故障檢查與技術(shù)維護(hù) |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障性質(zhì)分類和診斷方法 |
摘要:根據(jù)康明斯公司售后政策,柴油發(fā)電機(jī)維修原則要遵從先想后做、由簡(jiǎn)到繁、從表及里,最后有效根除所發(fā)生的故障。因此,康明斯技術(shù)員到用戶現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí),首先需要了解用戶柴油機(jī)的使用狀況,以及之前該柴油機(jī)的維修史,并對(duì)相應(yīng)情況做好登記,在結(jié)束柴油機(jī)運(yùn)行的觀察后,應(yīng)向被檢單位提交具有專業(yè)性的故障診斷報(bào)告。從機(jī)械原理的角度來(lái)說(shuō),柴油發(fā)電機(jī)組只要開(kāi)始運(yùn)行,出現(xiàn)故障是難以避免的事情,但是故障也有輕重緩急和事故大小之分,那么我們?nèi)绾蝸?lái)分析這些故障的性質(zhì),從而給予更好或者更合適的解決方案是專業(yè)維修工程師最終的目的。
一、柴油機(jī)各系統(tǒng)常見(jiàn)故障
柴油機(jī)是有許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成,這些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)都按照一定的規(guī)律,相互聯(lián)系,相互配合,保證了柴油機(jī)正常工作。一旦部分機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)出現(xiàn)故障,使其起動(dòng)性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和使用的可靠性將會(huì)受到較大的影響,甚至不能繼續(xù)工作。
1、進(jìn)排氣系統(tǒng)故障
進(jìn)、排氣系統(tǒng)是指柴油機(jī)在工作時(shí)需要進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的輔助,而這兩系統(tǒng)組成了進(jìn)、排氣系統(tǒng)。
(1)氣流受阻——空濾堵塞、進(jìn)氣太臟;
(2)空濾損壞——進(jìn)氣短路或斷路;
(3)壓力側(cè)泄漏——噪聲、功率不足;
(4)排氣泄漏——噪聲、功率不足;
(5)增壓器零件故障——零件損壞、漏油、漏氣;
(6)回油不暢—— 回油管堵塞、吸扁。
2、燃油系統(tǒng)故障
燃油供給系是柴油機(jī)的一個(gè)重要部分,原理示意圖如圖2所示。燃油供給系的完善程度和技術(shù)狀況的好壞對(duì)柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、使用可靠性影響極大。柴油機(jī)在使用過(guò)程中因機(jī)件磨損及調(diào)整使用不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е氯加凸┙o系技術(shù)性能變壞,往往會(huì)出現(xiàn)一些明顯的故障。主要故障有柴油機(jī)不易啟動(dòng)、柴油機(jī)動(dòng)力不足、工作不平穩(wěn)、自行停車、排氣煙色異常、有異常響聲、飛車等。雖然產(chǎn)生故障的原因是多方面的,但柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)故障還是有自己特點(diǎn)的。
(1)油路堵塞;
(2)燃油進(jìn)空氣或有水; 泄漏;
(3)輸油泵損壞;
(4)高壓油泵故障等。
圖1 柴油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)空氣流向示意圖 |
圖2 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理示意圖 |
3、冷卻系統(tǒng)
柴油機(jī)多數(shù)都是水冷系統(tǒng),經(jīng)過(guò)水的循環(huán)帶走熱量達(dá)到冷卻的目的,其原理和冷卻液流向示意圖如圖3所示。應(yīng)注意的是一些單缸柴油機(jī)由于采用的是自流蒸發(fā)式冷卻,水箱中的水沸騰是正?,F(xiàn)象,不屬于水溫過(guò)高。但如果是循環(huán)式冷卻的,水溫表指針經(jīng)常達(dá)100℃以上,這時(shí)也有“開(kāi)鍋”情況發(fā)生,就要注意水溫過(guò)高而發(fā)生故障,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修,查清故障原因,并及時(shí)排除。
(1)機(jī)油油面過(guò)高,易造成柴油機(jī)過(guò)熱;
(2)氣缸蓋密封墊中的小孔 易堵塞水泵漏水;
(3)節(jié)溫器損壞等等。
4、潤(rùn)滑系統(tǒng)故障
