- 发电机组维修技术
- 杨贵恒 龙江涛 王裕文 甘剑锋
- 21178字
- 2020-08-26 16:01:03
第四节 机组的使用与维护
随着科学技术的不断进步和电力供应的日趋紧缺,为各类通信设备和各单位备用配套的发电机组的应用越来越多。但是,发电机组的使用寿命和工作可靠与否,不仅取决于发电机组本身的结构完善程度和产品质量的好坏,而且与能否正确使用和认真进行维护保养密切相关。
发电机组的型号不同,其启动方法、操作程序也有所区别,因此,操作人员在使用调整与维护发电机组时,应根据产品使用说明书,严格遵循操作程序,认真做好各项工作。下面以国产135系列柴油机为例,讲述柴油机的使用调整与维护保养。
一、油和水的选用
1.柴油的性能与选用
柴油机的主要燃料是柴油。柴油是石油经过提炼加工而成,其主要特点是自燃点低、密度大、稳定性强、使用安全、成本较低,但其挥发性差,在环境温度较低时,柴油机启动困难。柴油的性质对柴油机的功率、经济性和可靠性都有很大影响。
(1)柴油的主要性能
柴油不经外界引火而自燃的最低温度称为柴油的自燃温度。柴油的自燃性能是以十六烷值来表示的。十六烷值越高,表示自燃温度越低,着火越容易。但十六烷值过高或过低都不好。十六烷值过高,虽然着火容易,工作柔和,但稳定性能差,燃油消耗率大;十六烷值过低,柴油机工作粗暴。一般柴油机使用的柴油十六烷值为30~60。
柴油的黏度是影响柴油雾化性的主要指标。它表示柴油的稀稠程度和流动难易程度。黏度大,喷射时喷成的油滴大,喷射的距离长,但分散性差,与空气混合不均匀,柴油机工作时容易冒烟,耗油量增加。温度越低,黏度越大。反之则相反。
柴油的流动性能主要用凝点(凝固点)来表示。所谓凝点,是指柴油失去流动性时的温度。若柴油温度低于凝点,柴油就不能流动,供油会中断,柴油机就不能工作。因此,凝点的高低是选用柴油的主要依据之一。
(2)柴油的规格与选用
GB252—2011《普通柴油》将普通柴油按凝点分为7个牌号:
10号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在12℃以上的地区使用;
5号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在8℃以上的地区使用;
0号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在4℃以上的地区使用;
-10号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在-5℃以上的地区使用;
-20号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在-14℃以上的地区使用;
-35号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在-29℃以上的地区使用;
-50号普通柴油 适用于风险率为10%的最低气温在-44℃以上的地区使用。
普通柴油技术要求和试验方法见表1-1。
表1-1 普通柴油技术要求和试验方法(摘自GB252—2011)
①测定方法也包括用GB/T380、GB/T11140、GB/T17040,结果有争议时,以SH/T0589的方法为准。
②若普通柴油中含有硝酸酯型十六烷值改进剂,10%蒸馏余物残炭的测定,应用不加硝酸酯的基础燃料进行。普通柴油中是否含有硝酸酯型十六烷值改进剂检验方法可用GB/T17144,结果有争议时,以GB/T268的方法为准。
