故障檢修與技術維護

柴油發電機活塞連桿組異響故障檢修方法

 

摘要：柴油發電機在工作時，活塞連桿組有時會出現各種不同的異響。 柴油發電機活塞這桿組異響故障主要有活塞敲過響，活塞環異陶，活塞銷異響，活塞拉缸響等.. 出現異響的主要原因是曲軸主軸頸與主軸瓦、連桿軸頸與連桿瓦、活塞與氣缸、活塞銷與連桿銅套的間隙過大等因素造成的。康明斯公司在本文主要對柴油發電機組活塞連桿組的異響故障及維修進行探討。

 

一、活塞敲缸響故障

 

1、活塞敲缸響故障現象

① 柴油發電機怠速時，在汽缸的上部發出清晰的敲擊聲，，好像用一小錘輕敲水泥地面產生的"嗒嗒嗒"的聲音；

② 柴油發電機低溫時響聲明顯，溫度升高后響聲減弱或消失；

③ 該缸斷火后，響聲減弱或消失。

2、活塞敲缸響故障原因分析

① 活塞與汽缸壁間隙過大；

② 汽缸壁潤滑條件不佳。

3、活塞敲缸響檢查與修復

① 這種響聲的特點是冷機明顯，熱機時減弱或消失，斷火試驗時響聲減弱或消失；

② 可用聽診器具放在汽缸上部聽察，并結合斷火試驗來確定哪個汽缸發響；

③ 經初步診斷確定為某缸發響后，為進一步證實，可將柴油發電機熄火，卸下火花塞，往汽缸內注入少量機油，然后再啟動柴油發電機。如聲音減弱或消失，一會兒后響聲又起，或在啟動著火后的幾十秒鐘內出現幾聲響，隨后即消失，一會兒又出現幾聲，則可斷定此缸敲缸響；

④ 有時遇到"反上缸"現象，即在斷火試驗時出現敲擊響聲，并由間斷變為連響。這是由于活塞裙部錐度過大，致使活塞頭部撞擊汽缸壁所致；

⑤ 如冷機時響，熱機不響時，可繼續運行。大修出廠的發電機組，在溫度低于213K（40℃）時，允許有輕微響聲。

 

圖1  活塞結構組成圖

圖2  活塞爆震導致敲缸動態圖

 

二、活塞拉缸響故障

 

1、活塞拉缸響故障現象

① 此響聲一般出現在柴油發電機大修后的走合期。即柴油發電機在怠速運轉時出現“嗒嗒”聲，略像后，響聲不但不消失，反而稍重一些，且有時還帶有“吭吭”的聲音，柴油發電機稍有抖動現象；

② 斷火試驗仍有響聲，但嚴重拉傷后也出現活塞敲缸響，不過此時做斷火試驗時響聲有減弱；

③ 拉傷到一定程度時，出現柴油發電機突然熄火現象；

④ 嚴重時，從加機油口處往外冒煙。

2、活塞拉缸響故障原因分析

① 活塞與缸壁間隙過小或活塞膨脹系數過大；

② 活塞橢圓度不足或反橢圓；

③ 活塞頭部尺寸大，活塞環背隙或端隙過小；

④ 活塞銷與銷座孔配合過緊，致使活塞變形脹大；

⑤ 機油不足或潤滑孔道堵塞，潤滑不良；

⑥ 柴油發電機缺水，溫度過高；

⑦ 柴油發電機長時間高速運轉，尤其在走合期內；

⑧ 全浮式活塞銷未裝鎖環，半浮式活塞銷固定螺釘未擰緊，活塞銷軸向竄動拉缸。

3、活塞拉缸響檢查與修復

① 柴油發電機運轉中，出現類似敲缸的現象，但聲音不是隨柴油發電機溫度的升高而減弱消失，可初步斷定為拉缸響聲；

② 拆下汽缸蓋，檢查缸壁的拉傷情況，并找出拉傷原因。如只是由于活塞與缸壁配合較緊而輕微拉傷時，可稍磨一下缸壁，仍可用原活塞裝復。如拉傷嚴重，應重新鏜缸，并用換加大活塞的方法修復。

 

三、活塞銷響故障

 

1、活塞銷響故障現象

① 柴油發電機在怠速或中速運轉時，在柴油發電機的側上部可聽到"嗒嗒嗒"的明顯、清晰而尖脆的敲擊聲；

② 柴油發電機溫度升高，響聲不減弱；

③ 斷火試驗時響聲減弱或消失，而恢復工作時的瞬間有明顯的1～2下響聲。

2、活塞銷響故障原因分析

① 活塞銷與連桿小頭襯套配合松曠；

② 活塞銷與活塞的銷座孔配合松曠；

③ 機油壓力過低，曲軸箱內機油飛濺量不足，或連桿上的潤滑油道堵塞，而造成活塞銷燒蝕嚴重。

3、活塞銷響檢查與修復

① 斷火試驗時，響聲上缸比較明顯。可將柴油發電機穩定在響聲較強的轉速下，逐缸斷火試驗，當斷開某缸后，響聲明顯減弱或消失，并在復火的瞬間，能靈敏而突出地恢復響聲，可斷定此缸活塞銷響；

