如何解決柴油發電機組排氣管和增壓器發紅現象
發布時間：2023-10-15 點擊：477
故障檢查與技術維護
如何解決柴油發電機組排氣管和增壓器發紅現象
深圳某用戶反映，其購買的柴油發電機組渦輪增壓器的渦輪殼變得通紅通紅的。因為渦輪殼材料為鑄鐵，柴油發電機組正常排氣溫度下渦輪殼根本不會出現發紅現象，所以康明斯公司判定該機組為溫度過高引起的。以下是康明斯以實例說明來對柴油發電機組排氣管和增壓器發紅現象進行分析，并將維修過程公布在本文中，主要內容請閱讀本文。
一、增壓器發紅的易發原因
1、喘振原因
通常在選配增壓器時，已根據采用不同的增壓系統（圖1）的工作特性將壓氣機配合工作線選擇在喘振線b右側的適當位置。此時既可保證柴油發電機達到預定的增壓指標和增壓器在高效率區工作，又保證在柴油發動機全部工作范圍內增壓器不發生喘振。
2、阻塞因素
由于供油量增多，廢氣能量增大，必然導致增壓器轉速提高，壓氣機排氣量和排出壓力升高。而此時柴油發電機轉速低,耗氣量少，使增壓器供氣與柴油發電機耗氣之間的供需平衡被打破。壓氣機背壓升高,流量減少,從而引起增壓器溫度過高而發紅。
3、冷卻變差
當空冷器冷卻能力下降時，柴油發電機排氣溫度升高，壓氣機轉速升高，配合運行點移向高處，喘振余量減小會造成增壓器溫度過高。
圖1 增壓器工作模式
二、康明斯增壓器故障案例
1、故障現象
柴油發電機在使用過程中出現了排氣管暗紅，增壓器蝸殼燒紅的故障（圖2），故障看起來比較嚴重，且柴油發電機動力也稍顯不足，但柴油發電機并沒有冒黑煙。由于增壓器蝸殼燒紅，如果繼續使用設備，可能造成失火故障。夜間用紅外測溫儀測試，一般為700~800℃。由于柴油發電機動力不足并存在安全隱患，如有漏油可能引起火災，因此，用戶對排氣主管和增壓器火熱發紅的發電機組都不敢使用，請專業維修人員現場進行故障檢測和排除。
圖2 增壓器發紅狀態
2、故障檢測過程
維修人員到達現場后，對該柴油發電機進行了全面檢查，存在柴油發電機動力不足、排氣主管和增壓器發紅的過熱現象，經試驗，研究和分析原因，認為包括以下可能：
（1）檢查氣缸壓縮壓力（如圖3），其中兩個缸為3.3mpa；另兩個缸為3.5mpa；也在允許范圍內（3.2～3.8mpa）；
圖3 氣缸壓縮壓力檢查方法
（2）康明斯柴油發電機采用pt燃料系統，其噴油器噴入氣缸的壓力為105mpa，為一般燃油嘴允許噴射壓力的5倍，所用噴油器的質量好壞影響很大。在單缸功率為45kw的柴油發電機上，一個缸噴油器有問題就會影響17%的動力。在檢驗中，為了解各缸噴油器工作情況，拆卸排氣主管，發現有的因壓力不足或關閉不嚴而漏油、滴油，排氣冒黑煙，排柴油；有的燃燒不好，高速時后燃嚴重。這樣也會使柴油發電機動力不足，排氣歧管和增壓器過熱發紅。
（3）氣門材質有問題，氣門使用時間很短就關閉不嚴或是燒蝕，有的還掉塊。不但工作不良，使沒燃盡的可燃氣體在排氣道中二次燃燒，導致柴油發電機動力不足，并使排氣歧管和增壓器過熱發紅，這種情況也多次處理。
3、故障排除過程
雖然找到了故障的原因，但往后的故障位置判斷頗費了一番周折，實錄如下：
（1）康明斯柴油發電機根據運行時間一般一年至一年半中修或大修一次。但在檢修時，對主軸軸瓦、缸套、活塞等主要機件按要求選配檢驗時均比較嚴格，但對凸輪軸等就有所疏忽，進行兩三次大中修都沒有檢驗更換。因而在工作中因凸輪軸、軸承、正時齒輪等磨損而使各部件間有較大間隙，結果導致著火正時不準（該機氣門和噴油器均有凸輪軸驅動）。一般磨損間隙增長后，會使著火正時滯后。經過幾年跟蹤試驗，這是造成柴油發電機動力不足、排氣歧管和增壓器過熱發紅的主要因素。在本次檢修中先后更換了兩次缸蓋，并研磨氣門，更換了3批噴油器（每批6只），更換了3個增壓器和1只排氣支管。盡管這樣都沒有完全解決柴油發電機無力，排氣歧管和增壓器過熱發紅的重要原因。
