的異常故障現(xiàn)象。

1、油壓異?，F(xiàn)象

      當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)排壓力異常時(shí)，表現(xiàn)機(jī)油壓力表指示的數(shù)值遠(yuǎn)低于技術(shù)要求（如圖1所示），或者是濾清器前后壓力相差很大，超過150KPa。

2、進(jìn)排氣壓力異常現(xiàn)象

（1）當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)排壓力異常時(shí)，表現(xiàn)為中冷器前（后）的氣體壓力太低，在全負(fù)荷時(shí)，低于150KPa（正常值170--180KPa）或無右排缸壓力差別太大，超過30KPa；

（2）渦輪前排氣壓力太高，全負(fù)荷時(shí)，大于160KPa（正常值140—150KPa），或左右排缸壓力差別太大，超過30KPa；

（3）渦輪后排氣壓力太高，大于3KPa，即所謂背壓太高。

3、氣缸壓力太低現(xiàn)象

      所謂氣缸壓力太低，指壓縮過程中氣缸壓縮壓力太低。任何一缸的最小壓力不應(yīng)低于最大壓力氣缸的70％，任何氣缸壓力讀數(shù)不應(yīng)低于690KPa，曲線如圖2所示。例如，如果任何一缸的最高壓力為1035KPa，則其它缸的最低容許壓力為725KPa。

圖1  油壓表顯示低于20PSI

圖2  柴油機(jī)氣缸壓力曲線

 

二、后果危害

            柴油發(fā)電機(jī)在日常使用中，出現(xiàn)壓力異常時(shí)比較普遍的問題，壓力異常時(shí)若不及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)潤滑失效、功率下降、油耗升高和冒黑煙，嚴(yán)重情況下造成異常磨損和拉缸、拉瓦現(xiàn)象。

1、機(jī)油壓力異常的后果

（1）機(jī)油壓力過低，引起潤滑不良，甚至潤滑失效。造成零件異常磨損和軸承燒損事故，影響柴油發(fā)電機(jī)可靠性和使用壽命及正常工作。

（2）當(dāng)機(jī)油濾清器前后壓力差太大時(shí)，造成機(jī)油不經(jīng)濾清，直接從旁通閥進(jìn)入主油道，使不潔之機(jī)油進(jìn)入摩擦付，造成異常磨損和拉缸、拉瓦現(xiàn)象。

2、進(jìn)排氣壓力異常的后果

（1）進(jìn)氣歧管壓力過高的故障現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)、加速不夠、油耗增加等問題，甚至還可能導(dǎo)致柴油機(jī)無法正常啟動(dòng)；而相反的，進(jìn)氣歧管壓力過低就會(huì)影響柴油機(jī)的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，也會(huì)導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)。

（2）排氣背壓對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能有很大的影響。會(huì)使排氣不暢，倒致氣缸內(nèi)氣體無法正常排出，影響進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降。

3、氣缸壓力異常的后果

（1）柴油機(jī)氣缸壓力過低，會(huì)造成柴油機(jī)動(dòng)力下降，燃油或機(jī)油消耗量增加，排放超標(biāo)，起動(dòng)困難。

（2）柴油機(jī)氣缸壓力過高，會(huì)造成柴油機(jī)工作爆燃，起動(dòng)困難。

（3）柴油機(jī)各缸壓力不均，會(huì)造成柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴或缺缸。

三、原因分析

 

1、機(jī)油壓力異常原因

① 當(dāng)控制器出現(xiàn)圖3標(biāo)志，表示油底殼油量不足。從而使油泵流量減小，或者機(jī)油管路破裂均造成油壓不足。

② 機(jī)油濾清器臟污，阻力增大，使機(jī)油流通能力減小，造成油壓過低同樣機(jī)油泵故障或管路有氣，產(chǎn)生氣阻，均造成機(jī)油流量減小，引起油壓過低。

③ 機(jī)油壓力與機(jī)油粘度成比例關(guān)系。當(dāng)機(jī)油內(nèi)有水或柴油，或者油溫太高，均使機(jī)油粘度下降，從而引起油壓過低∶同樣冷卻系統(tǒng)有故障，如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過低，低溫水泵泵量小，油冷器臟污均造成油溫過高，而使油壓過低。軸承間隙過大，瀉油太多，保不住油壓，也造成油壓過低。

④ 調(diào)壓閥彈簧斷裂，使系統(tǒng)內(nèi)壓力失去平衡，造成回油量大，而使主油道內(nèi)機(jī)油壓力過低。同樣當(dāng)調(diào)壓閥卡滯或調(diào)節(jié)不當(dāng)，均使機(jī)油回油太多，引起主油道油壓過低。

2、進(jìn)排氣壓力異常原因

      由于康明斯系列柴油發(fā)電機(jī)是增壓中冷進(jìn)氣系統(tǒng)，所以除從進(jìn)排氣系統(tǒng)分析外，還要充分考慮增壓器和中冷器的因素。進(jìn)排氣壓力來源如圖4所示。

① 空氣濾清器污堵，進(jìn)氣真空度大，造成壓氣機(jī)后氣壓低。

② 壓氣機(jī)污堵，既使壓氣機(jī)效率降低，又使空氣流阻增大，造成增壓壓力降低。

③ 增壓器任何故障，如喘振、葉輪和殼體間隙過大，噴嘴環(huán)面積變大，均導(dǎo)致增壓壓力降低。

④ 進(jìn)氣管漏氣、中冷器污堵，均使進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣壓力不足。

