故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機功率不足的影響因素、診斷思路及處理方法

 

摘要：柴油發(fā)電機功率不足一般是動(dòng)力方面的故障，一般表現為正常情況下排溫較高、煙色較差，柴油機過(guò)熱，柴油機聲音不正常，并有機油壓力下降等現象。用戶(hù)使用因素是診斷柴油機功率不足的首要檢查項目，主要原因有不做保養、不正確的使用、嚴重超載、隨意改裝、使用不合格的燃油等。在日常維修工作中，康明斯公司重點(diǎn)考慮從氣路故障、油路故障、后處理故障、電路故障和柴油機機械故障幾方面因素，分析柴油發(fā)電機組輸出功率不足或機組功率帶不上的原因和處理方法。

 

一、功率不足的影響因素

 

1、氣路

      氣路排查主要從進(jìn)氣壓力小及排氣背壓過(guò)大兩個(gè)方面入手，排查時(shí)從源頭開(kāi)始，一段一段排查。氣路系統常見(jiàn)故障如圖1所示。

 

圖1  柴油機功率不足的氣路故障點(diǎn)

 

2、油路故障

      油路系統常見(jiàn)故障如圖2所示。柴油機油路故障主要有低壓油路氣阻、油路堵塞、柴油機噴油泵故障和噴油嘴偶件早期損壞等故障。眾所周知，防止各種機械故障的產(chǎn)生要比排除故障更為重要，只要正確維護與保養、及時(shí)檢查與調整和提前消除故障隱患，故障發(fā)生率就會(huì )明顯降低。

 

圖2  柴油機功率不足的油路故障點(diǎn)

 

 

3、尾氣后處理系統故障

      對于滿(mǎn)足國三的電控柴油機，排放標準的后處理故障有一部分是限制功率的，后處理的故障一定要引起重視。有些后處理的故障，即使已經(jīng)修復，柴油機動(dòng)力也不會(huì )立刻恢復，需要經(jīng)過(guò)一定工作循環(huán)，或者執行一系列的測試。

4、電路故障

      對于有故障碼的，故障碼優(yōu)先。對于沒(méi)故障碼的，傳感器拔下來(lái)觀(guān)察是否有腐蝕銹蝕退針等現象，接頭是否松動(dòng)，ECU供電搭鐵是否正常。引起柴油機功率不足的電路常見(jiàn)故障是傳感器信號偏移，導致噴油量異常。常見(jiàn)的導致動(dòng)力不足的傳感器有一軌壓傳感器、進(jìn)氣溫度壓力傳感器、機油溫度壓力傳感器、車(chē)速傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸/凸輪軸位置傳感器等，排查的時(shí)候可以拔掉相關(guān)傳感器試車(chē)。

5、機械系統故障

      柴油機在運行中出現機械故障，輕則造成基礎件損壞，重則導致重大機械事故的發(fā)生。通常情況下，柴油機發(fā)生故障前，其轉速、聲音、排氣、水溫、機油壓力等方面會(huì )表現出某種異常跡象，即故障預兆特征。所以操作人員應根據預兆的特征迅速做出正確判斷，果斷采取措施，避免事故發(fā)生。機械系統是柴油發(fā)電機組的動(dòng)力源，其可能故障點(diǎn)非常多，常見(jiàn)的故障點(diǎn)如圖3所示。

 

圖3  柴油機功率不足機械故障點(diǎn)

 

 

二、功率不足故障診斷思路

 

      導致柴油機功率不足故障的原因多種多樣。但是，柴油機的動(dòng)力大小取決于柴油機最終的噴油量的大小，而柴油機的最終噴油量由柴油機的基本運行策略控制。在實(shí)際維修過(guò)程中如果無(wú)故障代碼顯示（故障代碼查詢(xún)方法如圖4所示），需要維修人員根據柴油機運行時(shí)的基本數據流來(lái)分析根本原因。根據柴油機的運行策略，在分析柴油機功率不足時(shí)需要從以下幾個(gè)柴油機運行數據進(jìn)行考慮：

1、溫度信號

      為了保護柴油機不過(guò)熱，柴油機ECU通過(guò)監測柴油機冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、機油溫度、燃油溫度來(lái)對最終噴油量進(jìn)行限制。

（1）冷卻液溫度信號。

      冷卻液溫度信號由冷卻液溫度傳感器檢測，當冷卻液溫度超過(guò)100℃時(shí)，柴油機的噴油量將逐步減少，此時(shí)柴油機表現為動(dòng)力不足。當冷卻液溫度超過(guò)120℃時(shí)，柴油機將停機。