柴油機(jī)工作環(huán)境惡劣,對(duì)其潤(rùn)滑系統(tǒng)提出了更高的要求,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)通常是由于使用了不合格的機(jī)油濾芯和不正確及時(shí)的保養(yǎng)引發(fā)的,故現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)注意“病從口入”,嚴(yán)把濾芯進(jìn)貨渠道,不合格質(zhì)量差的濾芯堅(jiān)決不能使用。冬天柴油機(jī)啟動(dòng)由于溫度低,機(jī)油粘度大造成啟動(dòng)時(shí)機(jī)油壓力過(guò)高,故應(yīng)采用預(yù)熱機(jī)油啟動(dòng)。及時(shí)了解潤(rùn)滑油的品質(zhì),及時(shí)更換潤(rùn)滑油,將會(huì)大大延長(zhǎng)柴油機(jī)的使用壽命。
(1)機(jī)油稀釋 (有水;有燃油) ;
(2)機(jī)油變質(zhì);
(3)柴油機(jī)機(jī)油消耗量過(guò)高;
(4)潤(rùn)滑油路堵塞。
康明斯公司需要提醒的是:了解和掌握上述柴油機(jī)各系統(tǒng)常見(jiàn)故障類型及原因,對(duì)分析和排除柴油機(jī)綜合性故障有重大意義。
圖3 柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)原理示意圖 |
圖4 柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 |
二、故障性質(zhì)的分類
故障檢修的一般程序:把柴油發(fā)電機(jī)看成整體→向用戶或操作者全面了解情況→作必要的檢查→作正確的分析→進(jìn)行正確的修理→核實(shí)所作的修理已解決問(wèn)題。柴油發(fā)電機(jī)故障可從以下不同方面進(jìn)行分類:
1、按故障的性質(zhì)分類
柴油發(fā)電機(jī)故障按其性質(zhì),可分為本質(zhì)故障、誤用故障和從屬故障三類。
(1)本質(zhì)故障。
在規(guī)定使用條件下,由于柴油發(fā)電機(jī)及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障稱為本質(zhì)故障,如柴油發(fā)電機(jī)連桿斷裂等。
(2)誤用故障。
不按規(guī)定條件使用或由于外界因素而引起的柴油發(fā)電機(jī)故障稱為誤用故障,如因機(jī)油油量不足引起燒瓦等。
(3)從屬故障。
某一柴油發(fā)電機(jī)故障所引起的派生故障稱為從屬故障,也成為相關(guān)故障,如連桿螺釘斷裂引起的機(jī)體裂紋等。
2、按照故障等級(jí)分類
(1)致命故障。
凡造成柴油發(fā)電機(jī)重要零件報(bào)廢、導(dǎo)致人身傷亡或造成重大經(jīng)濟(jì)損失的故障稱為致命故障,也稱為危險(xiǎn)性故障,如連桿螺栓斷裂、機(jī)體破裂等。此類故障屬一類故障。
(2)嚴(yán)重故障。
凡柴油發(fā)電機(jī)主要性能指標(biāo)超過(guò)限值,主要零件損壞需解體才能排除的故障稱為嚴(yán)重故障,如柴油發(fā)電機(jī)油耗過(guò)高、活塞環(huán)斷裂等。此類故障數(shù)二類故障。
(3)一般故障。
凡柴油發(fā)電機(jī)需停機(jī)檢修,需要更換非主要部件,用隨機(jī)工具即可排除的故障稱為一般故障,如三漏(漏氣、漏油、漏水)、蓋板損壞等。此類故障屬三類故障。
(4)輕度故障。
凡一般不導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)停機(jī),不需要更換零件,用隨機(jī)工具在短時(shí)間內(nèi)即可排除的故障稱為輕度故障。如柴油發(fā)電機(jī)密封部位滲漏、蓋板螺釘松動(dòng)等。此類故障屬四類故障。
3、按故障出現(xiàn)時(shí)間分類
柴油發(fā)電機(jī)故障按其出現(xiàn)時(shí)間的快慢,可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障兩類。
(1)突發(fā)性故障。
此類柴油發(fā)電機(jī)故障在短時(shí)間內(nèi)突然發(fā)生,不能靠早期診斷來(lái)預(yù)測(cè),如連桿螺栓斷、氣門(mén)彈簧斷裂等。
(2)漸發(fā)性故障。
此類柴油發(fā)電機(jī)故障的發(fā)生有一個(gè)漸變的過(guò)程,可以通過(guò)早期診斷進(jìn)行預(yù)測(cè),如缸套磨損、氣門(mén)漏氣等。
4、按故障發(fā)生的部位分類
柴油發(fā)電機(jī)故障按其發(fā)生部位,可分為整體性故障和零部件故障兩類。
(1)整體性故障。
柴油發(fā)電機(jī)的整體性故障也稱為綜合性故障,影響整機(jī)性能,如起動(dòng)困難、功率不足、飛車、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、壓力異常、溫度異常、聲音異常、振動(dòng)異常、突然停車等,其原因是綜合性的。
(2)零部件故障。
零部件故障是指某一柴油發(fā)電機(jī)零件所發(fā)生的故障,如齒輪斷裂、水泵泵量過(guò)小等。
5、按故障的原因和現(xiàn)象分類
柴油發(fā)電機(jī)故障按其原因和現(xiàn)象,可分為磨損性故障、錯(cuò)用性故障和薄弱性故障三類。