（2）維修人員開始懷疑進氣系統是否堵塞，比如空氣濾堵塞、中冷器堵塞等，但檢查進氣系統的相關部件，并未發現任何堵塞顯現，為判斷故障，甚至拆下空氣濾和中冷器，空氣由增壓器出口直接接到進氣歧管，起動柴油發電機試驗，增壓壓力沒有任何變化，仍然為0.06mpa左右，排氣管及蝸殼仍然燒紅。至此，也排除了進氣系統（除進氣歧管外）的因素。
（3）一般廠家用墊片厚度有0.18mm、0.38mm、0.80mm三種，右旋柴油發電機增加墊片厚度使用噴油提前，減少墊片厚度噴油滯后。但襯墊的厚度有一定限度，大凸輪柴油發電機墊片最后不能超過2mm，最薄不能少于0.30mm。無法調整到位應更換隨動輪蓋。因為nta系列的康明斯柴油發電機為雙缸式氣缸蓋，所以調整時只需按發火順序，前3個缸（1、5、3缸）調好了。其余3個缸（6、2、4）缸也隨之調好。在調整過程中有時會發生變化，應調完后再驗證一兩次。依然沒有解決增壓器發紅現象。
（4）在沒有變的選擇的情況下，維修人員決定拆卸氣門室蓋，進一步檢查進排氣門的密封及質量狀況，為此，需要拆掉進排氣歧管。當拆下進氣歧管時，發現有一個歧管的密封墊壞了，造成該處密封不嚴，可能導致增壓空氣泄漏。為驗證是否是該因素導致排氣管及增壓器蝸殼燒紅故障，維修人員決定先換上一個新的進氣歧管密封墊，然后起動柴油發電機試驗，結果是原有的故障消失，柴油發電機恢復正常運轉。
該柴油發電機在出現此故障之前進行過大修，一開始沒有人懷疑進排氣系統有漏氣現象，所以使得本來簡單的故障復雜化了。這也說明了一個問題，維修柴油發電機（特別是大修柴油發電機）時，更換高質量的密封部件的重要性。否則，可能是一個非常不起眼的小疏忽，就可能帶來許多意想不到的麻煩。再者，當出現此類故障時，在對進排氣系統進行是否堵塞的排查時，還應注意檢查是否存在泄漏等其它問題。這樣就可以減少很多無用功，達到更好的排除故障的目的。
柴油發電機組KW和KVA概念不同，用戶要學會正確換算方法
400KW柴油發電機組電噴與電調的區別
康明斯發電機組氣門傳動組的結構和作用
康明斯集裝箱發電機組完成240小時滿載測試
冷卻液液面如何進行檢測?柴油發電機冷卻液檢測方法介紹
柴油發電機凸輪軸軸承響的原因是什么？
柴油發電機組為什么有藍煙
冷水機組“跑油”了怎么辦？
如何解決柴油發電機組排氣管和增壓器發紅現象
深圳某用戶反映，其購買的柴油發電機組渦輪增壓器的渦輪殼變得通紅通紅的。因為渦輪殼材料為鑄鐵，柴油發電機組正常排氣溫度下渦輪殼根本不會出現發紅現象，所以康明斯公司判定該機組為溫度過高引起的。以下是康明斯以實例說明來對柴油發電機組排氣管和增壓器發紅現象進行分析，并將維修過程公布在本文中，主要內容請閱讀本文。
一、增壓器發紅的易發原因
1、喘振原因
通常在選配增壓器時，已根據采用不同的增壓系統（圖1）的工作特性將壓氣機配合工作線選擇在喘振線b右側的適當位置。此時既可保證柴油發電機達到預定的增壓指標和增壓器在高效率區工作，又保證在柴油發動機全部工作范圍內增壓器不發生喘振。
2、阻塞因素
由于供油量增多，廢氣能量增大，必然導致增壓器轉速提高，壓氣機排氣量和排出壓力升高。而此時柴油發電機轉速低,耗氣量少，使增壓器供氣與柴油發電機耗氣之間的供需平衡被打破。壓氣機背壓升高,流量減少,從而引起增壓器溫度過高而發紅。
3、冷卻變差
當空冷器冷卻能力下降時，柴油發電機排氣溫度升高，壓氣機轉速升高，配合運行點移向高處，喘振余量減小會造成增壓器溫度過高。
圖1 增壓器工作模式
二、康明斯增壓器故障案例
1、故障現象
柴油發電機在使用過程中出現了排氣管暗紅，增壓器蝸殼燒紅的故障（圖2），故障看起來比較嚴重，且柴油發電機動力也稍顯不足，但柴油發電機并沒有冒黑煙。由于增壓器蝸殼燒紅，如果繼續使用設備，可能造成失火故障。夜間用紅外測溫儀測試，一般為700~800℃。由于柴油發電機動力不足并存在安全隱患，如有漏油可能引起火災，因此，用戶對排氣主管和增壓器火熱發紅的發電機組都不敢使用，請專業維修人員現場進行故障檢測和排除。
圖2 增壓器發紅狀態
2、故障檢測過程
維修人員到達現場后，對該柴油發電機進行了全面檢查，存在柴油發電機動力不足、排氣主管和增壓器發紅的過熱現象，經試驗，研究和分析原因，認為包括以下可能：
