摘 要:康明斯公司從柴油發(fā)電機(jī)的自身特點(diǎn)出發(fā),分析了柴油發(fā)電機(jī)故障形成的原因,提醒使用維修人員在修復(fù)裝配和使用保養(yǎng)上要注意預(yù)防柴油發(fā)電機(jī)故障的發(fā)生。
柴油發(fā)電機(jī)在使用過程中會(huì)發(fā)生一些故障,如:啟動(dòng)困難、功率不足、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、排氣煙色異常等,給使用帶來困難。柴油發(fā)電機(jī)和汽油機(jī)都是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),基本形式和工作原理相同。但是,由于柴油發(fā)電機(jī)的著火方式與汽油機(jī)不同(柴油發(fā)電機(jī)為壓燃式,汽油機(jī)為點(diǎn)燃式),因此,兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的具體結(jié)構(gòu)又有很多不同之處,導(dǎo)致了它們故障的形式和原因不同。下面我們就柴油發(fā)電機(jī)故障形成原因進(jìn)行分析,使操作人員知道故障是怎樣產(chǎn)生的,我們在使用中要怎樣去預(yù)防。
一、自身特點(diǎn)決定故障發(fā)生的必然性
柴油發(fā)電機(jī)有其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作特點(diǎn),工作條件如果不能夠滿足,柴油機(jī)就不能正常工作,產(chǎn)生故障是必然的。
1、柴油發(fā)電機(jī)是壓燃式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)的著火方式為壓燃,其壓燃的必要條件是:汽缸壓縮終了時(shí),壓力應(yīng)在2.95 mpa以上,此時(shí),燃燒室內(nèi)壓縮空氣的溫度應(yīng)達(dá)到柴油的自燃溫度300 ℃左右,在這種狀態(tài)下將柴油以一定壓力、油量和時(shí)間噴入燃燒室,才能保證柴油發(fā)電機(jī)正常工作。
2、柴油發(fā)電機(jī)可燃混合氣的形成條件較差,相比汽油機(jī)而言,柴油發(fā)電機(jī)可燃混合氣的形成條件差。汽油機(jī)的可燃混合氣從化油器就開始混合,一直到燃燒為止,有充裕的混合時(shí)間,加之汽油本身易揮發(fā),混合氣的良好品質(zhì)容易形成。而柴油發(fā)電機(jī)的可燃混合氣,從噴油開始到著火后期,幾乎只有15°~35°曲軸轉(zhuǎn)角這樣一個(gè)極短的時(shí)間。為了良好混合和充分燃燒,對柴油的性能、汽缸壓力、噴油壓力、噴油正時(shí)、噴油射程、油霧錐角、噴油量等若干因素要求極為嚴(yán)格,其中的任何一項(xiàng)或幾項(xiàng)質(zhì)量不高,都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生故障。
3、柴油發(fā)電機(jī)各缸工作條件差異較大。汽油機(jī)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷配制相應(yīng)成分的混合氣,相對而言,各缸混合氣數(shù)量、成分基本相同。柴油發(fā)電機(jī)則不同,各缸的壓縮壓力、溫度、噴油數(shù)量、霧化質(zhì)量差別較大,這就容易產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻、不穩(wěn)定等故障。
4、柴油發(fā)電機(jī)供油量隨轉(zhuǎn)速而變化的特性。柴油發(fā)電機(jī)的供油量是由調(diào)節(jié)齒桿操縱的柱塞有效供油行程所決定。由于油孔的節(jié)流作用,即使調(diào)節(jié)齒桿位置不變,柱塞的有效供油行程也會(huì)隨柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大;反之,當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),供油量隨轉(zhuǎn)速降低而減小。這就形成高速時(shí)超速,怠速時(shí)熄火的問題。為了克服這種弊病,柴油發(fā)電機(jī)增設(shè)了調(diào)速器,用以限制高速,穩(wěn)定怠速。由于調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精密,這使柴油發(fā)電機(jī)多了一個(gè)容易引起故障的環(huán)節(jié)。另外,柴油的物理、化學(xué)性質(zhì)較差,對噴油泵、噴油器等十分精密的配合偶件容易產(chǎn)生不良影響,使柴油發(fā)電機(jī)又多了一個(gè)產(chǎn)生故障的因素。