(1)磨損性故障。
由于摩擦副磨損過(guò)大而造成的故障稱為磨損性故障。此類故障是正常使用條件下,正常磨損過(guò)程中可以預(yù)料的故障,如活塞環(huán)過(guò)度磨損,造成嚴(yán)重漏氣、功率不足等。此類故障一般不會(huì)造成嚴(yán)重后果。
(2)錯(cuò)用性故障。
在實(shí)際使用條件下,產(chǎn)生的載荷超過(guò)了原設(shè)計(jì)能力所造成的故障稱為錯(cuò)用性故障,如超負(fù)荷使用致使柴油發(fā)電機(jī)冒黑煙、軸系斷裂等。
(3)薄弱性故障。
在實(shí)際使用條件下,產(chǎn)生的載荷未超過(guò)設(shè)計(jì)能力,只是設(shè)計(jì)失誤造成薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致零部件喪失工作能力的故障稱為薄弱性故障。此類故障多發(fā)生在新開(kāi)發(fā)機(jī)型上。一般表現(xiàn)為零件破損、軸系及支架斷裂等。
6、按故障后果的性質(zhì)分類
以可靠性為中心的維修指導(dǎo)思想認(rèn)為,故障后果比故障頻率更為重要,故障后果可以影響重要機(jī)件發(fā)揮正常的功能,可以造成更換故障件的費(fèi)用支出,可以損壞整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備,甚至造成人員傷亡。因此,故障后果決定了維修工作的先后次序和及時(shí)提出修改機(jī)件設(shè)計(jì)的建議。故障后果按性質(zhì)可分為四類:
(1)安全性故障后果。
此類故障能造成機(jī)毀人亡,需采用預(yù)防維修方式,使故障風(fēng)險(xiǎn)率減少到可以接受的水平;否則,有關(guān)機(jī)件項(xiàng)目就要重新設(shè)計(jì)。
(2)使用性故障后果。
此類故障能干擾使用計(jì)劃,會(huì)因該機(jī)件工作能力的下降,造成其他間接的經(jīng)濟(jì)損失(例如使用中經(jīng)濟(jì)性下降等)。在費(fèi)用效果分析的基礎(chǔ)上,可采取預(yù)防維修的方式來(lái)解決這些問(wèn)題。
(3)非使用性故障后果。
此類故障的后果對(duì)使用沒(méi)有直接的不利影響。例如采用冗余度設(shè)計(jì)的裝置,其中一個(gè)裝置出現(xiàn)故障后,只需在方便時(shí)更換或修理。因此,非使用性后果可采用事后維修方式。
(4)隱蔽性故障后果。
此類故障后果一般不會(huì)產(chǎn)生直接的不利影響。但是,當(dāng)具有隱蔽性故障后果的計(jì)件與另一個(gè)或幾個(gè)計(jì)件的故障相關(guān)時(shí),如果第一個(gè)機(jī)件的功能故障由于隱蔽原因未被發(fā)現(xiàn),以致第二個(gè)機(jī)件又發(fā)生故障,從而造成多重故障,則將導(dǎo)致危險(xiǎn)性故障,必須采取預(yù)防維護(hù)的方式減少此類風(fēng)險(xiǎn)的因素。
三、柴發(fā)故障的針對(duì)性分析方法
柴油機(jī)在使用過(guò)程中,隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增多,零部件的自然磨損,以及受到環(huán)境、溫度變化影響,維護(hù)保養(yǎng)的不及時(shí)或不遵守操作規(guī)程,維修質(zhì)量差等因素,柴油機(jī)發(fā)生故障是必然的。因此,正確使用和及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)是防止和減少柴油機(jī)故障的有效措施。康明斯柴油機(jī)故障診斷的方法有很多,最常用的有以下幾種方法:
1、器官感觸法
器官感觸法實(shí)際上是一種經(jīng)驗(yàn)檢查法,即依靠操作或檢修人員的眼、耳、鼻、等身體器官的感覺(jué),檢查判斷機(jī)器的技術(shù)狀態(tài)及故障模式。其中,故障聽(tīng)診法是感官診斷中最常見(jiàn)的方法,現(xiàn)場(chǎng)典型案例如圖5所示。相對(duì)于其他觸覺(jué)診斷法,其判斷故障會(huì)有更加準(zhǔn)確和鎖定故障范圍更小的優(yōu)勢(shì),但是對(duì)維修工程師經(jīng)驗(yàn)和診斷技術(shù)有非常高的要求。因此,普通維修人員盡量不要使用感觸法,以免誤導(dǎo)正確的故障診斷方向。
2、機(jī)器儀表測(cè)量法
此類方法比較準(zhǔn)確,可參照儀表中的使用說(shuō)明對(duì)機(jī)器進(jìn)行分析判斷。在康明斯柴油機(jī)專業(yè)修理廠一般都備有常用的檢查儀器,如發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架檢測(cè)儀,煙度、噪聲檢查儀、故障診斷儀等。其中,故障診斷儀是用于檢測(cè)和診斷電控柴油機(jī)故障的工具,也是故障診斷最精確的維修工具,實(shí)物如圖6所示。下面是故障診斷儀的使用方法和步驟:
(1)準(zhǔn)備工作:確保故障診斷儀充電或插入適當(dāng)?shù)碾姵兀鶕?jù)需要連接適當(dāng)?shù)膫鞲衅骰蛱结槨?/span>
