故障檢查與技術(shù)維護 |
康明斯柴油發(fā)電機常見(jiàn)故障性質(zhì)分類(lèi)和診斷方法 |
摘要:根據康明斯公司售后政策,柴油發(fā)電機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(hù)現場(chǎng)維修時(shí),首先需要了解用戶(hù)柴油機的使用狀況,以及之前該柴油機的維修史,并對相應情況做好登記,在結束柴油機運行的觀(guān)察后,應向被檢單位提交具有專(zhuān)業(yè)性的故障診斷報告。從機械原理的角度來(lái)說(shuō),柴油發(fā)電機組只要開(kāi)始運行,出現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,那么我們如何來(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(zhuān)業(yè)維修工程師最終的目的。
一、柴油機各系統常見(jiàn)故障
柴油機是有許多機構和系統組成,這些機構和系統都按照一定的規律,相互聯(lián)系,相互配合,保證了柴油機正常工作。一旦部分機構或系統出現故障,使其起動(dòng)性、動(dòng)力性、經(jīng)濟性、穩定性和使用的可靠性將會(huì )受到較大的影響,甚至不能繼續工作。
1、進(jìn)排氣系統故障
進(jìn)、排氣系統是指柴油機在工作時(shí)需要進(jìn)氣系統和排氣系統的輔助,而這兩系統組成了進(jìn)、排氣系統。
(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、燃油系統故障
燃油供給系是柴油機的一個(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)狀況的好壞對柴油機動(dòng)力性、經(jīng)濟性、使用可靠性影響極大。柴油機在使用過(guò)程中因機件磨損及調整使用不當等原因導致燃油供給系技術(shù)性能變壞,往往會(huì )出現一些明顯的故障。主要故障有柴油機不易啟動(dòng)、柴油機動(dòng)力不足、工作不平穩、自行停車(chē)、排氣煙色異常、有異常響聲、飛車(chē)等。雖然產(chǎn)生故障的原因是多方面的,但柴油機燃料供給系統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 柴油機進(jìn)排氣系統空氣流向示意圖 |
圖2 柴油機燃油系統結構和原理示意圖 |
3、冷卻系統
柴油機多數都是水冷系統,經(jīng)過(guò)水的循環(huán)帶走熱量達到冷卻的目的,其原理和冷卻液流向示意圖如圖3所示。應注意的是一些單缸柴油機由于采用的是自流蒸發(fā)式冷卻,水箱中的水沸騰是正?,F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,應及時(shí)進(jìn)行檢修,查清故障原因,并及時(shí)排除。
(1)機油油面過(guò)高,易造成柴油機過(guò)熱;
(2)氣缸蓋密封墊中的小孔 易堵塞水泵漏水;
(3)節溫器損壞等等。
4、潤滑系統故障
柴油機工作環(huán)境惡劣,對其潤滑系統提出了更高的要求,其結構示意圖如圖4所示。柴油機潤滑系統通常是由于使用了不合格的機油濾芯和不正確及時(shí)的保養引發(fā)的,故現場(chǎng)使用時(shí)注意“病從口入”,嚴把濾芯進(jìn)貨渠道,不合格質(zhì)量差的濾芯堅決不能使用。冬天柴油機啟動(dòng)由于溫度低,機油粘度大造成啟動(dòng)時(shí)機油壓力過(guò)高,故應采用預熱機油啟動(dòng)。及時(shí)了解潤滑油的品質(zhì),及時(shí)更換潤滑油,將會(huì )大大延長(cháng)柴油機的使用壽命。
(1)機油稀釋 (有水;有燃油) ;
(2)機油變質(zhì);
(3)柴油機機油消耗量過(guò)高;
(4)潤滑油路堵塞。
康明斯公司需要提醒的是:了解和掌握上述柴油機各系統常見(jiàn)故障類(lèi)型及原因,對分析和排除柴油機綜合性故障有重大意義。
圖3 柴油機冷卻系統原理示意圖 |
圖4 柴油機潤滑系統結構圖 |
二、故障性質(zhì)的分類(lèi)
故障檢修的一般程序:把柴油發(fā)電機看成整體→向用戶(hù)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)電機故障可從以下不同方面進(jìn)行分類(lèi):
1、按故障的性質(zhì)分類(lèi)
柴油發(fā)電機故障按其性質(zhì),可分為本質(zhì)故障、誤用故障和從屬故障三類(lèi)。
(1)本質(zhì)故障。
在規定使用條件下,由于柴油發(fā)電機及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障稱(chēng)為本質(zhì)故障,如柴油發(fā)電機連桿斷裂等。
(2)誤用故障。
不按規定條件使用或由于外界因素而引起的柴油發(fā)電機故障稱(chēng)為誤用故障,如因機油油量不足引起燒瓦等。
