故障檢修與技術(shù)維護

柴油柴油發(fā)電機異響的分類(lèi)與維修示例

 

摘要：柴油發(fā)電機實(shí)際工作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )出現各式各樣的問(wèn)題和故障，這些故障和問(wèn)題給使用者造成許多麻煩。柴油發(fā)電機出現故障或問(wèn)題后，如何正確及時(shí)地判斷出現故障和問(wèn)題的位置，是排除故障的關(guān)鍵?？得魉构靖鶕嗄陙?lái)對柴油發(fā)電機故障排除經(jīng)驗，總結出柴油發(fā)電機運行中常見(jiàn)故障維修方法。因此，本文簡(jiǎn)要介紹了發(fā)動(dòng)機異響產(chǎn)生的原因及異響的影響因素和診斷條件，探討了柴油發(fā)電機異響故障診斷的方法和維修案例，以供大家參考。

 

一、柴油機異響現象的分類(lèi)

 

      技術(shù)狀況良好的柴油發(fā)電機，在以不同的轉速運轉時(shí)，雖然發(fā)出的頻率、波長(cháng)、聲級和衰減系數不同，但都有一定的規律和范圍，如果柴油發(fā)電機在運轉過(guò)程中，伴隨有其他聲響，如發(fā)出間歇或連續的金屬敲擊聲、連續的金屬摩擦聲等，即表明柴油發(fā)電機運轉不正常，所伴隨的聲響為柴油發(fā)電機異響。柴油發(fā)電機異響的種類(lèi)很多，根據柴油發(fā)電機異響的產(chǎn)生原因主要可分為四類(lèi)：機械異響、燃燒異響、空氣動(dòng)力異響和電磁異響。

1、機械異響

       主要由運動(dòng)副配合間隙過(guò)大或配合面有磨損所致，如圖1所示。因磨損或調整不當造成運動(dòng)副配合間隙過(guò)大時(shí)，運轉中會(huì )引起沖擊和振動(dòng)，產(chǎn)生聲波，如曲軸主軸承響、連桿軸承響、凸輪軸軸承響、活塞敲缸響、活塞銷(xiāo)響、氣門(mén)響、正時(shí)齒輪響等，多是因配合間隙過(guò)大造成。但有些異響可能是因配合面磨損較大造成（如正時(shí)齒輪齒面）或其他原因造成的。還有些異響可能因為在裝配的過(guò)程當中存在一些問(wèn)題，如螺栓擰的不到位未達到規定力矩、或者在裝配中沒(méi)有按維修手冊中的順序來(lái)進(jìn)行裝配使得裝配達不到要求、還有就是有些裝配要求在一定的條件下進(jìn)行而修理廠(chǎng)沒(méi)有相關(guān)設備從而使裝配達不到要求產(chǎn)生異響。

2、燃燒異響

      主要是由于柴油發(fā)電機燃料不正常燃燒造成的。如點(diǎn)火過(guò)早，會(huì )造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，熱負荷、機械負荷、噪聲和振動(dòng)加劇，這是應該防止的；點(diǎn)火過(guò)遲，氣體做功困難，油耗大，效率低，排氣聲大。產(chǎn)生燃燒異響的主要原因有使用柴油的品質(zhì)，柴油發(fā)電機的壓縮比，柴油發(fā)電機工況以及可燃氣混合比等。

3、空氣動(dòng)力異響

      主要是柴油發(fā)電機進(jìn)排氣口和運轉中的風(fēng)扇處由于于零部件老化磨損等引起泄露而產(chǎn)生異響，進(jìn)氣和排氣所在位置如圖2所示。

① 排氣異響：

      最主要的原因是節氣門(mén)或怠速閥等部位出現積碳，從而導致的怠速不穩，產(chǎn)生異響。還有就是排氣管襯墊損壞，排氣管因涉水，年久失修氧化而產(chǎn)生排氣泄露導致排氣異響。

② 進(jìn)氣異響：

      進(jìn)氣歧管在柴油發(fā)電機上方，長(cháng)期處于高溫的狀態(tài)。導致真空閥的膜片老化失效。進(jìn)氣歧管內的活板處于活動(dòng)狀態(tài)，由于吸力，導致活板打到進(jìn)氣歧管上，嗒嗒作響。怠速運轉時(shí)在柴油發(fā)電機上部會(huì )聽(tīng)到一種“咝、咝”的漏氣聲，隨轉速提高逐漸消失，冷車(chē)、熱車(chē)響聲沒(méi)有變化；同時(shí)柴油發(fā)電機怠速運轉時(shí)伴有個(gè)別缸工作部穩定現象，部分附件因缺真空而不工作。該類(lèi)故障的產(chǎn)生一般是由于真空膠管松動(dòng)，脫落后，因柴油發(fā)電機運轉產(chǎn)生真空，在真空軟管接頭處較大的吸力而產(chǎn)生氣流的響聲。