(2)連接柴油發(fā)電機(jī):將故障診斷儀與要診斷的柴油發(fā)電機(jī)連接。根據(jù)不同的柴油發(fā)電機(jī),可能需要使用適當(dāng)?shù)倪B接線纜或接頭。
(3)啟動(dòng)故障診斷儀:按下電源按鈕或相應(yīng)的啟動(dòng)按鈕,啟動(dòng)故障診斷儀。如果有液晶顯示屏,等待屏幕顯示正常后,進(jìn)入下一步。
(4)選擇診斷模式:根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的類型和診斷需求,選擇相應(yīng)的診斷模式??赡苡卸喾N模式可供選擇,如全面診斷模式、特定故障檢測(cè)模式等。
(5)開(kāi)始診斷:根據(jù)故障診斷儀的指示,開(kāi)始進(jìn)行診斷。根據(jù)儀器的指示和要診斷的柴油發(fā)電機(jī)的操作步驟,進(jìn)行相應(yīng)的操作或測(cè)試。
(6)分析結(jié)果:根據(jù)故障診斷儀顯示的結(jié)果,分析柴油發(fā)電機(jī)的故障原因。根據(jù)結(jié)果,可能需要進(jìn)行更深入的檢查或采取相應(yīng)的修復(fù)措施。
(7)記錄和報(bào)告:將診斷結(jié)果記錄下來(lái),并根據(jù)需要進(jìn)行報(bào)告??梢允褂霉收显\斷儀的內(nèi)置功能或?qū)⒔Y(jié)果導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和報(bào)告。
(8)關(guān)閉故障診斷儀:在完成診斷后,按下電源按鈕或相應(yīng)的關(guān)閉按鈕,關(guān)閉故障診斷儀。
用戶應(yīng)該定期聘請(qǐng)柴油機(jī)維修廠使用檢查儀器對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行必要的檢測(cè),查找并排除一些不易發(fā)現(xiàn)的隱蔽性故障或隱患,使柴油發(fā)電機(jī)能經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)下工作,提高其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,更好地發(fā)揮其作用。
3、相互對(duì)比法
對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)故障的柴油發(fā)電機(jī),操作人員可以通過(guò)故障現(xiàn)象和特征進(jìn)行分析、診斷,從而判斷故障原因,查找出可能出現(xiàn)問(wèn)題的零件,并用完好的、新的合格零件進(jìn)行替換,再重新啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī),觀察柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,如果柴油發(fā)電機(jī)此時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常,則說(shuō)明原來(lái)?yè)Q下的零件有問(wèn)題,反之則說(shuō)明可能是其他零件存在問(wèn)題。通過(guò)換件對(duì)比,可以確定故障的確切部位及故障的原因。
4、逐步篩選法
此類方法是針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的個(gè)別問(wèn)題和故障,先分析出其可能造成該故障所有原因,再逐漸地由表及里、由簡(jiǎn)到繁地一層一層地進(jìn)行分析診斷和排除??筛鶕?jù)檢查的難易程度,由表及里地進(jìn)行診斷。這種方法雖然比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,但比較有效,能分析出引發(fā)某一故障的所有可能原因。
圖5 柴油發(fā)電機(jī)故障聽(tīng)診法 |
圖6 柴油機(jī)故障診斷儀實(shí)物圖 |
結(jié)束語(yǔ):
對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)操作和維修人員而言,一些常見(jiàn)故障的診斷與排除的技能,必須在實(shí)踐中學(xué)習(xí),不斷積累經(jīng)驗(yàn);必須對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的構(gòu)造和原理有足夠的了解和掌握。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異常時(shí),要根據(jù)其表現(xiàn)特征,認(rèn)真分析檢查,及早排除故障隱患,保證柴油發(fā)電機(jī)的正常使用,避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也可減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞。
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