⑤ 排氣消聲器污堵，柴油排氣背壓增大，增壓的效率下降，造成壓氣機(jī)后壓力降低。

⑥ 配氣相位錯(cuò)亂，影響柴油發(fā)電機(jī)的性能和排氣脈波的效率。使增壓器作功能力下降，造成進(jìn)氣壓力不足。

3、氣缸壓力過低原因

      影響柴油發(fā)電機(jī)氣缸壓縮壓力的因素。

① 缸套活塞環(huán)的密封及氣門的密封直接影響缸內(nèi)壓縮壓力。密封不嚴(yán)，將導(dǎo)致氣體從活塞環(huán)竄入曲軸箱和從氣門座處漏掉。

② 壓縮比過低，造成氣體壓縮程度不足，引起壓縮壓力過低而進(jìn)氣壓力過低時(shí)，盡管壓縮程度足夠，也因壓縮始點(diǎn)壓力低，導(dǎo)致壓縮終點(diǎn)壓力低。

圖3  當(dāng)出現(xiàn)此圖標(biāo)志即代表機(jī)油壓力低

圖4  進(jìn)排氣壓力來源示意圖

 

四、診斷方法和排除措施

     對于壓力異常的診斷主要靠儀器儀表法診斷。并用拆檢法找出造成壓力異常的原因和部位。對壓力異常的不同表現(xiàn)形式和不同的原因，應(yīng)分別采取措施。

1、油壓異常解決方法

（1）首先應(yīng)對造成供油不足的潤滑系統(tǒng)方面的因素予以排除。

① 更換破裂之管路和修理管路連接面，使之不漏油。

② 放掉管路中之空氣，消除氣障。

③ 向油底殼加足機(jī)油。

④ 通過化驗(yàn)，對油中有柴油、有水予以確認(rèn)。當(dāng)機(jī)油粘度下降（小于11min2/s）、閃點(diǎn)降低（小于200℃）和水分增加，都說明油中有柴油或水分。此時(shí)應(yīng)當(dāng)予以更換。

⑤ 清洗污堵機(jī)油濾清器濾芯。

⑥ 通過在試驗(yàn)臺上試驗(yàn)，對供油量不足之機(jī)油泵進(jìn)行修理調(diào)整，使其恢復(fù)流量。

⑦ 對卡滯或彈簧斷裂之調(diào)壓閥予以更換，修理調(diào)整。

（2）然后對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行修理，使其提高冷卻能力。

① 清洗或修理機(jī)油冷卻器。

② 修理低溫散熱器和低溫水泵。

③ 調(diào)整或修理風(fēng)扇傳動(dòng)皮帶和傳動(dòng)液力偶合器，使風(fēng)扇達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速。

（3）對因軸承間隙過大或燒瓦引起油壓降低，則應(yīng)更換、修復(fù)軸承，使之達(dá)到技術(shù)要求。

2、進(jìn)排氣壓力異常解決方法

      對氣壓過低，則應(yīng)主要從進(jìn)排氣系統(tǒng)的零部件上予以排除。

（1）首先排除漏氣因素，更換進(jìn)排氣管漏氣處法蘭墊片或膠圈，密封處如圖5所示。

（2）然后清洗講排氣系統(tǒng)流通部件，如清洗空氣濾、中冷器、壓氣機(jī)及排氣消聲器等。

（3）檢查和調(diào)整配氣相位，原理動(dòng)態(tài)圖如圖6所示。

（4）修復(fù)增壓器，如調(diào)整葉輪和渦殼間隙，噴油環(huán)面積及渦輪端面間隙等。

3、缸壓異常解決方法

      對氣缸壓縮壓力過低，主要從燃燒和進(jìn)氣系統(tǒng)予以排除。

（1）保證進(jìn)氣壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）更換活塞環(huán)，修復(fù)或更換缸套、活塞，使之密封良好。

（3）研磨氣門，使氣門與座密封良好。

（4）調(diào)整氣缸墊片厚度，保持氣缸蓋與活塞間最小余隙在1~1.5mm之間。

 

圖5  排氣管與增壓器密封連接

 總結(jié)：

      柴油發(fā)電機(jī)需要運(yùn)行效率及運(yùn)行過程的可靠性，如果發(fā)生故障，一方面會(huì)影響使用效率，另一方面會(huì)給用電安全性造成影響，甚至造成重大財(cái)產(chǎn)損失。因此，柴油發(fā)電機(jī)潛在故障要提前診斷與排除，保證運(yùn)行工況的可靠性。本文分析柴油發(fā)電機(jī)壓力問題，針對故障現(xiàn)象、后果危害、解決措施三部分展開論述；主要闡述了柴油發(fā)電機(jī)壓力異常問題，針對柴油機(jī)存在的油壓、氣壓、缸壓問題展開分析，并對問題產(chǎn)生因素全面剖析，針對具體故障情況做出了具體解決措施，幫助柴油機(jī)排除與解除故障，促進(jìn)柴油發(fā)電機(jī)良性運(yùn)行，滿足經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，確保柴油發(fā)電機(jī)使用過程中的安全性能。

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