② 如聲響非常嚴重，并且柴油發電機轉速越高，響聲越大。可在響聲較大的轉速下斷火試驗，如響聲不但不消失，反而變得雜亂，一般是由于間隙大到了一定的程度所致；

③ 在柴油發電機轉速不斷變化的情況下，將聽診器具觸及在發響汽缸的缸體側上部或汽缸蓋上，可聽到較清脆的響聲。

 

四、活塞環漏氣響故障

 

1、活塞環漏氣響故障現象

① 響聲類似活塞敲缸響；

② 在加機油口處察聽，可聽到特別清脆的響聲，并有大量氣體自加油口冒出，如將加機油口蓋住，響聲可顯著減弱。

2、活塞環漏氣響故障原因分析

① 活塞環彈性過弱或缸壁有溝槽；

② 活塞環質量不佳或活塞頭部失圓。

3、活塞環漏氣響檢查與修復

① 打開加機油口蓋，于柴油發電機高速運轉時可聽到類似活塞敲缸的響聲，同時在加油口處向外冒煙，可斷定為活塞環漏氣響；

② 斷火試驗時，某缸斷火后響聲和煙氣立即消除，可斷定為該缸活塞環漏氣，但多缸漏氣時，上述現象則不明顯；

③ 在初步判定的汽缸內倒入少許機油，然后啟動柴油發電機試驗，如在啟動后較短時間內，響聲減弱或消失，則可進一步斷定是該缸活塞環漏氣響。

 

圖3 拆除連桿組的活塞示意圖

圖4  使用活塞環鉗拆下活塞環

 

五、連桿組的維修

 

      連桿組的維修主要包括連桿變形的檢驗與校正，以及連桿小端襯套的鉸削。連桿變形（檢測方法如圖5所示）后，會使活塞在汽缸中歪斜，引起活塞與汽缸、連桿軸承與連桿軸頸的偏磨、敲缸、拉缸等。

1、連桿變形的校正

       當連桿彎、扭變形并存時應先校扭后校彎，如圖6-圖7所示。在校正連桿時，首先要記下連桿彎曲或扭曲的方向及其彎曲度和扭曲度的數值。

2、活塞銷的安裝

      在襯套壓裝前，應先將其與活塞銷試配，如能勉強套入活塞銷即為合適。如活塞銷不能裝入襯套或裝入后松曠，則表明加工余量過大或過小，均應重新選用襯套。襯套壓入后，便可根據選配好的活塞銷的實際尺寸鉸削（或鏜削）襯套，使其與活塞銷的配合符合規定。

     其步驟如下∶選擇鉸刀-調整鉸刀-鉸削（如圖8所示）-試配-修刮。

 

圖5  連桿彎曲檢查	圖6  連桿扭曲校正圖
圖7  連桿彎曲校正圖	圖8  連桿襯套鉸削

 

 

六、連桿軸承（瓦）異響的檢測與修復

 

1、連桿軸承（瓦）異響故障現象

① 突然加載時，柴油發電機有連續明顯的敲擊聲，響聲清脆，短促而堅實，并隨轉速的升高而增大，隨負荷的增加而增強；

② 柴油發電機溫度發生變化時，響聲不變化；

③ 軸承嚴重松曠時，在怠速或下中速運轉中，可聽到"咯棱咯棱"的響聲；

④ 斷火試驗，響聲明顯減弱或消失。

2、連桿軸承（瓦）異響故障原因分析

① 潤滑不良或軸承配合不當而造成軸承（瓦）燒損；

② 軸承質量不佳或裝配間隙過松、過緊迫使軸承片變形而造成合金脫落；

③ 連桿軸頸失圓、與軸承接觸不良而造成早期磨損。

3、連桿軸承（瓦）異響檢查與判斷

① 逐缸斷火試驗，從怠速往下中速，由下中速往中速抖動油門以及加火油門反復試驗時，響聲隨柴油發電機轉速的增高而增大，微抖油門時可聽到較復雜的"咯棱咯棱"的響聲。此外，在加油門的瞬間響聲更突出，斷火試驗響聲減弱或消失，在復火的瞬間能靈敏而突出地恢復響聲。此情況可斷定為連桿軸承響；

② 從加機油口處察聽，有較強的"哨哨哨"的響聲；

③ 發電機組運行中，如加大油門或由低速擋換入高速擋加油時，可聽到有微小的"嗒嗒"響聲，而慢慢加大油門或減輕負荷時，響聲即消失；

④ 如在發電機組運行中突然聽到"唧唧唧"的響聲，好像在缺乏潤滑油的情況下用大鉆頭在材質堅硬的鋼材上鉆孔時發出的聲音，這一般是由于缺乏潤滑油而燒瓦所發出的響聲。出現這種響聲時，曲軸有被抱住的可能。因此，應立即停機熄火并用手搖柄搖轉曲軸。

 

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