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柴油發(fā)電機異響的故障分析
發(fā)布時間:2023-05-26 22:45:11  ▏閱讀:

 

新聞主題

引起康明斯柴油發(fā)電機運轉異響的故障示例

 

摘要:發(fā)動機異響標志柴油發(fā)電機組某一機構的技術狀態(tài)已發(fā)生變化,通過分析發(fā)動機產生異響的現象和原因,正確使用發(fā)動機產生異響的判斷方法,及時、正確的診斷并排除發(fā)動機各種異響故障,從而保證柴油發(fā)電機組的技術狀況,對降低故障率具有非常重要的現實意義。柴油機汽缸內異響主要由位于氣缸蓋上的運動部件產生,氣缸蓋部件可能噪音的部件有氣門間隙響、氣門彈簧由于斷裂響、氣門導桿響等。機體內部噪音主要有活塞銷響、活塞敲缸、連桿敲擊和主軸承響等。

 

一、曲軸主軸承響

 

1.故障現象

發(fā)動機穩(wěn)定運轉時聲響不明顯,急加載或負荷較大時,發(fā)出較沉重、有力、有節(jié)奏的“當當”聲,嚴重時機體振抖。

2.故障原因

(1)因主軸頸磨損失圓造成的主軸承配合間隙過大或配合不良。

(2)潤滑不良。

(3)主軸承蓋螺栓松動,軸承合金脫落、燒損、軸承破裂等。

(4)曲軸彎曲。

3.故障診斷

(1)改變發(fā)動機轉速,轉速增高,響聲增大,中速向高速過渡時響聲明顯,急加載異響明顯。

(2)負荷增大(如爬坡、載重時),響聲加大,負荷變化時響聲較明顯。

(3)發(fā)動機溫度變化時,異響變化不明顯。

(4)單缸斷火時,響聲不變(末道主軸承響,響聲減弱),相鄰兩缸均斷火時,響聲明顯減弱。

(5)發(fā)動機跳火1次,發(fā)響2次,即每工作循環(huán)響2次。

(6)潤滑不良時,響聲加重,一般有明顯的油壓降低現象。

(7)反復抖動節(jié)氣門,從加機油口(或曲軸箱通風管口)處聽診,可聽到明顯的沉重有力的金屬敲擊聲。或用聽診器觸在油底殼或曲軸箱與曲軸軸線齊平的位置上聽診,響聲最強的部位即為發(fā)出異響的主軸承。

(8)伴隨現象。主軸承異響往往會伴隨有油壓降低現象,嚴重時發(fā)動機振抖,尤其是在高速或大負荷時。

 

二、連桿軸承響

 

1.故障現象

      發(fā)動機怠速運轉時無異響或響聲較小,急加載時有較重且短促的“當當當”明顯連續(xù)的敲擊聲(如圖1所示)。這是連桿軸承響的主要特征,嚴重時怠速也能聽到明顯響聲。連桿軸承響比主軸承響清脆、緩和、短促。

2.故障原因

(1)連桿軸承或軸頸磨損,使配合間隙過大或配合不良。

(2)油壓過低,或機油變質,或連桿軸油道堵塞,致使?jié)櫥涣肌?/span>

(3)連桿軸承蓋螺栓松動或折斷。

(4)連桿軸承尺寸不符,引起轉動或斷裂。

(5)連桿軸承減摩合金脫落或燒毀。

3.故障診斷

(1)改變發(fā)動機轉速,怠速時聲響較小,中速時較為明顯,稍稍加大節(jié)氣門有連續(xù)的敲擊聲,急加載時敲擊聲隨之增加,高速時因其它雜音干擾而不明顯。

(2)負荷增大,響聲加劇。

(3)發(fā)動機溫度變化時,響聲通常不變,但有時也受潤滑油溫度的影響。

(4)單缸斷火,響聲明顯減弱或消失,但復火時又能立即出現,即響聲上缸。但當連桿軸承松曠過甚時,單缸斷火聲響無明顯變化。

(5)點火1次,發(fā)響2次,即每工作循環(huán)響2次。

(6)連桿軸承響聲在油底殼側面較大。如用聽診器觸在機體上聽診(如圖2所示),響聲不十分清晰,但在加機油口處或曲軸箱通風管口處直接察聽,可清楚聽到連桿軸承敲擊聲。

(7)伴隨現象。連桿軸承響伴隨有油壓明顯降低現象,嚴重時機體振抖,這有別于活塞銷響、活塞敲缸。可用手將螺絲刀或聽診器抵住缸體下部或油底殼處,當觸試相應的故障缸位時有明顯振動感。

 

連桿軸承異常聲音狀態(tài).png

圖1  連桿軸承異常聲音狀態(tài)

柴油機異響故障聽診方法.png

圖2  柴油機異響故障聽診方法

 

 

三、活塞敲缸

 

      活塞上下運動時在氣缸內擺動或竄動,其頭部或裙部與氣缸壁、缸蓋碰撞發(fā)出的響聲。通常專指活塞與氣缸壁間隙較大,活塞上下運動時撞擊氣缸壁發(fā)出的響聲。

1.故障現象

      發(fā)動機怠速或低速運轉時,在氣缸的上部發(fā)出清晰而明顯的、有節(jié)奏的“達達達”的連續(xù)不斷的金屬敲擊聲,嚴重時響聲變沉重,即為“當當當”聲響,狀態(tài)如圖3所示。

