操作使用與維護保養

柴油發電機組帶載運行出現功率不足的現象

 

摘要：動力性能好是康明斯柴油發電機組的優點之一。若柴油發電機組出現了功率不足現象，則會造成柴油發電機組的動力性能下降、經濟性能降低、排放性能變差，也無法體現出柴油發電機組的動力性好和燃油經濟性能好的優點。本文分析柴油發電機組的發動機功率不足的故障現象、故障原因，為排除柴油發電機組功率不足故障提供理論依據。

 

一、功率不足的主要原因

 

      柴油發電機組是非常常見的備用供電設備，因其具有燃油效率高而且成本低的優點，從而被各個行業領域廣泛用于重點部位部件的電力供應。您在使用過程中是否遇到過發電機組輸出功率不足的現象呢？導致發電機組輸出功率不足的原因主要有以下幾個方面：

1、超出額定功率

      一旦發電機組處于過載狀態，那么控制柜上的儀表數值會相應作出反應，此時的電壓和負載電流已經超出額定值，為了保證發電機的正常運行，操作人員必須將不必要的負荷及時進行切斷處理。發電機組如果長期處于過載運行的狀態，既會對柴油發電機的供電性能造成影響也會影響柴油發電機的使用壽命，嚴重時甚至會釀成重大安全事故。

2、冷卻液溫度過高

      冷卻液溫度對發電機的功率輸出具有很大的影響作用，冷卻液溫度要求如圖1所示。柴油發電機冷卻液溫度應該盡量低于70℃，一旦超過這個度數會造成單位提及的熱容量減少，而導致輸出功率降低或者不足，影響冷卻系統的部件。除此以外，機房溫度過高、排氣管阻塞等問題也會影響發電機組輸出功率。

3、空氣濾清器不清潔

      空氣濾清器過臟會造成阻力增加，空氣流量減少，影響空氣和柴油的比例，混合氣就不能完全燃燒，浪費柴油致使發動機功率不足。應根據要求清洗柴油空氣濾清器芯子或清除紙質濾芯上的灰塵，必要時更換濾芯。

4、排氣管堵塞

      排氣管阻塞會造成排氣不暢通，新一輪工作循環的吸環節也會受阻，燃油效率下降。柴油發電機動力下降。應檢查是否由于排氣管內積炭太多而造成排氣導阻力增加。一般排氣背壓不宜超3.3kPa，平時應經常清降排氣管內的積炭。

      一般情況下，排煙管的出口端均從煙囪的頂部穿出，且在穿出煙囪頂板處采用帶有防雨罩的甲板彈性導管來解決排煙管固定及防雨問題。但在某些安裝條件或要求下，如煙囪頂部需要布置對外消防炮等設備時，排煙管只能從煙囪的側壁穿出，而在現有的排煙管側壁穿艙結構中，排煙管采用腹板焊接的方式固定焊接于煙囪側壁上，這雖然能夠保證排煙管的水密性，防止雨水進入煙囪內部，但卻導致排煙管沒有了熱脹冷縮的變形空間，排煙管較為容易損壞；同時，排煙管內部的熱量將直接傳遞至煙囪側壁上，容易引起煙囪上的油漆受熱脫落，既導致煙囪容易發生腐蝕而影響使用壽命，也影響了煙囪的美觀性。

5、供油提前角過大或過小

      供由提前角過大或過小會造成油泵噴油時間過早或過晚，使燃燒過程不是處于最佳狀態，從而使柴油機燃油耗增加，排溫增高，噪聲大。使柴油機可靠性降低此時應檢查噴油傳動軸接合器釘是否松動，如果松動，則應重新按照要求調整供油提前角，并擰緊螺釘。

 

      柴油機的最佳供油提前角是指在一定的轉速和供油條件下，能夠實現最大功率、最小油耗和最佳排氣凈化的供油提前角。這個角度的存在是為了更好的霧化燃油，作用相當大。轉速高、供油量大時，最佳供油提前角要大。例如，在常用的供油量和轉速范圍內，采用直接噴射燃燒室的柴油機最佳噴油提前角為28°～35°；采用分隔式燃燒室的柴油機最佳噴油提前角為15°～20°。柴油機供油提前角度數示意圖如圖2所示。

