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柴油机故障如何分类?
柴油机故障可从以下不同方面进行分类:
(1)按故障的性质分类 柴油机故障按其性质,可分为本质故障、误用故障和从属故障三类。
1)本质故障。在规定使用条件下,由于柴油机及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障称为本质故障,如柴油机连杆断裂等。
2)误用故障。不按规定条件使用或由于外界因素而引起的故障称为误用故障,如因机油油量不足引起烧瓦等。
3)从属故障。某一故障所引起的派生故障称为从属故障,也成为相关故障,如连杆螺钉断裂引起的机体裂纹等。
(2)按故障的严重程度 柴油机故障按其严重程度和造成的危害,可分为致命故障、严重故障、一般故障和轻度故障四类。
1)致命故障。凡造成重要零件报废、导致人身伤亡或造成重大经济损失的故障称为致命故障,也称为危险性故障,如连杆螺栓断裂、机体破裂等。这类故障属一类故障。
2)严重故障。凡柴油机主要性能指标超过限值,主要零件损坏需解体才能排除的故障称为严重故障,如柴油机油耗过高、活塞环断裂等。这类故障数二类故障。
3)一般故障。凡柴油机需停机检修,需要更换非主要部件,用随机工具即可排除的故障称为一般故障,如三漏(漏气、漏油、漏水)、盖板损坏等。这类故障属三类故障。
4)轻度故障。凡一般不导致柴油机停机,不需要更换零件,用随机工具在短时间内即可排除的故障称为轻度故障。如柴油机密封部位渗漏、盖板螺钉松动等。这类故障属四类故障。
(3)按故障出现时间的快慢分类 柴油机故障按其出现时间的快慢,可分为突发性故障和渐发性故障两类。
1)突发性故障。这种故障在短时间内突然发生,不能靠早期诊断来预测,如连杆螺栓断、气门弹簧断裂等。
2)渐发性故障。这种故障的发生有一个渐变的过程,可以通过早期诊断进行预测,如缸套磨损、气门漏气等。
(4)按故障发生的部位分类 柴油机故障按其发生部位,可分为整体性故障和零部件故障两类。
1)整体性故障。也称为综合性故障,影响整机性能,如起动困难、功率不足、飞车、转速不稳、压力异常、温度异常、声音异常、振动异常、突然停车等,其原因是综合性的。
2)零部件故障。是指某一零件所发生的故障,如齿轮断裂、水泵泵量过小等。
(5)按故障的原因和现象分类 柴油机故障按其原因和现象,可分为磨损性故障、错用性故障和薄弱性故障三类。
1)磨损性故障。由于摩擦副磨损过大而造成的故障称为磨损性故障。这种故障是正常使用条件下,正常磨损过程中可以预料的故障,如活塞环过度磨损,造成严重漏气、功率不足等。这类故障一般不会造成严重后果。
2)错用性故障。在实际使用条件下,产生的载荷超过了原设计能力所造成的故障称为错用性故障,如超负荷使用致使柴油机冒黑烟、轴系断裂等。
3)薄弱性故障。在实际使用条件下,产生的载荷未超过设计能力,只是设计失误造成薄弱环节,导致零部件丧失工作能力的故障称为薄弱性故障。这类故障多发生在新开发机型上。一般表现为零件破损、轴系及支架断裂等。
(6)按故障后果的性质分类,以可靠性为中心的维修指导思想认为,故障后果比故障频率更为重要,故障后果可以影响重要机件发挥正常的功能,可以造成更换故障件的费用支出,可以损坏整个系统设备,甚至造成人员伤亡。因此,故障后果决定了维修工作的先后次序和及时提出修改机件设计的建议。故障后果按性质可分为四类:
1)性故障后果。这类故障能造成机毁人亡,需采用维修方式,使故障风险率减少到可以接受的水平;否则,有关机件项目就要重新设计。
2)使用性故障后果。这类故障能干扰使用计划,会因该机件工作能力的下降,造成其他间接的经济损失(例如使用中经济性下降等)。在费用效果分析的基础上,可采取维修的方式来解决这些问题。
3)非使用性故障后果。这类故障的后果对使用没有直接的不利影响。例如采用冗余度设计的装置,其中一个装置出现故障后,只需在方便时更换或修理。因此,非使用性后果可采用事后维修方式。