(3)從屬故障。
某一柴油發(fā)電機故障所引起的派生故障稱(chēng)為從屬故障,也成為相關(guān)故障,如連桿螺釘斷裂引起的機體裂紋等。
2、按照故障等級分類(lèi)
(1)致命故障。
凡造成柴油發(fā)電機重要零件報廢、導致人身傷亡或造成重大經(jīng)濟損失的故障稱(chēng)為致命故障,也稱(chēng)為危險性故障,如連桿螺栓斷裂、機體破裂等。此類(lèi)故障屬一類(lèi)故障。
(2)嚴重故障。
凡柴油發(fā)電機主要性能指標超過(guò)限值,主要零件損壞需解體才能排除的故障稱(chēng)為嚴重故障,如柴油發(fā)電機油耗過(guò)高、活塞環(huán)斷裂等。此類(lèi)故障數二類(lèi)故障。
(3)一般故障。
凡柴油發(fā)電機需停機檢修,需要更換非主要部件,用隨機工具即可排除的故障稱(chēng)為一般故障,如三漏(漏氣、漏油、漏水)、蓋板損壞等。此類(lèi)故障屬三類(lèi)故障。
(4)輕度故障。
凡一般不導致柴油發(fā)電機停機,不需要更換零件,用隨機工具在短時(shí)間內即可排除的故障稱(chēng)為輕度故障。如柴油發(fā)電機密封部位滲漏、蓋板螺釘松動(dòng)等。此類(lèi)故障屬四類(lèi)故障。
3、按故障出現時(shí)間分類(lèi)
柴油發(fā)電機故障按其出現時(shí)間的快慢,可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障兩類(lèi)。
(1)突發(fā)性故障。
此類(lèi)柴油發(fā)電機故障在短時(shí)間內突然發(fā)生,不能靠早期診斷來(lái)預測,如連桿螺栓斷、氣門(mén)彈簧斷裂等。
(2)漸發(fā)性故障。
此類(lèi)柴油發(fā)電機故障的發(fā)生有一個(gè)漸變的過(guò)程,可以通過(guò)早期診斷進(jìn)行預測,如缸套磨損、氣門(mén)漏氣等。
4、按故障發(fā)生的部位分類(lèi)
柴油發(fā)電機故障按其發(fā)生部位,可分為整體性故障和零部件故障兩類(lèi)。
(1)整體性故障。
柴油發(fā)電機的整體性故障也稱(chēng)為綜合性故障,影響整機性能,如起動(dòng)困難、功率不足、飛車(chē)、轉速不穩、壓力異常、溫度異常、聲音異常、振動(dòng)異常、突然停車(chē)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、按故障的原因和現象分類(lèi)
柴油發(fā)電機故障按其原因和現象,可分為磨損性故障、錯用性故障和薄弱性故障三類(lèi)。
(1)磨損性故障。
由于摩擦副磨損過(guò)大而造成的故障稱(chēng)為磨損性故障。此類(lèi)故障是正常使用條件下,正常磨損過(guò)程中可以預料的故障,如活塞環(huán)過(guò)度磨損,造成嚴重漏氣、功率不足等。此類(lèi)故障一般不會(huì )造成嚴重后果。
(2)錯用性故障。
在實(shí)際使用條件下,產(chǎn)生的載荷超過(guò)了原設計能力所造成的故障稱(chēng)為錯用性故障,如超負荷使用致使柴油發(fā)電機冒黑煙、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)設計能力,只是設計失誤造成薄弱環(huán)節,導致零部件喪失工作能力的故障稱(chēng)為薄弱性故障。此類(lèi)故障多發(fā)生在新開(kāi)發(fā)機型上。一般表現為零件破損、軸系及支架斷裂等。
6、按故障后果的性質(zhì)分類(lèi)
以可靠性為中心的維修指導思想認為,故障后果比故障頻率更為重要,故障后果可以影響重要機件發(fā)揮正常的功能,可以造成更換故障件的費用支出,可以損壞整個(gè)系統設備,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)提出修改機件設計的建議。故障后果按性質(zhì)可分為四類(lèi):
(1)安全性故障后果。
此類(lèi)故障能造成機毀人亡,需采用預防維修方式,使故障風(fēng)險率減少到可以接受的水平;否則,有關(guān)機件項目就要重新設計。
(2)使用性故障后果。
此類(lèi)故障能干擾使用計劃,會(huì )因該機件工作能力的下降,造成其他間接的經(jīng)濟損失(例如使用中經(jīng)濟性下降等)。在費用效果分析的基礎上,可采取預防維修的方式來(lái)解決這些問(wèn)題。
(3)非使用性故障后果。
此類(lèi)故障的后果對使用沒(méi)有直接的不利影響。例如采用冗余度設計的裝置,其中一個(gè)裝置出現故障后,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(lèi)故障后果一般不會(huì )產(chǎn)生直接的不利影響。但是,當具有隱蔽性故障后果的計件與另一個(gè)或幾個(gè)計件的故障相關(guān)時(shí),如果第一個(gè)機件的功能故障由于隱蔽原因未被發(fā)現,以致第二個(gè)機件又發(fā)生故障,從而造成多重故障,則將導致危險性故障,必須采取預防維護的方式減少此類(lèi)風(fēng)險的因素。