6、活塞缸套拉傷

      由于活塞與缸套拉傷嚴重或磨損過，以及活塞環結膠造成摩擦損失增大，造成發動機自身的機械損失增大，壓縮比減小，著火困難或燃燒不充分，下充氣增大，漏氣嚴重。此時，應更換缸套、活塞和活塞環。

7、燃油系統有故障

      燃油濾清器或管路內進入空氣或阻塞，造成油路不暢通，功率不足、甚至著火困難應清除進入管路的空氣，清洗柴油濾芯，必要時更換。噴油偶件損壞造成漏油、咬死或霧化不良，此時容易導致缺缸、發動機功率不足。應及時清洗、研磨或換新。噴油泵供油不足也會造成功率不足，應及時檢查、修理或更換偶件并重新調整噴油泵供油量。

8、日常管理

      保持柴油發電機組運行環境的整潔，降低安全隱患工作人員應該提升自身的專業技能，熟悉發電機組的基本操作和性能，一旦出現問題能夠及時準確的作出判斷保證柴油發電機組機油和柴油儲備充足，一旦發生斷電現象不會影響柴油發電機組的正常運行操作人員在發電機組運行時應該對發電機組進行檢查，確保沒有異常情況的發生冬季應該及時更換防凍油料和冷卻液，避免發生結冰現象。

 

圖1  柴油機冷卻液溫度過高示意圖

圖2  柴油機供油提前角度數示意圖

 

二、功率不足原因分析和檢修思路

 

1、功率不足原因分析

      柴油機功率不足，一個是“油”、一個是“氣”，再有就是柴油機本身的問題。所謂“油”的問題就是供油不足和燃燒不充分，如圖4所示。而這類問題又有“堵”和“漏”兩個方面。

（1）所謂“堵”往往發生在長期不保養。

      柴油濾清器被臟物部分堵塞，供油阻力增加供油不暢，在小負荷少油量的情況下供油夠用，在大負荷大油量的情況下供油量不足造成柴油機動力下降。而導致柴油機功率不足。為了保證供油系統暢通，必須按規定進行保養。

（2）所謂“漏”就是從油箱至供油泵的低壓油路漏氣。

      同樣，在小負荷少油量的情況下供油夠用，在大油量的情況下由于漏氣而低壓油路吸入空氣，使供油量不足造成柴油機功率不足的故障。“漏”往往出現在修理保養之后，在保養中拆卸柴油濾清器及管線，組裝時如果接頭封閉不嚴或濾清器安裝密封圈封閉不嚴就會造成“漏氣”的故障。

2、功率不足的故障檢修思路

（1）看現象、查油路

      如果柴油機空載運行正常，而且柴油機運行過程中沒有其他異常現象，但在大負荷情況下柴油機轉速嚴重下降，去掉負荷后變正常，這種現象一般是油路問題，如果柴油機停機一段時間后啟動困難，而且運行過程中功率不足，應該檢查回油溢流閥密封不嚴或損害。

（2）看積碳、查工況

      柴油機排氣口積碳呈現黑灰色表面像覆蓋著一層白霜，積碳層極薄，說明柴油機工況良好，積碳色澤黑亮而不濕，說明柴油機輕微燒機油。某一氣缸排氣口的積碳較厚，說明該氣缸的噴油器工作不良或密封性差，應更換或修理。

（3）看冷卻液溫度

      如果柴油機工作時冷卻系統冷卻溫度過高，則說明柴油機冷卻水垢太厚或冷卻系統有關部件（節溫器、水泵、風扇）效率低或失效。

（4）看狀態、查噴油

      噴油器噴油嘴的噴油狀態應是不射偏，霧化良好，射程合適，噴油良好不能說明油路沒有問題，因此還要檢查油門拉桿和接頭等發卡是否有松動。

（5）看正時、查早晚

      噴油過遲，柴油機啟動困難，燃燒不完全，排氣冒黑煙，功率不足。噴油太早，柴油機工作時有敲擊聲易損壞零件，同時也影響柴油機功率。

 