③包括用目测法,即将试样注入100mL玻璃量筒中,在室温20℃±5℃下观察,应透明,没有悬浮和沉降的水分及机械杂质。结果有争议时,按GB/T260或GB/T511测定。
④由中间基或环烷基原油生产的各号普通柴油的十六烷值或十六烷指数允许不小于40(有特殊要求者由供需双方确定),对于十六烷指数的测定也包括用GB/T11139。结果有争议时,以GB/T386测定结果为准。
⑤也包括用SH/T0604的方法,结果有争议时,以GB/T1884和GB/T1885的方法为准。
2.机油的性能与选用
内燃机上所用的润滑油(亦称机油)按用途可分为柴油机油、汽油机油等。
目前,柴油机油根据API质量分类法(API-美国石油学会)包括CC、CD、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4(其中,C指柴油机油,第一个字母与第二个字母相结合代表质量等级,其后的数字2或4分别代表二冲程或四冲程柴油发动机)和农用柴油机油等10个品种。各品种柴油机油的主要性能和使用场合见表1-2。
表1-2 柴油机油的分类(摘自GB/T28772—2012《内燃机油分类》)
根据SAE黏度分类法(SAE-美国机动车工程师学会),GB11122—2006《柴油机油》将柴油机油分为:
①5种低温(冬季,W-winter)黏度级号:0W、5W、10W、15W和20W。W前的数字越小,则其黏度越小,低温流动性越好,适用的最低温度越低;
②4种夏季用油:30、40、50和60,数字越大,黏度越大,适用的气温越高;
③16种冬夏通用油:0W/20、0W/30和0W/40;5W/20、5W/30、5W/40和5W/50;10W/30、10W/40和10W/50;15W/30、15W/40和15W/50;20W/40、20W/50和20W/60。代表冬用部分的数字越小、代表夏用的数字越大,则黏度特性越好,适用的气温范围越大。
柴(汽)油机油产品标记为:质量等级+黏度等级+柴(汽)油机油。如CD10W-30柴油机油、CC30柴油机油以及CF15W-40柴油机油等。
通用内燃机油产品标记为:柴油机油质量等级/汽油机油质量等级+黏度等级+通用内燃机油或汽油机油质量等级/柴油机油质量等级+黏度等级+通用内燃机油。例如,CF-4/SJ5W-30通用内燃机油或SJ/CF-45W-30通用内燃机油,前者表示其配方首先满足CF-4柴油机油要求,后者表示其配方首先满足SJ汽油机油要求,两者均同时符合GB11122—2006《柴油机油》中CF-4柴油机油和GB11121—2006《汽油机油》中SJ汽油机油的全部质量指标。
3.冷却液
用于冷却系统直接冷却柴油机的冷却液,通常用清洁的淡水,如雨水、自来水或经澄清的河水为宜,如果直接采用井水或其他地下水(硬水),因它们含有较多的矿物质,容易在柴油机水腔内形成水垢,影响冷却效果而造成故障,如条件所限只有硬水,必须经软化处理后方可使用。软化方法:煮沸法——将水煮沸沉淀;在每升水中加入0.67g苛性钠(烧碱),搅拌沉淀后用上层的清水。
注意:绝对不允许采用海水直接冷却柴油机。
柴油机在低于0℃环境条件使用时,应严防冷却液冻结,致使有关零件冻裂。因此,每当柴油机结束运行后,应将各部分的冷却液放净。对采用闭式循环冷却系统的机型可根据当地的最低环境温度来配用适当凝点的防冻冷却液,常用冷却液的配方见表1-3(供大家需要使用时参考)。
表1-3 防冻冷却液的配方