① 檢測方法：正常柴油發(fā)電機熱機后使用故障診斷儀讀取冷卻液溫度數據，數據值小于90℃時(shí)說(shuō)明冷卻液溫度傳感器正常。

② 冷卻液溫度傳感器信號異常（電路如圖5所示），應重點(diǎn)檢測冷卻液溫度傳感器是否失效、柴油機冷卻系故障導致柴油機冷卻液溫度過(guò)高、冷卻液溫度傳感器線(xiàn)束導致信號干擾。

（2）進(jìn)氣溫度信號。

      柴油機ECU通過(guò)進(jìn)氣溫度傳感器信號檢測進(jìn)氣溫度。當進(jìn)氣溫度超過(guò)80℃時(shí)，柴油機ECU將控制噴油量逐步減少，此時(shí)柴油機表現為動(dòng)力不足。當進(jìn)氣溫度超過(guò)120℃時(shí)，柴油機將停機。

① 檢測方法：正常熱機時(shí)使用故障診斷儀檢測進(jìn)氣溫度數值，正常時(shí)數據值應小于80℃。

② 進(jìn)氣溫度傳感器信號異常，應重點(diǎn)檢測增壓壓力傳感器是否失效、進(jìn)氣溫度是否過(guò)高、是否存在信號干擾等。

（3）機油溫度信號。

      柴油機ECU通過(guò)機油溫度傳感器檢測機油溫度。當機油溫度超過(guò)110℃時(shí)，ECU將控制柴油機噴油量逐步減少，此時(shí)柴油機表現為動(dòng)力不足。當機油溫度超過(guò)125℃時(shí)，柴油機將停機。

① 檢測方法：正常熱機時(shí)使用故障診斷儀檢測機油溫度數值，正常時(shí)數據值應小于110℃。

② 機油溫度傳感器信號異常應重點(diǎn)檢測機油溫度傳感器是否失效、柴油機機油溫度是否超高、機油溫度傳感器是否存在信號干擾。

 

圖4  從柴油機控制器面板查詢(xún)故障代碼

圖5  柴油機冷卻水溫度傳感器電路圖

 

2、增壓壓力信號

      柴油機ECU通過(guò)監測進(jìn)氣壓力來(lái)限制最終噴油量，以保證燃油的充分燃燒，不冒黑煙。當進(jìn)氣壓力不足時(shí)，噴油量受到限制，柴油發(fā)電機表現為動(dòng)力不足。

      檢測方法：使用故障診斷儀讀取增壓壓力數值，并與正常柴油發(fā)電機增壓壓力數據流進(jìn)行對比。

3、轉速信號

      柴油機ECU通過(guò)曲軸位置傳感器監測柴油機轉速。柴油機在運行過(guò)程中不能超過(guò)最高轉速，ECU檢測到柴油機轉速超過(guò)最高轉速時(shí)，將對噴油量進(jìn)行限制，此時(shí)柴油發(fā)電機表現為動(dòng)力不足。

① 檢測方法：使用故障診斷儀讀取柴油機轉速數據流，正常時(shí)應小于2800rpm。

② 柴油機轉速信號異常應重點(diǎn)檢測飛輪信號齒是否異常，曲軸位置傳感器信號是否存在干擾。

4、噴油量

      上述五項信號均正常，而柴油機功率仍然不足時(shí)，應分析噴油量是否已經(jīng)達到最大噴油量。

① 檢測方法：使用故障診斷儀讀取噴油量數據流，并與正常柴油發(fā)電機最大噴油量數據流進(jìn)行對比。

② 當噴油量與最大噴油量相等時(shí)，柴油機依然動(dòng)力不足，應重點(diǎn)檢查噴油器是否失效；噴油器線(xiàn)束電阻是否過(guò)大；氣門(mén)間隙是否過(guò)大；噴射角度是否正確。

 

三、 故障原因分析與處理

 

1、柴油機過(guò)熱

      環(huán)境溫度過(guò)高：機油和冷卻水溫度很高，排溫也大大提高。

      排除方法：

      檢修冷卻器和散熱器，清除水垢；檢查有關(guān)管路是否管徑過(guò)小。如環(huán)境溫度過(guò)高應改善通風(fēng)，臨時(shí)加強冷卻措施。