4)隐蔽性故障后果。这类故障后果一般不会产生直接的不利影响。但是,当具有隐蔽性故障后果的计件与另一个或几个计件的故障相关时,如果 个机件的功能故障由于隐蔽原因未被发现,以致第二个机件又发生故障,从而造成多重故障,则将导致危险性故障,必须采取维护的方式减少这种风险的因素。
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发电机组机油压力传感器作用
(1)门电位器式压力传感器 柴油机都是靠润滑油润滑的,一旦润滑油压力过低,就会因缺油发生干摩擦,造成剧烈的磨损和发热,从而损坏柴油机。因此柴油机上均安装有油压测量装置,以监测润滑油压力,目前康明斯柴油机多采用电位器式压力传感器测量油压。该传感器由一个波纹膜片和一个滑线电位器组成。在柴油机油压发生变化时,波纹膜片产生位移,带动电位器上的触点滑动,从而改变电阻值。单线制下该传感器带一个接线端,其中的电位器通过一根导线与柴油机控制单元或油压指示表连接,另一极则搭铁。当与油压指示表连接时,若电位器阻值改变,油压指示表内部线圈通过的电流发生变化,从而带动指针偏转,指出润滑油压力值。油压增高时,传感器可变阻值下降,输出电流增大,油压降低时,情况正好相反。
当与控制单元连接时,传感器电位器与ECU内部上拉电阻分压后,产生一个随电位器阻值变化而变化的电压,柴油机ECU根据这一电压的变化测得柴油机润滑油压力。
这种油压测量装置中的滑线电位器具有机械触点,并且该触点要通过 达100mA的电流,而柴油机存在较大的振动,使得该传感器的机械、电气寿命受到一定影响。
(2)开关式压力传感器 润滑油油压开关也用于检测柴油机油压,它由膜片、触点和弹簧组成。工作过程中,当油压开关的膜片没有压力作用时,触点在弹簧力的作用下闭合;当有压力作用于膜片时,弹簧被压缩,触点张开。
开关式压力传感器一般与油压指示灯相连,开关式机油压力指示器的工作原理图。当柴油机没有润滑油油压时、膜片本受压力作用,油压开关的触点闭合,油压指示灯亮;当柴油机油压正常时,膜片受到压力作用、压缩弹簧,使触点张开,油压指示灯熄灭。
也有的机油压力传感器将电位器式和开关式结构结合在
一起,若负极搭铁,其接线柱有两个,其中一个输出电位器阻值变化信号,另一个输出开关信号。
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发电机的进、排气系统的作用是什么?
进气系统的作用是保证柴油发电机的各气缸在工作时得到充足的新鲜空气和排出燃烧室内燃烧后形成的废气。进排气系统主要由空气滤清器、进气管、排气管、消声器、气缸盖进气道及气缸盖排气道等组成。另外为了提高柴油发电机的输出功率,增压柴油发电机装有增压器,高级增压系统中还装有中冷器等。柴油发电机进、排气系统的结构。本文主要介绍防爆型柴油发电机组的进气和排气系统结构及作用。
一、进气系统
防爆型柴油发电机进气系统由进气管、进气阻火栅栏,空气关断阀及空气滤清器等组成。
1、进气阻火栅栏构造为叠片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板叠加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。是为了防止柴油机气缸内可能返回的火焰直接通向大气、火焰经它熄灭,不至引燃工作环境的易燃气。为了保证柴油机有足够的进气量,应经常清理栅栏的表面和间隙间的杂质。清理时应保证栅栏间隙不被破坏。空气关断阀是为了而设置的,在柴油机发生“飞车”现象时,用作紧急停车用。在空气关断阀关闭状态下进气被完全切断,在5~10秒内,柴油机即可停止运转。在正常工作状况停机时,要使用停机开关,严禁使用空气关断阀停机。
2、空气滤清器