2.故障原因

(1)活塞與氣缸壁配合間隙過大,如圖4所示。

(2)活塞裙部腐蝕,或氣缸磨損過大。

(3)油壓過低,氣缸壁潤滑不良。

3.故障診斷

(1)怠速或低速時比較清晰,中速以上運轉時,異響減弱或消失。

(2)負荷加大,響聲加大。

(3)一般冷機時響聲明顯,熱機后響聲減弱或消失,即冷敲缸;嚴重時冷熱均敲缸,并伴有振抖。

(4)將發(fā)動機置于異響明顯的轉速下,進行單缸斷火試驗,響聲明顯減弱或消失。

(5)曲軸轉1圈,發(fā)響1次,且有節(jié)奏性,轉速提高響聲加快。

(6)潤滑不良響聲加重。

(7)將聽診器或聽診桿觸在機體上部兩側進行聽診。若響聲較強并稍有振動,再結合斷火試驗,即可確定出異響氣缸。

(8)伴隨現象。排氣管排藍煙、缸壓降低等。以手將螺絲刀或聽診器抵緊氣缸側部觸試,有明顯振動感。

(9)其它敲缸特例。

 

活塞敲缸的聲音狀態(tài).png

圖3  活塞敲缸的聲音狀態(tài)

活塞敲缸異響示意圖.png

圖4  活塞敲缸異響示意圖

 

 

四、活塞銷響

 

1.故障現象

      在怠速、低速和從怠速向低速抖動油門時,發(fā)出響亮、尖脆而有節(jié)奏的“嘎嘎嘎”金屬敲擊聲,類似兩個鋼球相碰的聲音,呈上下雙響。略將點火時間提前,聲響加劇,在同樣轉速下比活塞敲缸響連續(xù)而尖銳。

2.故障原因

(1)活塞銷與銷孔、連桿襯套磨損嚴重,配合間隙過大,如圖5所示。

(2)卡環(huán)松曠、脫落。

(3)潤滑不良等。

(4)活塞銷斷裂。

3.故障診斷

(1)轉速變化時,響聲也隨之周期性變化,加載時聲響更大,在發(fā)動機轉速稍高于怠速時比較明顯,比軸承響清脆。抖動節(jié)氣門,從怠速向低速加載時,響聲能隨轉速的變化而變化,且在轉速升高的瞬間,發(fā)出清脆、連續(xù)而有節(jié)奏的響聲。

(2)溫度上升,響聲沒有減弱,甚至更明顯。有時冷機時響聲小,熱機時響聲大。

(3)單缸斷火時,響聲減弱或消失。復火時響聲會明顯出現1響或連續(xù)2響。嚴重時,在響聲較大的轉速下進行斷火試驗時(步驟如圖6所示),往往響聲不消失且變得雜亂。

(4)用螺絲刀或聽診器抵觸在發(fā)動機上側部或氣缸蓋上察聽,同時變換轉速,在氣缸壁上部聽診比在下部明顯。

(5)根據不同癥狀具體診斷:

① 若轉速越高,響聲越大,單缸斷火時響聲反而雜亂則故障為活塞銷與襯套間隙過大。

② 怠速運轉時,響聲為有節(jié)奏而較沉重的響聲,提高轉速聲響不減,同時伴有機體輕微抖動,斷火試驗響聲加重,則說明活塞銷自由竄動。

③ 若急加載時,聲響尖銳而清晰,斷火試驗響聲減輕或消失,則很可能是活塞銷折斷。

 

活塞銷配合間隙過大的異響.png

圖5  活塞銷配合間隙過大的異響

發(fā)動機斷火試驗步驟圖.png

圖6  發(fā)動機斷火試驗步驟圖

 

 

五、氣門腳響

 

      對于柴油機配氣機構異常響聲能在發(fā)動機運轉時,在發(fā)動機的頂部能比較清晰的聽到。特別是在發(fā)動機怠速運轉時能比較清晰聽到,并且聲音的頻率隨發(fā)動機轉速的上升而上升。由于氣門室蓋的作用,可能使配氣機構的噪音產生變音。

1.故障現象

怠速時,在氣門室處發(fā)出連續(xù)不斷的有節(jié)奏的“嗒嗒嗒”聲,響聲清脆有節(jié)奏,易區(qū)分。若有多只氣門腳響,則聲音雜亂,且斷火試驗響聲無變化。

2.故障原因

(1)氣門腳潤滑不良,或因磨損、調整不當造成氣門間隙過大,氣門間隙位置如圖7所示。

(2)氣門間隙處兩接觸面不平。

(3)氣門桿與氣門導管配合間隙過大,檢查方法如圖8所示。

(4)搖臂軸配合松曠。

3.故障診斷

(1)轉速增高響聲增大,節(jié)奏加快。怠速、低速時響聲明顯,中速以上變得模糊雜亂。

(2)負荷、溫度、缸位對氣門腳無影響,斷火試驗異響無變化。

(3)怠速下在氣門室或氣門罩處聽診異響非常明顯,氣門腳響清脆有節(jié)奏,在發(fā)動機周圍就能聽到較為清晰的響聲。

(4)將氣門室蓋拆下,在怠速時用適當厚度的厚薄規(guī)插入氣門間隙處,若響聲消失或減弱即可確診為該氣門間隙過大。

(5)插入厚薄規(guī)后,氣門沒有間隙,若響聲不變,可用螺絲刀撬動氣門桿,若響聲消除,說明氣門桿與導管磨損過甚。

 

柴油發(fā)電機配氣機構異響的原因.png

圖7  柴油機氣門間隙位置圖

氣門桿與氣門導管配合間隙檢查示意圖.jpg

圖8  氣門桿與氣門導管配合間隙檢查示意圖

 


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