綜上所述,我們必須學(xué)會(huì)正確使用柴油發(fā)電機(jī),對燃油、潤滑油、冷卻水等,都要嚴(yán)格要求,定期維護(hù)保養(yǎng)更是十分重要。只有在各方面嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,才可能使柴油發(fā)電機(jī)的故障減至最少。
二、外界因素導(dǎo)致故障發(fā)生
1、由自然因素引起
自然因素引發(fā)的柴油發(fā)電機(jī)故障,即人為因素外的一切導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)故障的因素,如磨損、腐蝕、振動(dòng)、老化、污染等,使柴油發(fā)電機(jī)零件在使用中物理或化學(xué)性能發(fā)生變化而喪失使用性能。
(1)摩擦磨損。使零件的配合間隙發(fā)生變化、幾何形狀發(fā)生改變。曲軸頸與軸瓦、活塞銷與活塞銷座孔、氣門導(dǎo)管與氣門閥桿、活塞與汽缸等,在使用過程中會(huì)發(fā)生摩擦磨損,使其配合間隙、幾何形狀發(fā)生改變,導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)異響、振動(dòng)、壓縮壓力下降等故障。
(2)疲勞損壞。一些零件在交變載荷作用下,會(huì)產(chǎn)生微量的裂紋,這些裂紋逐漸加深和擴(kuò)大,致使零件表面出現(xiàn)剝落、麻點(diǎn)或使整個(gè)零件折斷,這種現(xiàn)象稱為疲勞損壞,如輪齒表面產(chǎn)生麻點(diǎn),滾珠表面產(chǎn)生剝落,螺旋彈簧、軸類零件疲勞斷裂等。
(3)光、熱的影響。橡膠、塑料類零件受光受熱作用產(chǎn)生老化、脆化,如橡膠水管、油封、密封膠圈等長期使用會(huì)發(fā)生老化,使用性能下降不能達(dá)到工作要求。柴油發(fā)電機(jī)長期過熱會(huì)導(dǎo)致潤滑油變質(zhì),失去潤滑性能。
(4)受力部件在長期工作過程中會(huì)發(fā)生變形,如連桿彎曲,汽缸蓋平面翹曲等。
(5)化學(xué)腐蝕損壞,如汽缸壁、活塞頂、軸瓦、氣門與氣門座受燃燒氣體冷凝后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)腐蝕,使零件表面出現(xiàn)麻坑、質(zhì)量改變。由自然因素引發(fā)的故障,具有緩慢表現(xiàn)的特征,屬于漸發(fā)性故障。
2、由人為因素引起
修后的裝配不良、使用操作不當(dāng)、維護(hù)保養(yǎng)不善等,不僅會(huì)加劇自然因素的作用強(qiáng)度,而且可能造成柴油發(fā)電機(jī)零部件損壞、工作條件破壞、工作能力喪失等,直接形成故障。由這類因素形成的故障,具有突然表現(xiàn)的特征,屬于突發(fā)性故障。
(1)安裝、調(diào)整錯(cuò)亂。柴油發(fā)電機(jī)修理后如果安裝質(zhì)量不高,零件的安裝方向搞錯(cuò)、配合件的互相配合關(guān)系達(dá)不到要求、安裝過程中遺漏了一些小零件,對修后柴油發(fā)電機(jī)一些關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整不重視等,都會(huì)導(dǎo)致新的故障發(fā)生。因此安裝時(shí)要注意以下問題:
①注意一些零件的安裝方向要求,如活塞、活塞環(huán)、汽缸墊、油封、缸蓋螺母等。活塞頂部設(shè)有一個(gè)燃燒室,其形狀有幾種形式,安裝時(shí)要注意方向要求。汽缸墊的功用是嚴(yán)密封閉燃燒室,防止燃?xì)馔庖莺屠鋮s水滲入。汽缸墊在汽缸套邊緣和過水通道邊緣多一層銅皮卷邊,當(dāng)缸蓋壓緊后,有卷邊的地方壓得較緊,以增強(qiáng)密封效果。安裝時(shí)要將汽缸墊帶卷邊的一面應(yīng)朝向汽缸蓋,以保證密封性能,并使汽缸墊不會(huì)被熱的燃?xì)鉀_壞。安裝缸蓋螺母時(shí),應(yīng)使螺母有圓凸臺(tái)的端面朝向汽缸蓋,裝反了會(huì)損壞螺母,同時(shí)使螺母與缸蓋平面貼合不良。油封的密封性好與壞,與裝配的質(zhì)量有重要的關(guān)系,安裝油封時(shí)要注意,油封的唇口應(yīng)向里,以保證密封不漏油。
