故障檢修與技術維護

柴油發電機常見故障及處理方法

 

摘要：柴油機是以往復運動機構利用熱能做功的動力機械，其主要零件，如活塞、連桿、曲軸及其軸承等的受力和運動情況極其復雜，其正常工作條件不僅依靠零件本身的優良質量和合理配合來保證，還需要配氣、潤滑、燃料、冷卻等系統的協調來保證，外載和各系統任一環節離開正常狀態，柴油發電機組都會發生故障。本文分析了常見的柴油發電機組故障原因和預防措施，對于柴油機維修工程師具有一定的借鑒價值。

 

一、常見故障及原因分析

 

1、工作機構

    柴油發電機超載運轉是導致重要零件早期損壞的主要原因。通常認為，超載就是曲軸上載荷超過允許限度。實際上即使曲軸上載荷正常，從應力的角度來說，也可能嚴重超載。例如，由于主軸承磨損不均而破壞其同軸性時，將使曲軸產生附加彎曲應力，這是因為軸承磨損可引起較大的彎曲變形，可使附加彎曲應力的幅度超過正常工作應力，所以主軸承磨損超過一定限度后，曲軸就經常處于超載狀態。這說明工作機構發生故障的基本因素是配合間隙的變化。

2、潤滑系統

    柴油發電機組潤滑系統（如圖1所示）出現故障會使摩擦副之間得不到良好的潤滑而使摩擦熱量增多、摩擦磨損加劇，甚至發生抱瓦、燒瓦等嚴重機械事故。潤滑系統常見的故障及原因分析如下。

（1）機油壓力出現異常。

       造成機油壓力過低的主要原因是供給主油道的油量減少，或是主油道以后的油路有漏油現象。造成機油壓力過高的的主要原因是壓入主油道的機油量過多，或主油道以后的油路有堵塞。

（2）機油溫度不正常。

      柴油發電機組正常的機油溫度應該是80～95℃，引起機油溫度過高的主要原因有：

① 柴油發電機組長期負荷過重；

② 冷卻效果不良，冷卻水量或風扇風量不足或冷卻器中水管內壁水垢增多、水流受阻；

③ 溢流閥壓力低，機油從溢流閥溢出過多，通過冷卻器的機油量減少；

④ 各潤滑部位的配合間隙不當；

⑤ 機油量不夠。油溫調節開關位置不當；

⑥ 氣缸漏氣，高溫氣體竄入油底殼，使機油受熱升溫。

引起機油溫度過低的主要原因有：

① 冷卻系統溫度過低；

② 溢流閥壓力高，從油泵出來的油全部經冷卻器冷卻；

③ 柴油發電機組長時間低負荷運行。

（3）機油消耗量大。

① 活塞與缸壁間隙過大；

② 活塞環特別是油環彈性差；

③ 缸套、活塞環過度磨損，活塞環被粘住、對口，或扭曲環裝反；

④ 活塞環與環槽邊隙和側隙過大（如圖2所示），或活塞上油環回油孔被積炭阻塞；

⑤ 渦輪增壓器彈力密封裝置失效；

⑥ 氣門桿與導管配合間隙過大或油封失效。

圖1 柴油機潤滑系統工作原理圖

圖2 活塞環側面和背面間隙示意圖

 

 

3、燃油供給系統

    燃油供給系統（如圖3所示）常見的故障有柴油發電機組不易起動或不能起動、工作無力、煙色異常等，主要原因分析如下。

（1）起動困難或不能起動原因

      柴油發電機組不易起動或不能起動常常表現在：起動時，起動機以正常轉速轉動曲軸，但發動不著；或起動困難，起動后立即熄火。其原因有如下兩方面：

①  低壓油路方面

      包括油箱無油或開關關閉、油路中有空氣、油路堵塞或漏油（如圖4所示）、輸油泵工作不良等；

② 高壓油路方面

      主要是噴油泵調節齒桿被卡住、調速器校正器彈簧折斷、油門拉桿調整不當等。

（2）工作無力原因

①  因扭矩不足而造成的機械感到無力；

② 因轉速不夠造成的發動機達不到最高轉速。

（3）煙色異常原因

① 排氣管冒白煙。

● 柴油發電機組溫度過低柴油不易燃燒，呈乳白色油霧從排氣管排出；

● 供油時間過晚，氣缸內溫度下降，未燃燒的部分柴油成白色油霧從排氣管排出；

● 柴油中有水，水在氣缸內被蒸成水蒸氣，從排氣管冒出。

② 排氣冒黑煙。

      這表示燃燒室內燃料過多，造成燃燒不完全。其原因是：

● 空氣濾清器或進氣道堵塞；

● 燃油質量差；

● 增壓器壓風機或中冷器臟污，進氣受阻；

● 噴油器霧化不良或滴油；

● 出油閥或柱塞偶件磨損；

● 氣門漏氣。

 