③ 散熱風(fēng)扇：

      由于設計不合理或長(cháng)年失修導致故障時(shí)散熱風(fēng)扇轉動(dòng)產(chǎn)生的氣流不穩定而導致干涉產(chǎn)生異響。

4、電磁異響

      主要是發(fā)電機和某些電磁元件內，由于磁場(chǎng)的變化，引起某些部件或某一部分產(chǎn)生振動(dòng)而形成的異響。

 

圖1  柴油機配氣機構導致的機械異響

圖2  柴油發(fā)電機空氣動(dòng)力異響

 

二、柴油發(fā)電機異響的診斷方法

 

      柴油發(fā)電機異響常見(jiàn)故障主要集中在曲柄連桿機構和配氣機構，其基本診斷方法如圖3所示。

1、用聽(tīng)診方式診斷

      聽(tīng)診方式是指采用或不采用某種簡(jiǎn)單器具，進(jìn)行異響診斷的方法和形式。通常包括外部聽(tīng)診和內部聽(tīng)診兩種。

（1）外部聽(tīng)診。

      使用聽(tīng)診器具（金屬棒或旋具等）或不使用聽(tīng)診器具在柴油發(fā)電機外部進(jìn)行聽(tīng)診的方式，稱(chēng)為外聽(tīng)。有實(shí)聽(tīng)和虛聽(tīng)之分，實(shí)聽(tīng)是用聽(tīng)診器具抵觸在柴油發(fā)電機機體上進(jìn)行診斷的一種聽(tīng)診方法，虛聽(tīng)是不用聽(tīng)診器具直接憑聽(tīng)覺(jué)診斷異響的一種聽(tīng)診方法（如圖4所示）。

（2）內部聽(tīng)診。

      內部聽(tīng)診是相對于外部聽(tīng)診而言的，它是利用導音器材從柴油發(fā)電機內部抬音進(jìn)行聽(tīng)診的一種方式。如使用聽(tīng)音管從加油口或機油尺插口中插入曲軸箱中（不能插入機油池內）進(jìn)行聽(tīng)診。這種聽(tīng)診方式可以排除外部噪聲的干擾，尤其是對于較為弱小和在外部難以辨別的異響的診斷，內部聽(tīng)診比外部聽(tīng)診的效果好。

2、利用異響隨轉速變化的特性進(jìn)行診斷

      由于柴油發(fā)電機異響機件的構造形式、承受的負荷、所處的位置、潤滑條件以及松曠的程度等的不同，因而產(chǎn)生異響時(shí)的轉速也各有差異。柴油發(fā)電機的各種異響本身都有其特定的振動(dòng)頻率，當運動(dòng)速度頻率是異響頻率的整數倍時(shí)，會(huì )產(chǎn)生共振現象，異響加劇。即每種異響在其響聲最明顯時(shí)都對應一個(gè)運動(dòng)速度段（速度范圍），一般將音量、節奏、音調等暴露得最為明顯的轉速或轉速區域稱(chēng)為最佳診斷轉速。

3、利用異響隨負荷變化的特性進(jìn)行診斷

      柴油發(fā)電機運轉過(guò)程中的某些異響與柴油發(fā)電機的負荷有關(guān)。一般情況下，負荷越大，異響越大，其表現是異響與缸位有明顯的關(guān)系。在診斷過(guò)程中，可以通過(guò)改變柴油發(fā)電機的負荷，使異響的聲音大小發(fā)生改變，從而有助于異響的定性和定位診斷。改變柴油發(fā)電機負荷的方法有增加負荷和解除負荷兩種做法。應用較多的是解除負荷。解除負荷的方法通常是逐缸斷火或斷油。

4、利用異響的最大振動(dòng)部位進(jìn)行診斷

      柴油發(fā)電機有異響時(shí)，柴油發(fā)電機某部位就會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與異響聲頻率往往是一致的。由于不同的發(fā)響機件所處的部位不同，所以在柴油發(fā)電機上的振動(dòng)強烈程度亦不一樣，通常將在柴油發(fā)電機機體上振動(dòng)量最大的區域稱(chēng)為最大振動(dòng)部位，各種異響在柴油發(fā)電機體上都對應著(zhù)各自的最大振動(dòng)部位。根據此道理，就可以大致判明異響機件的部位，這是診斷柴油發(fā)電機異響的重要輔助手段。因此，通過(guò)實(shí)聽(tīng)最大振動(dòng)部位，根據最大振動(dòng)部位在缸體上的區域和振動(dòng)頻率與異響的關(guān)系，就可以大致判明發(fā)響機件的部位。