（1）檢查氣缸壓縮壓力（如圖3），其中兩個缸為3.3mpa；另兩個缸為3.5mpa；也在允許范圍內（3.2～3.8mpa）；
圖3 氣缸壓縮壓力檢查方法
（2）康明斯柴油發電機采用pt燃料系統，其噴油器噴入氣缸的壓力為105mpa，為一般燃油嘴允許噴射壓力的5倍，所用噴油器的質量好壞影響很大。在單缸功率為45kw的柴油發電機上，一個缸噴油器有問題就會影響17%的動力。在檢驗中，為了解各缸噴油器工作情況，拆卸排氣主管，發現有的因壓力不足或關閉不嚴而漏油、滴油，排氣冒黑煙，排柴油；有的燃燒不好，高速時后燃嚴重。這樣也會使柴油發電機動力不足，排氣歧管和增壓器過熱發紅。
（3）氣門材質有問題，氣門使用時間很短就關閉不嚴或是燒蝕，有的還掉塊。不但工作不良，使沒燃盡的可燃氣體在排氣道中二次燃燒，導致柴油發電機動力不足，并使排氣歧管和增壓器過熱發紅，這種情況也多次處理。
3、故障排除過程
雖然找到了故障的原因，但往后的故障位置判斷頗費了一番周折，實錄如下：
（1）康明斯柴油發電機根據運行時間一般一年至一年半中修或大修一次。但在檢修時，對主軸軸瓦、缸套、活塞等主要機件按要求選配檢驗時均比較嚴格，但對凸輪軸等就有所疏忽，進行兩三次大中修都沒有檢驗更換。因而在工作中因凸輪軸、軸承、正時齒輪等磨損而使各部件間有較大間隙，結果導致著火正時不準（該機氣門和噴油器均有凸輪軸驅動）。一般磨損間隙增長后，會使著火正時滯后。經過幾年跟蹤試驗，這是造成柴油發電機動力不足、排氣歧管和增壓器過熱發紅的主要因素。在本次檢修中先后更換了兩次缸蓋，并研磨氣門，更換了3批噴油器（每批6只），更換了3個增壓器和1只排氣支管。盡管這樣都沒有完全解決柴油發電機無力，排氣歧管和增壓器過熱發紅的重要原因。
（2）維修人員開始懷疑進氣系統是否堵塞，比如空氣濾堵塞、中冷器堵塞等，但檢查進氣系統的相關部件，并未發現任何堵塞顯現，為判斷故障，甚至拆下空氣濾和中冷器，空氣由增壓器出口直接接到進氣歧管，起動柴油發電機試驗，增壓壓力沒有任何變化，仍然為0.06mpa左右，排氣管及蝸殼仍然燒紅。至此，也排除了進氣系統（除進氣歧管外）的因素。
（3）一般廠家用墊片厚度有0.18mm、0.38mm、0.80mm三種，右旋柴油發電機增加墊片厚度使用噴油提前，減少墊片厚度噴油滯后。但襯墊的厚度有一定限度，大凸輪柴油發電機墊片最后不能超過2mm，最薄不能少于0.30mm。無法調整到位應更換隨動輪蓋。因為nta系列的康明斯柴油發電機為雙缸式氣缸蓋，所以調整時只需按發火順序，前3個缸（1、5、3缸）調好了。其余3個缸（6、2、4）缸也隨之調好。在調整過程中有時會發生變化，應調完后再驗證一兩次。依然沒有解決增壓器發紅現象。
（4）在沒有變的選擇的情況下，維修人員決定拆卸氣門室蓋，進一步檢查進排氣門的密封及質量狀況，為此，需要拆掉進排氣歧管。當拆下進氣歧管時，發現有一個歧管的密封墊壞了，造成該處密封不嚴，可能導致增壓空氣泄漏。為驗證是否是該因素導致排氣管及增壓器蝸殼燒紅故障，維修人員決定先換上一個新的進氣歧管密封墊，然后起動柴油發電機試驗，結果是原有的故障消失，柴油發電機恢復正常運轉。
該柴油發電機在出現此故障之前進行過大修，一開始沒有人懷疑進排氣系統有漏氣現象，所以使得本來簡單的故障復雜化了。這也說明了一個問題，維修柴油發電機（特別是大修柴油發電機）時，更換高質量的密封部件的重要性。否則，可能是一個非常不起眼的小疏忽，就可能帶來許多意想不到的麻煩。再者，當出現此類故障時，在對進排氣系統進行是否堵塞的排查時，還應注意檢查是否存在泄漏等其它問題。這樣就可以減少很多無用功，達到更好的排除故障的目的。
柴油發電機組KW和KVA概念不同，用戶要學會正確換算方法
400KW柴油發電機組電噴與電調的區別
康明斯發電機組氣門傳動組的結構和作用
康明斯集裝箱發電機組完成240小時滿載測試
冷卻液液面如何進行檢測?柴油發電機冷卻液檢測方法介紹
柴油發電機凸輪軸軸承響的原因是什么？
柴油發電機組為什么有藍煙
冷水機組“跑油”了怎么辦？