三、柴發(fā)故障的針對性分析方法
柴油機在使用過(guò)程中,隨著(zhù)運轉時(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,維護保養的不及時(shí)或不遵守操作規程,維修質(zhì)量差等因素,柴油機發(fā)生故障是必然的。因此,正確使用和及時(shí)維護保養是防止和減少柴油機故障的有效措施??得魉?a href="http://www.aticodonostia.com">柴油機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,現場(chǎng)典型案例如圖5所示。相對于其他觸覺(jué)診斷法,其判斷故障會(huì )有更加準確和鎖定故障范圍更小的優(yōu)勢,但是對維修工程師經(jīng)驗和診斷技術(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,以免誤導正確的故障診斷方向。
2、機器儀表測量法
此類(lèi)方法比較準確,可參照儀表中的使用說(shuō)明對機器進(jìn)行分析判斷。在康明斯柴油機專(zhuān)業(yè)修理廠(chǎng)一般都備有常用的檢查儀器,如發(fā)動(dòng)機臺架檢測儀,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和診斷電控柴油機故障的工具,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)準備工作:確保故障診斷儀充電或插入適當的電池,根據需要連接適當的傳感器或探針。
(2)連接柴油發(fā)電機:將故障診斷儀與要診斷的柴油發(fā)電機連接。根據不同的柴油發(fā)電機,可能需要使用適當的連接線(xiàn)纜或接頭。
(3)啟動(dòng)故障診斷儀:按下電源按鈕或相應的啟動(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:根據柴油發(fā)電機的類(lèi)型和診斷需求,選擇相應的診斷模式??赡苡卸喾N模式可供選擇,如全面診斷模式、特定故障檢測模式等。
(5)開(kāi)始診斷:根據故障診斷儀的指示,開(kāi)始進(jìn)行診斷。根據儀器的指示和要診斷的柴油發(fā)電機的操作步驟,進(jìn)行相應的操作或測試。
(6)分析結果:根據故障診斷儀顯示的結果,分析柴油發(fā)電機的故障原因。根據結果,可能需要進(jìn)行更深入的檢查或采取相應的修復措施。
(7)記錄和報告:將診斷結果記錄下來(lái),并根據需要進(jìn)行報告??梢允褂霉收显\斷儀的內置功能或將結果導出到計算機進(jìn)行分析和報告。
(8)關(guān)閉故障診斷儀:在完成診斷后,按下電源按鈕或相應的關(guān)閉按鈕,關(guān)閉故障診斷儀。
用戶(hù)應該定期聘請柴油機維修廠(chǎng)使用檢查儀器對柴油發(fā)電機進(jìn)行必要的檢測,查找并排除一些不易發(fā)現的隱蔽性故障或隱患,使柴油發(fā)電機能經(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)濟性,更好地發(fā)揮其作用。
3、相互對比法
對于已經(jīng)出現故障的柴油發(fā)電機,操作人員可以通過(guò)故障現象和特征進(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,觀(guān)察柴油發(fā)電機的運轉情況,如果柴油發(fā)電機此時(shí)運轉恢復正常,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(lèi)方法是針對柴油發(fā)電機在運轉中出現的個(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z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時(shí)費力,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)電機故障聽(tīng)診法 |
圖6 柴油機故障診斷儀實(shí)物圖 |
結束語(yǔ):
對于柴油發(fā)電機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,不斷積累經(jīng)驗;必須對柴油發(fā)電機的構造和原理有足夠的了解和掌握。當柴油發(fā)電機出現異常時(shí),要根據其表現特征,認真分析檢查,及早排除故障隱患,保證柴油發(fā)電機的正常使用,避免造成不必要的經(jīng)濟損失,同時(shí)也可減少對環(huán)境的污染和破壞。
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