2、燃油系統故障

（1）燃油管路、燃油濾清器進(jìn)入空氣或阻塞。排除方法：排除燃油系統空氣或更換燃油濾清器芯子。

（2）噴油泵供油不足。排除方法：檢查修理或更換偶件。

（3）噴油器霧化不良或噴油壓力低。排除方法：進(jìn)行噴霧觀(guān)察或調整噴油壓力，并檢查噴油嘴偶件或更換。

3、進(jìn)排系統故障

      柴油機比正常情況下排溫較高、煙色較差。

（1）空氣濾清器阻塞。排除方法：清洗空氣濾清器芯子或清除紙質(zhì)濾芯上的灰塵，必要時(shí)應更換：以及檢查機油平面是否正常。

（2）排氣管阻塞或接管過(guò)長(cháng)、轉彎半徑太小、彎頭太多。

     排除方法：

      清除排氣管內積碳；重裝排氣接管，彎頭不能多于三個(gè)，并有足夠大的排氣截面。

4、噴油提前

      不同轉速下性能變差。

      排除方法：

      檢查噴油泵傳動(dòng)軸處兩個(gè)螺釘是否松動(dòng)，并應校正噴油提前角后扳緊，必要進(jìn)行配氣相位和氣門(mén)間隙檢查。

5、渦輪增壓器故障

      柴油機出現轉速下降；進(jìn)氣壓力降低；漏氣或不正常的聲音等。

（1）增壓器軸承磨損，轉子有碰擦現象。排除方法：檢查和更換軸承

（2）壓氣機、渦輪的進(jìn)氣管路沾污、阻塞或漏氣。排除方法：清洗進(jìn)氣道、外殼、揩凈葉輪；擰緊接合面螺母、夾箍等。

6、氣缸蓋組件故障

      柴油機此時(shí)不但功率不足，性能下降，而且有漏氣、進(jìn)氣管冒黑煙，有不正常的敲擊聲等現象。

（1）氣缸蓋與機體結合而漏氣，變速時(shí)有一股氣流從襯墊處沖出：氣缸蓋大螺柱螺帽松動(dòng)或襯墊損壞。排除方法：按規定扭矩擰緊大螺柱螺母或更換氣缸蓋襯墊，必要時(shí)修刮接合面。

（2）進(jìn)、排氣門(mén)漏氣。排除方法：拆檢進(jìn)、排氣門(mén)，修磨氣門(mén)與氣門(mén)座配合面。

（3）氣門(mén)彈簧損壞。排除方法：更換已損壞的彈簧

（4）氣門(mén)間隙不正確 排除方法：重校氣門(mén)間隙至規定值

（5）噴油器孔漏氣或其鋼墊圈損壞；活塞環(huán)卡住桿咬住引起氣缸壓縮壓力不足。排除方法：拆下檢修。清理并更換已損壞的零件。

7、連桿軸瓦與曲軸連桿軸頸表面咬毛

      有不正常聲音，并有機油壓力下降等現象。排除方法：拆卸柴油發(fā)電機組側蓋板，檢查連桿人頭的側向間隙，看連桿大頭是否能前后移動(dòng)，如不能移動(dòng)則表示咬毛，應修摩軸頸和更換連桿軸瓦。

8、其他情況故障處理

（1）檢查燃油濾清器濾芯，如發(fā)生堵塞或存在大量雜質(zhì)，請更換燃油濾清器；

（2）查燃油供油管道，如有滲漏情況存在，進(jìn)行處理，防止柴油發(fā)電機運行時(shí)空氣進(jìn)入供油管；

（3）檢查空氣濾清器濾芯，使用壓縮空氣對其進(jìn)行清潔或更換濾芯；

（7）測量燃油溫度，如果燃油溫度超過(guò)50℃，請對燃油進(jìn)行降溫或補充燃油降低其溫度；

（5）檢查柴油發(fā)電機排氣管道，確保排氣管到暢通，保證排氣被壓小于90mmhg；

（6）在冷機狀態(tài)或停機5-10分鐘后，通過(guò)油標尺檢查油底殼機油液面高度，如果機油液面已超過(guò)"H"位，請排出多余的機油，液面保持在"L"與"H"位之間靠近"H"位為宜；

（7）在運行狀態(tài)下，借助必要的工具對增壓器后端至進(jìn)氣歧管之間的氣管進(jìn)行檢查（注意防 止高溫高壓氣體造成的燙傷），對存在漏氣的部位進(jìn)行緊固。

總結：

 

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