在配用易燃的防冻冷却液时,因乙二醇、酒精(乙醇)和甘油等都是易燃品,应注意防火安全。柴油机在使用防冻冷却液以前,对其冷却系统内的污物应进行清洗,防止产生新的化学沉淀物,以免影响冷却效果。凡使用防冻冷却液的柴油机,就不必每次停车后放出冷却液,但需定期补充和检查其成分。
注意:千万不能使用100%的防冻液作为冷却液。
如柴油机冷却系统内的水垢和污物过多,可以用清洗液进行清洗。清洗液可由水、苏打(Na2CO3)和水玻璃(Na2SiO3)配制而成,即在每升水中加入40g苏打和10g水玻璃。清洗时,把清洗液灌入柴油机冷却水腔,开机运转到出水温度大于60℃,继续运转2h左右停车,然后放出清洗液。待柴油机冷却后,用清洁的淡水冲洗两次,排尽后再灌入冷却水开机运转,使出水温度达到75℃以上,停车放掉污水,最后灌入新的冷却水。
二、操作使用方法
(一)柴油机的启封
为了防止柴油机锈蚀,产品出厂时,其内外均已油封,因此,新机组安装完毕,符合安装技术要求后,必须先启封才能启动,否则容易使机组产生故障。
除去油封的方法步骤如下:
①将柴油加热到50℃左右,用以洗擦除去发动机外部的防锈油;
②打开机体及燃油泵上的门盖板,观看内部有否锈蚀或其他不正常的现象;
③用人工盘动曲轴慢慢旋转,观察曲轴连杆和燃油泵凸轮轴以及柱塞的运动,应无卡滞或不灵活的现象,并将操纵调速手柄由低速到高速位置来回移动数次,观察齿条与芯套的运动应无卡滞现象;
④将水加热到90℃以上,然后从水套出水口处不断地灌入,由气缸体侧面的放水开关(或水泵进水口)流出,连续进行2~3h,并间断地摇转曲轴,使活塞顶、气缸套表面及其他各处的防锈油溶解流出;
⑤用清洁柴油清洗油底壳,并按要求换入规定牌号的新机油。
燃油供给与调速系统、冷却与润滑系和启动充电系等均应按说明书要求进行清洁检查,并加足规定牌号的柴油和清洁的冷却水,充足启动蓄电池,做好开机前的准备工作。
(二)机组启动前的检查
1.柴油机的检查
①检查机组表面是否彻底清洗干净;地脚螺帽、飞轮螺钉及其他运动机件螺帽有无松动现象,发现问题及时紧固。
②检查各部分间隙是否正确,尤其应仔细检查各进、排气门的间隙及减压机构间隙是否符合要求。
③将各气缸置于减压位置,转动曲轴检听各缸机件运转的声音有无异常声响,曲轴转动是否自如,同时将机油泵入各摩擦面,然后,关上减压机构,摇动曲轴,检查气缸是否漏气,如果摇动曲轴时,感觉很费力,表示压缩正常。
④检查燃油供给系统的情况
a.检查燃油箱盖上的通气孔是否畅通,若孔中有污物,应清除干净。检查加入的柴油是否符合要求的牌号,油量是否充足,并打开油路开关。
b.打开减压机构摇转曲轴,每个气缸内应有清脆的喷油声音,表示喷油良好。若听不到喷油声不来油,可能油路中有空气,此时可旋松柴油滤清器和喷油泵的放气螺钉,以排除油路中的空气。
c.检查油管及接头处有无漏油现象,发现问题及时处理解决。
d.向喷油泵、调速器内加注机油至规定油平面。
⑤检查冷却系统的情况
a.检查水箱内的冷却水量是否充足,若水量不足,应加足清洁的软水。
b.检查水管接头处有无漏水现象,发现问题及时处理解决。
c.检查冷却水泵的叶轮转动是否灵活,传动带松紧是否适当。
⑥检查润滑系统的情况
a.检查机油管及管接头处有无漏油现象,发现问题及时处理解决。
b.对装有黄油嘴处应注入规定的润滑脂。
c.检查油底壳的机油量,将曲轴箱旁的量油尺抽出,观察机油面的高度是否符合规定的要求,应随季节和地域的不同添加规定牌号的机油。在检查时,若发现油面高度在规定高度以上时,应认真分析机油增多的原因,通常有三方面的原因:
(a)加机油时加得过多;