圖3 柴油機燃油系統工作原理圖

圖4 柴油機燃油管泄漏

 

 

4、冷卻系統

（1） 冷卻系統（原理如圖5所示）工作不正常的影響是引起柴油發電機組的過熱故障，如功率下降、氣缸活塞受強烈摩擦而損壞以及缸蓋產生裂紋等。

（2）散熱器堵塞、水垢過多均會造成散熱不良而引起發動機高溫，另外冷卻風扇不轉以及皮帶松了也會導致高溫現象（如圖6所示）。

（3）水泵泵水壓力低，流量小，會使冷卻水循環速度慢而使水溫過高。

 

圖5 柴油機冷卻系統工作原理圖

圖6 柴油機冷卻風扇散熱示意圖

 

二、常見故障預防措施

 

1、工作中注意維護

    低負荷運行時間不宜過長。柴油發電機組長期低負荷運行，柴油發電機組熱負荷低，活塞和缸套間隙大，造成柴油發電機組竄機油，使機油消耗量增大。柴油發電機組長期低負荷運行，此時由于噴油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油發電機組各缸作功不均勻，特別是此時由于燃燒不好，廢氣中HC和CO含量增加，造成對環境的污染。柴油發電機組長期低負荷運行，柴油發電機組竄機油嚴重和燃燒不良，所以造成柴油發電機組結碳嚴重，嚴重者將導致氣閥卡死現象和活塞與缸套之間余隙消除，以至于柴油發電機組無法運轉。柴油發電機組長期低負荷運行，柴油發電機組水溫低，易造成缸套穴蝕和缸套磨損增大，影響柴油發電機組壽命。柴油發電機組長期低負荷運行，也造成燃油的浪費。

2、正確使用潤滑油

（1）正確選用并及時更換潤滑油。

      根據柴油發電機組工作條件的苛刻程度選用適當的潤滑油品種；根據所在地區季節氣溫，結合柴油發電機組的性能和技術報告，選用適當的潤滑油牌號。

（2）防止水分、柴油流入。

      柴油發電機組噴油泵的供油量過大、供油壓力過低或噴油器滴油、霧化不良時，會使噴入缸內的柴油得不到充分燃燒，其中一部分將沿缸壁流入油底殼，致使潤滑油變稀，粘度下降，過早失去潤滑作用。因此要定期檢查噴油泵與噴油器，及早更換磨損超限的柱塞，出油閥與噴油咀偶件。

（3）防止沙塵雜質進入。

      沙塵進入潤滑油后，會侵入各運動件的配合面，加速機件的磨損，同時產生的許多金屬碎屑進入潤滑油后將縮短其更換周期。因此，在潤滑油存放、加注和更換柴油濾清器時防止灰塵侵入；按時保養空氣濾清器，以防止由氣缸竄入油底殼。

3、冷卻水溫的合理控制

    柴油發電機組在使用過程中，合理的控制冷卻水溫度，可保持柴油發電機組正常工作，降低燃油耗，提高壽命。一般情況下，柴油發電機組水溫控制在75～85℃之間。若溫度過低，熱損失大，增加著火滯后期，不僅燃燒粗大，而且燃油耗增加；溫度過低會使噴入缸內的燃油得不到充分的燃燒，其中一部分將冷凝成液態流入油底殼去稀釋潤滑油；溫度過低還容易使氣閥結炭和磨損增加，活塞缸套振動大，加重缸套穴蝕，據有關資料介紹，柴油發電機組水溫在40～60℃左右，缸套產生穴蝕最嚴重。若溫度過高，會加速潤滑油的氧化變質、活塞過熱、排氣門燒蝕等等。

 

總結：

      本文分析了柴油發電機常見故障及產生原因，對柴油發電機組故障的及時判斷和排除有很重要的實際意義。此外，本文還闡述柴油發電機組故障的預防措施，為正確使用柴油發電機組提供了參考依據，為柴油發電機組長期安全工作提供了保障。

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