圖3  柴油發電機功率不足的診斷與分析

圖4  柴油發電機功率下降的原因（燃燒不充分）

 

三、故障診斷原則

 

     在柴油發電機發電機出現功率不足故障的時候，不要手忙腳亂，不要盲目地對機器進行拆裝檢查，應該始終保持頭腦清醒，根據“聲音、出現時機、轉速、功率”等方面異常現象現象，進行綜合判斷分析，先推斷出有可能導致這種現象的原因，根據經驗判斷有可能出現故障的部位，然后再有目的地對機器進行檢查。

1、要整體分析故障

      徹底全面地清除故障我們在分析故障原因的時候，要綜合各種跡象進行全面系統地分析，不能完全憑經驗，不能“頭疼治頭、腳疼治腳”。機械設備各個零部件之間是具有密切關系的，當一個零部件出現故障的時候，一定會引起其他零部件不同成都地損壞，因此，要想徹底地、全面地排除故障，不留后患，就要對與發生故障的關鍵部位結合緊密的零部件進行全面細致的檢查和維修。

2、要盡量減少拆裝工作量

      不要在設備出現故障的時候，盲目地把設備拆分地七零八落，實際上，并不是拆分地越細就對排除故障越有利。我們在拆卸以前，要依據實際情況，首先初步判斷出發生故障的部位，然后再根據機械的整體結構和故障排除時的必要性進行有目的地拆卸，這樣可以減少拆分的工作量，為盡快恢復生產節省時間。

3、多感官相結合細心查找故障

      設備發生故障的時候，大多是在條件不比較簡單的生產現場，很多時候沒有專門的檢查設備，但是，由于生產任務比較緊，對于出現的故障又要盡快排除，我們就要綜合利用看、聽、摸、嗅等多種感官，認真進行故障查找。

（1）我們要觀察柴油發電機在運轉過程中排氣管的排煙情況是否有異常，柴油發電機組的機油顏色是否正常，油路系統是否有漏油的痕跡，冷卻系統以及潤滑系統是否存在漏水、漏油的現象，各種儀表指示是不是正常，各部件的螺母有沒有松動現象，機器運轉的時候，震動是否強烈。

（2）在聽的方面，我們主要是聽柴油發電機在運轉過程中是否有異常響聲，依據響聲的部位和性質推斷出現故障的位置。重點注意設備運轉過程中活塞、連桿、曲軸的沖擊聲、進、排氣閥及柴油發電機定時傳動齒輪等是否有異常響聲。如果單缸停火，也會引起聲音異常。

（3）我們所說的“摸”就是在故障發生是用手試摸的辦法來感知油管的脈動和發電機組的震抖，或者感知機油管和機油殼的溫度，根據溫度的變化來判斷發生故障的原因和位置。

（4）我們通過味道也可以判斷是否發生故障，如果有焦味，說明發電機的工作是不正常的。柴油發電機在燒機油的情況下，會出現有焦味的現象。

      實際柴油發電機維修過程中，要根據不同故障以及故障的特點，靈活運用多種手段進行診斷，對各方面的因素進行綜合分析，最后找出事故原因，并制定有針對性的排除措施。

 

總結：

     動力性能優良是康明斯柴油發電機組的優勢之一。柴油機功率不足或沒勁的原因可以歸結為供油問題、進氣量問題、氣缸壓力問題、控制系統問題或其他因素等。因此，柴油機功率不足的原因是多方面的，針對不同的問題原因，應采取不同的診斷方法進行排查和修復是解決柴油機功率不足問題的關鍵。在實際操作中，需要根據具體情況選擇合適的診斷方法，以便快速準確地找到問題所在并加以解決。

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