空气滤清器的作用是滤除掉空气中的杂,以保证清洁的空气进人气缸内。否则会导致气缸套和活塞组零件早期磨损,缩短柴油发电机的使用受命,空气滤清器一般又分为干式滤清器和湿式滤清器。
纸质干式空气滤清器的结构。它不需要加注机油,即可将空气中的杂质滤除,其原理是通过改变空气流动方向或使空气穿过具有微孔的滤芯,以达到净化空气的目的。干式空气滤清器的滤芯一般有金属网状滤芯和纸质滤芯两种。这两种滤芯一般使用150h后,需要滤芯中的杂质。金属网状漶芯取出后应放在汽油中清洗,并用压缩空气吹干。纸质滤芯取出后,一般用手或木棒轻轻敲击其端面,使其吸附在滤芯上的灰尘和杂质脱落。
湿式滤清器壳的底部放置了一定量的机油,其日的是利用机油的黏性吸附进人气缸中空气的灰尘和杂质。目前,进口和国产柴油发电机较多采用的是湿式空气滤清器。
湿式空气滤清器的结构。湿式空气滤清器滤芯所吸附灰尘和杂质较多时,一般可将滤芯放置在汽油中清洗并用压缩空气吹干。更换机油后,再把吹干的滤芯装人空气滤清器。
3、进气管
进气管的作用就是按照柴油机的工作次序,分别供给各缸充足的新鲜空气。进气管一般是用铸铁或铝合金铸造,如图1所示。进气管和排气管分别安装在气缸盖的两侧,如果在一侧装配,会使排气管的高温传给进气管,造成进人气缸内的空气密度减小,影响进气量。同时,为了减小空气的流通阻力,进气管内壁一般要做的比较平整和光滑。
图1 四缸机进气管
二、 排气系统
防爆型排气系统由水夹层排气管、水夹层弯管、水夹层波纹管、废气处理箱和排气阻火栅栏以及补水箱等组成。
1、废气处理箱(如2所示)
(1) 水夹层排气管、水夹层弯管和水夹层波纹管,水夹层中的水作为冷却液与柴油机冷却系统联通封闭循环冷却,保证排气管表面温度不超150℃。各部件之间在连接处通过橡胶软管将各水夹层联通,使水夹层形成了一个通畅的循环水路。水夹层波纹管位于柴油机和废气处理箱之间,主要起减震的作用。
(2) 废气处理箱内有排气阻火栅栏、水浴箱和膨胀箱。用以处理由排气管进入的废气。主要用作熄灭废气中的火焰、进一步冷却和洗涤废气,炭烟及溶解废气中的部分有害物质。经过排气阻火栅栏熄灭火焰和水浴处理后的废气经膨胀箱、排气尾管通向大气。
(3) 排气阻火栅栏构造为叠片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板叠加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。要及时清理栅栏的表面和间隙间的杂质和积炭,以保证排气的畅通。排气阻火栅栏,要做到每天一清理,清理时打开维修门,松动顶紧轮,抽出栅栏,清理两表面上的积炭和杂质,然后将栅栏装回顶紧,关闭维修门并锁住。维修清理时应保证栅栏间隙不被破坏。
(4) 废气处理箱中的水量控制,废气处理箱中的水量约50升,与补水箱连通。废气处理箱中水量的大小由进水浮球阀和水位报警浮球控制,进水浮球阀控制 水位和在水量不足时由补水箱向废气处理箱中补水。水位报警浮球在水位降至 控制水位且补水箱无法正常向废气处理箱中补水时,启动自动保护装置报警并在1分钟内使柴油机自动停机。因此,每次工作前必须将补水箱加满水,在工作中要随时观察补水箱的水位,及时加水保证防爆柴油机工作正常。
(5) 气密封衬垫,在进、排气的管路中,各连接法兰处都夹有密封衬垫,衬垫均采用特制的铜皮包封石棉板制成,具有良好的弹性、拆装时若发现有损坏或失去弹性应予更换,对各处的密封面不许有任何碰伤和划痕。
防爆柴油机排气系统-康明斯发电机组.png
废气处理箱的结构示意图
2、消声器
消声器的作用:主要是减少废气排出时的噪声。消声器一般用钢板冲压并经焊接而成。在装配时,消声器带有斜面的出口要朝下,以防止雨水或异物进人。
3、排气管
排气管的作用是按照柴油机各缸的工作次序,分别把燃烧室燃烧后形成的废气从燃烧室中排出。排气管一般采用铸铁铸造。为了减小排气阻力,排气管内壁要做的直径较大且平整和光滑。同时,排气外管的弯曲度要做的尽可能小,否则会影响柴油机的输出功率。