②注意一些配合件的互相配合關(guān)系,如拖拉機(jī)啟動(dòng)困難、冒黑煙,并且有嚴(yán)重的敲缸聲。打開缸蓋,拆下活塞連桿,發(fā)現(xiàn)缸套偏磨達(dá)3 mm,連桿兩端在同一平面內(nèi)的彎曲值達(dá)2 mm。此故障原因主要是操作人員在安裝連桿軸瓦時(shí)未按規(guī)定尺寸安裝,活塞銷與連桿銅套間的鉸削尺寸超過了0.046 mm,曲軸軸頸與軸瓦間的刮削尺寸超過了原配合間隙。因而產(chǎn)生了敲擊,工作時(shí)的往復(fù)沖擊力使連桿彎曲、汽缸套偏磨。更換了缸套、活塞、活塞環(huán),校正了連桿后,按規(guī)定尺寸鉸削了軸瓦,拖拉機(jī)很快就正常啟動(dòng),敲缸聲也消失了。因此,我們在修理中要注意一些配合件的配合要求,如曲軸與軸瓦、曲軸與飛輪、柱塞與柱塞套等。
③安裝過程中不要遺漏一些小零件,如止推墊片、卡簧、擋圈等。
④注意零件的安裝順序,如汽缸蓋螺栓的上緊順序等。
⑤對修后柴油發(fā)電機(jī)一些關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整要引起重視,如氣門間隙調(diào)整、配氣相位調(diào)整、供油時(shí)間調(diào)整、安全閥開啟壓力調(diào)整等。若拖拉機(jī)缸蓋連續(xù)多次產(chǎn)生裂紋,更換后重復(fù)出現(xiàn)裂紋,裂紋在缸蓋外表面噴油器上方。檢查各部位無異常,最后檢查供油時(shí)間發(fā)現(xiàn)供油提前角過大,由于發(fā)動(dòng)機(jī)供油時(shí)間過早,工作粗暴,加之超負(fù)荷作業(yè),耗油量增大,汽缸溫度急驟升高,超過了正常承受的溫度,在沖擊力的作用下缸蓋產(chǎn)生裂紋。因此,修理時(shí)對柴油發(fā)電機(jī)的一些重要參數(shù)必須認(rèn)真按要求規(guī)范調(diào)整,以保證各系統(tǒng)在規(guī)定的技術(shù)條件下工作。若調(diào)整不當(dāng),便會(huì)發(fā)生各種故障。
⑥注意一些錯(cuò)誤的習(xí)慣。一些修理人員在安裝小型柴油發(fā)電機(jī)的飛輪時(shí),在飛輪軸孔內(nèi)涂黃油,為了便于以后拆卸,甚至有的人故意不把飛輪螺母按規(guī)定扭矩?cái)Q緊。導(dǎo)致使用中飛輪與軸頸容易自行松動(dòng),輕者發(fā)生滾鍵故障,重者造成飛輪與曲軸損壞,甚至出現(xiàn)飛輪飛出事故。
(2)使用保養(yǎng)不當(dāng)。重使用輕保養(yǎng),不能及時(shí)地對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和維護(hù),如空氣濾清器、機(jī)油濾清器和柴油濾清器得不到及時(shí)的清洗更換,會(huì)導(dǎo)致配合件磨損加劇;對緊固件沒有定期檢查緊固,會(huì)造成異響等故障發(fā)生;對機(jī)油數(shù)量、質(zhì)量,機(jī)油壓力,冷卻水量等沒有定期檢查,也會(huì)導(dǎo)致故障發(fā)生。發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間怠速和超負(fù)荷工作,經(jīng)常低溫啟動(dòng),會(huì)因潤滑條件差使活塞、活塞環(huán)和汽缸套加劇磨損。新的或新修復(fù)機(jī)車未磨合好就負(fù)荷作業(yè),造成配合件的磨損。使用保養(yǎng)不當(dāng)引發(fā)的故障常常不會(huì)立即影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),但會(huì)使工作條件突然惡化繼而發(fā)生故障。
由柴油發(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作特點(diǎn),決定了柴油發(fā)電機(jī)要正常工作需要一定的條件保證,這些條件不能滿足,柴油發(fā)電機(jī)就不能正常工作,因此說柴油發(fā)電機(jī)工作過程中出現(xiàn)故障是不可避免的。由人為因素引起的故障,是完全可以避免的。由自然因素引起的故障,雖然難以完全避免,但只要堅(jiān)持正確使用和精心保養(yǎng),就可以將故障發(fā)生率降到最低。
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