(b)柴油漏入曲轴箱,将机油冲稀;
(c)冷却水漏入机油中。
⑦检查电启动系统情况
a.先检查启动蓄电池电解液相对密度是否在1.240~1.280范围内,若相对密度小于1.180时,表明蓄电池电量不足。
b.检查电路接线是否正确。
c.检查蓄电池接线柱上有无积污或氧化现象,应将其打磨干净。
d.检查启动电动机及电磁操纵机构等电气接触是否良好。
2.交流发电机的安装检查
①交流发电机与柴油机的耦合,要求联轴器的平行度和同心度均应小于0.05mm。实际使用时要求可略低些,约在0.1mm以内,过大会影响轴承的正常运转,导致损坏,耦合好后要用定位销固定。安装前要复测耦合情况。
②滑动轴承的发电机在耦合时,发电机中心高度要调整得比柴油机中心略低些,这样柴油机上的飞轮的重量就不会转移到发电机轴承上,否则发电机轴承将额外承受柴油机飞轮的重量,不利于滑动轴承油膜的形成,导致滑动轴承发热,甚至烧毁轴承。这类发电机的联轴器上也不能带任何重物。
③安装发电机时,要保证冷却空气入口处畅通无阻,并要避免排出的热空气再进入发电机。如果通风盖上有百叶窗,则窗口应朝下,以满足保护等级的要求。
④单轴承发电机的机械耦合要特别注意定、转子之间的气隙要均匀。
⑤按原理图或接线图,选择合适的电力电缆,用铜接头来接线,铜接头与汇流排,汇流排与汇流排固紧后,其接头处局部间隙不得大于0.05mm,导线间的距离要大于10mm,还需加装必要的接地线。
⑥发电机出线盒内接线端头上打有U、V、W、N印记,它不表示实际的相序,实际的相序取决于旋转方向。合格证上印有表示顺时针旋转时的实际相序,即表示逆时针旋转时的实际相序。
(三)柴油机的启动
135系列柴油机的启动性能与柴油机的缸数、压缩比、启动时的环境温度、选用油料的规格和是否有预热措施等有关。一般分为不带辅助措施的常规启动和采用带辅助措施的低温启动两种,现分述如下。
1.常规启动
4135G、4135AG、6135G、6135AG、6135G-1、6135AZG和6135JZ型柴油机可以在不低于0℃的环境温度下顺利启动;12V135、12V135AG、12V135AG-1和12V135JZ型柴油机可以在不低于5℃的环境温度下顺利启动。
①脱开柴油机与负载联动装置。
②将喷油泵调速器操纵手柄推到空载,转速为700r/min左右的位置。
③将电钥匙打开(4缸柴油机无电钥匙,12缸V型柴油机电钥匙转向“右”位),按下启动按钮,使柴油机启动。如果在10s左右未能启动,应立即释放按钮,过1min后再做第二次启动。如连续三次不能启动时,应停止启动,找出原因并排除故障后再行启动。
④柴油机启动成功后,应立即释放按钮,将电钥匙拨回中间位置(12缸V型柴油机应转向“左”位,接通充电回路),同时注意机油压力表,必须在启动后15s内显示读数,其读数应大于0.05kPa(0.5kgf/cm2),然后让柴油机空载运转3~5min,并检查柴油机各部分运转是否正常。例如可用手指感触配气机构运动件的工作情况,或掀开气缸盖罩壳,观察摇臂等润滑情况。然后才允许加速及带负荷运转。
柴油机启动后,空载运转时间不宜超过5min,即可逐步增加转速到1000~1200r/min,并进入部分负荷运转。待柴油机的出水温度高于75℃、机油温度高于50℃、机油压力高于0.25MPa(2.5kgf/cm2)时,才允许进入全负荷运转。
2.低温启动
低温启动是指在低于各机型规定的最低环境温度下的启动。启动时,用户应根据实际使用的环境温度采用相应的低温启动辅助措施,然后按常规启动的步骤进行。一般采取的措施有如下几种。