5、利用異響隨溫度變化的特性進(jìn)行診斷

      柴油發(fā)電機工作溫度的變化，能使柴油發(fā)電機機件的潤滑條件和配合間隙發(fā)生變化。溫度越高，潤滑油的黏度越低，產(chǎn)生異響機件間的潤滑油膜就越薄，機件間的沖擊力就會(huì )增大，異響聲也就更加明顯；有些異響在柴油發(fā)電機溫度升高后，由于配合機件的材料不同，受熱后膨脹量不同，異響因柴油發(fā)電機溫度升高而減輕，甚至消失；這表明柴油發(fā)電機的某些異響與溫度有著(zhù)密切的關(guān)系。因此，在診聽(tīng)柴油發(fā)電機異響過(guò)程中，密切注意異響與溫度變化的關(guān)系，進(jìn)行冷、熱車(chē)對比，往往是判斷某些異響的關(guān)鍵依據之一。

6、根據其他參考因素診斷

      柴油發(fā)電機的某些異響常伴隨有機油壓力降低、加機油口脈動(dòng)冒煙、排氣管冒煙的煙色不對、功率降低、燃料消耗過(guò)甚等其他故障出現。例如曲軸軸承松曠過(guò)甚發(fā)響時(shí)，往往伴隨機油壓力降低、柴油發(fā)電機抖動(dòng)等異?，F象。因此，這些伴隨現象成為輔助診斷異響故障的依據。

 

圖3  柴油柴油發(fā)電機異響診斷直觀(guān)法

圖4  柴油機異響故障聽(tīng)診判斷

 

三、缸體異響的故障案例

      康明斯柴油發(fā)電機啟動(dòng)后，聽(tīng)到第一、二兩汽缸機體上部有一種非常尖銳、音調較古且為明顯的金屬敲擊聲；柴油發(fā)電機轉速從高速突然降到低速時(shí)，能聽(tīng)到一種“噹、噹”的金屬敲擊聲。

1、故障分析

      柴油發(fā)電機啟動(dòng)后，聽(tīng)到機體上部有一種非常尖銳、音調較高而明顯的金屬敲擊聲，柴油發(fā)電機轉速從高速突降到低速時(shí)，能聽(tīng)到一種“噹、噹”的金屬敲擊聲，這種故障一般是由于柴油發(fā)電機供油提前角過(guò)小或連桿銅套磨損過(guò)甚所造成。

2、故障原因

（1）活塞銷(xiāo)與連桿小頭銅襯套配合間隙過(guò)大；

（2）活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座孔配合過(guò)松。

3、故障排除方法

（1）取下一、二兩汽缸的機體側蓋板，轉動(dòng)柴油發(fā)電機飛輪，使一、二兩缸的活塞分別轉動(dòng)到處于壓縮沖程的下止點(diǎn)；

（2）用手握住連桿的中間位置來(lái)回晃動(dòng)，觀(guān)察是不是在活塞銷(xiāo)部位有晃動(dòng)的感覺(jué)，結果發(fā)現第二汽缸活塞銷(xiāo)部位有晃動(dòng)的感覺(jué)，且有一種金屬碰撞聲；

（3）拆卸汽缸蓋，取出活塞連桿組件，發(fā)現連桿銅套磨損嚴重導致異響；

（4）更換連桿銅套后，按裝配要求和次序分別把活塞連桿組件、汽缸蓋等裝配完畢，然后調整氣門(mén)間隙；

（5）柴油發(fā)電機啟動(dòng)前的各項準備工作完畢后，啟動(dòng)柴油發(fā)電機進(jìn)行檢查，檢查中發(fā)現金屬敲擊聲消失，柴油發(fā)電機運轉平穩，故障即被排除。

 

總結：

      發(fā)動(dòng)機異響特性分析方法和診斷程序是診斷發(fā)動(dòng)機常見(jiàn)異響的基礎理論與方法，只要掌握了這些基本知識，并在實(shí)踐中不斷總結、積累經(jīng)驗，就一定能夠對發(fā)動(dòng)機常見(jiàn)異響做出與時(shí)、正確的診斷，從而保證發(fā)動(dòng)機與柴油發(fā)電機組良好的技術(shù)狀況。發(fā)動(dòng)機異響表明發(fā)動(dòng)機存在不同性質(zhì)和不同程度的故障，異響只是現象，而故障才是本質(zhì)，對發(fā)動(dòng)機異響的診斷就是要透過(guò)現象找本質(zhì)，它是柴油發(fā)電機組故障診斷的一個(gè)非常重要的方面。

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