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柴油发电机开机与关机的规范操作
一、开机前的准备
1、每次在开机前必须要检查柴油机水箱内的冷却水或防冻液是否满足,如缺少要加满。拔出机油油标尺查看润滑油是否缺少,如缺少要加到规定的“静满”刻度线,再仔细检查有关部件有无故障隐患,如发现故障要及时排除方可开机。
2、严禁带负荷启动柴油机。柴油机在启动前要注意发电机的输出空气开关必须处在关闭状态。普通型发电机组柴油机启动后要经过3-5分钟的怠速运转(700转/分钟左右)冬天气温偏低,怠速运转时间要适当延长几分钟。柴油机启动后首先要观察机油压力是否正常和有无漏油、漏水等不正常现象,(正常情况下机油压力必须在0.2MPa以上)如发现异常要立即停机检修。如无异常现象将柴油机转速到额定转速1500转/分钟,此时发电机显示频率50HZ,电压400V,则可以合上输出空气开关投入使用。发电机组不允许长时间空载运行。(因为长时间空载运行会使柴油机喷油嘴喷出的柴油不能完全燃烧导致积碳,造成气门、活塞环漏气。)如果是自动化发电机组,则不需要怠速运行,因为自动化机组一般都配备水加热器,使柴油机缸体始终保持在45℃左右,柴油机启动后可在8-15秒内正常送电。
3、注意观察运行中的工作状态。发电机组在工作中,要有专人值班,经常注意观察可能出现的一系列故障,尤其要注意机油压力、水温、油温、电压、频率等重要因素的变化。另外还要注意备有足够的柴油,在运行中如燃油中断,客观上造成带负荷停车,有可能会导致发电机励磁控制系统及相关元器件的损坏。
4、严禁带负荷停机。每次停机前,必须先逐步切断负荷,然后关闭发电机组输出空气开关, 将柴油机减速到怠速状态运转3-5分钟左右再停机。
二、开机步骤
1、旋动燃油微调操作手柄或按动“油机升速”按钮,使柴油机门固定在相当于机组怠速位置(约500-700rpm)。
2、打开电源开关、电源指示灯亮,然后,揿下预供油按钮,开动预供泵,每次运转不超过30S,如下次运转达不到要求,应停30S后重复一次,直至油压达到0.2-0.3MPa时(仅对带预供油泵),在揿下起动按钮,使柴油机起动,此时,运转指示灯亮。如果揿下起动按钮12S后,柴油机仍不能起动,则应待2min后再作第二次起动,如连续三次不能起动,应检查并找出故障原因。如遇气温较低时,对装有预热装置的机组,可先将预热开关向外拉到第I位,此时预热器接通,2min后,再将预热开关向外拉到第II位,此时,在预热器接通的同时,接通电磁阀,燃油进入预热器,这时揿下起动按钮,使柴油机起动。起动成功后,应将预热开关推回原始位置。在起动过程中,由于蓄电池电压跌入较大,可能会出现监控仪的显示器数字起伏波动,这时只要按一下“信号解除”按钮即可此现象。
3、柴油机起动后,转速应控制在600-700rpm左右,并密切注意机油压力的读数,如机油压力无指示,应立即停机检查。
4、若低速运转正常,可将转速逐渐增加到1000-1200rpm进行柴油机预热运转,当水温达50℃,油温达45℃左右时,将转速增加到1545rpm或1575rpm(对250KW以上机组),充电指示灯亮,并调整发电机电压至额定值,此时频率表读数应指向51.5Hz或52.5Hz(对250KW以上机组)。
5、此时若机组工作正常,则可合上自动空气开关,然后逐渐增加负载。注意该空气开关带有失压保护装置,一定要到发电机电压达到70%额定电压以上时,才有可能合闸(合闸时,应先把开关手柄往下扣一下再向上合闸)。开关分闸后,若发电机电压下降到40-70%额定电压时,此开关又会向上反跳一次,但并不在合闸位置,属正常现象。
三、停机步骤:
1、逐渐卸去负荷,断开自动空气开关。
2、在空载状况下,逐渐将转速降低至600-700r/min,待柴油机水、油温降至70℃
以下时,再行停机。