①将柴油机的机油和冷却液预热至60~80℃。
②在进气管内安置预热进气装置或在进气管口采用简单的点火加热进气的方法(采用此法务必注意安全)。
③提高机房的环境温度。
④选用适应低温需要的柴油、机油和冷却液。
⑤对蓄电池采取保温措施或加大容量或采用特殊的低温蓄电池。
低温启动后,转速的增加应尽可能缓慢,以确保轴承得到足够的润滑,并使油压稳定,以延长发动机的使用寿命。
(四)柴油机的磨合
新的或经大修后的柴油机,在正式使用前须经60h磨合运转,方可投入全负荷使用,以改善柴油机各运动部件的工作状况,提高柴油机的运行可靠性和使用寿命。磨合应视柴油机用途和拖载方式的不同,来考虑具体磨合方案。原则上随着磨合时间的增加,分阶段逐步提高柴油机的转速和负载,在整个磨合期内负荷以12h标定功率的50%~80%为宜,转速应不大于标定转速的80%为好。但在磨合的开始阶段,空运转或过小负载情况下的运转时间不宜太长。每当修理更换过缸套、活塞、活塞环、连杆轴瓦和曲拐等零部件后,亦应按上述磨合工况适当进行短期磨合。
(五)机组在各种条件下的使用
1.柴油机的正常使用
柴油机投入正常使用后,应经常注视所有仪表的指示值和观察整机运行动态;要经常检查冷却系统和各部分润滑油的液面,如发现有不符合规定要求或出现渗漏时,应立即给予补充或检查原因予以排除。在运行过程中,特别是当突减负荷时,应注意防止因调速器失灵使柴油机转速突然升高(俗称飞车)超过规定值,一旦出现此类情况,应先迅速采取紧急停车措施,然后查清原因。
2.柴油机与工作机械功率的匹配
用户选用柴油机时不仅应考虑与之配套的工作机械所需功率的大小,还必须考虑工作机械的负荷率,比如是间歇使用,还是连续使用。同时要考虑工作机械的运行经济性,即负载的工作特性和柴油机的特性必须合理匹配。因此柴油机功率的正确标定和柴油机与工作机械特性的合理匹配乃是保证柴油机可靠、长寿命以及经济运行的前提,否则将可能使柴油机超负荷运行和产生不必要的故障;或负载功率过小,柴油机功率不能得到充分的运用,这样既不经济并且易产生窜机油等弊病。
3.柴油机在高原地区的使用
柴油机在高原地区使用与在平原地区的情况不同,给柴油机在性能和使用方面带来一些变化,在高原地区使用柴油机应注意以下几点。
①由于高原地区的气压低,空气稀薄,含氧分量少,特别对自然吸气的柴油机,因进气量不足而燃烧条件变差,使柴油机不能发出原规定的标定功率。即使柴油机基本结构相同,但各型柴油机标定功率不同,因此它们在高原工作的能力是不一样的。例如,6135Q-1型柴油机,标定功率为161.8kW(2200r/min),由于标定功率大,性能上余量很小,则在高原使用时每升高1000m,功率约降低12%左右,因此在高原长期使用时应根据当地的海拔高度,适当减小供油量。而6135K-11型柴油机,虽然燃烧过程相同,但因标定功率仅为117.7kW(2200r/min),因此性能上具有足够的余量,这样柴油机本身就有一定的高原工作能力。
考虑到在高原条件下着火延迟的倾向,为了提高柴油机的运行经济性,一般推荐自然吸气柴油机供油提前角应适当提前。
由于海拔升高,动力性下降,排气温度上升,因此用户在选用柴油机时也应考虑柴油机的高原工作能力,严格避免超负荷运行。
根据近年来的试验证明,对高原地区使用的柴油机,可采用废气涡轮增压的方法作为高原的功率补偿。通过废气涡轮增压,不但可弥补高原功率的不足,还可改善烟色、恢复动力性能和降低燃油消耗率。
②随着海拔的升高,环境温度亦比平原地区的要低,一般每升高100m,环境温度约要下降0.6℃左右,外加高原空气稀薄,因此柴油机的启动性能要比平原地区差。使用时,应采取与低温启动相应的辅助启动措施。
③由于海拔的升高,水的沸点降低,同时冷空气的风压和冷却空气质量减少,以及每千瓦在单位时间内散热量的增加,因此冷却系统的散热条件要比平原差。一般在高海拔地区不宜采用开式冷却循环,可采用加压的闭式冷却系统,以提高高原使用时冷却液的沸点。
4.增压柴油机的使用特点
①在某些增压机型上,为了进一步改善其低温启动性能,在柴油机的进气管上还设有进气预热装置,低温启动时,应正确使用。
②柴油机启动后,必须待机油压力升高后才可加速,否则易引起增压器轴承烧坏;特别当柴油机更换润滑油、清洗增压器、滤清器或更换滤芯元件和停车一星期以上者,启动后在惰转状态下,将增压器上的进油接头拧松一些,待有润滑油溢出后拧紧,再惰转几分钟后方可加负荷。
③柴油机应避免长时间怠速运转,否则容易引起增压器内的机油漏入压气机而导致排气管喷机油的现象。
④对新的柴油机或调换增压器后,必须卸下增压器上的进油管接头,加注50~60mL的机油,防止启动时因缺机油而烧坏增压器轴承。
⑤柴油机停车前,须怠速运转2~3min,在非特殊情况下,不允许突然停车,以防因增压器过热而造成增压器轴承咬死。
⑥要经常利用柴油机停车后的瞬间监听增压器叶轮与壳体之间是否有碰擦声,如有碰擦声,应立即拆开增压器,检查轴承间隙是否正常。
⑦必须保持增压柴油机进、排气管路的密封性,否则将影响柴油机的性能。应经常检查紧固螺母或螺栓是否松动,胶管夹箍是否夹紧,必要时应更换密封垫片。
(六)柴油机的停车
1.正常停车
①停车前,先卸去负荷,然后调节调速器操纵手柄,逐步降低转速至750r/min左右,运转3~5min后再拨动停车手柄停车;尽可能不要在全负荷状态下很快将柴油机停下,以防出现过热等事故。
②对12缸V型柴油机,停车后应将电钥匙由“左”转向“中间”位置,以防止蓄电池电流倒流。在寒冷地区运行而需停车时,应在停车后待机温冷却至常温(25℃)左右时,打开机体侧面、淡水泵、机油冷却器(或冷却水管)及散热器等处的放水阀,放尽冷却水以防止冻裂。若用防冻冷却液时则不需打开放水阀。
③对需要存放较长时间的柴油机,在最后一次停车时,应将原用的机油放掉,换用封存油,再运转2min左右进行封存。如使用的是防冻冷却液,亦应放出。
2.紧急停车
在紧急或特殊情况下,为避免柴油机发生严重事故可采取紧急停车。此时应按如图1-41所示的方向拨动紧急停车手柄,即可达到目的。在上述操作无效的情况下,应立即用手或其他器具完全堵住空气滤清器进口,达到立即停车的目的。
图1-41 B型喷油泵紧急停车
三、参数调整步骤
135系列柴油机平时的调试内容主要包括喷油提前角的检查与调整、气门间隙的调整与配气相位的检查、机油压力以及三角橡胶带张力的检查与调整等。
(一)喷油提前角的检查与调整
为了使柴油机获得良好的燃烧和正常工作,并取得最经济的燃油耗率,每当柴油机工作500h或每次拆装后,都必须进行喷油提前角的检查与调整。135基本型柴油机的喷油提前角规定见表1-4。
表1-4 135基本型柴油机的喷油提前角
喷油提前角的调整方法如下。
(1)第一种方法 拆下第1缸的高压油管,转动曲轴,使第1缸活塞处于膨胀冲程始点,此时飞轮壳上的指针对准飞轮上的“0”刻度线。然后反转柴油机曲轴,使检视窗上的指针对准飞轮上相当于喷油提前角规定的角度,然后松开喷油泵传动轴节和盘上的两个紧固螺钉,按喷油泵的转动方向,缓慢而均匀地转动喷油泵凸轮轴至第1缸出油口油面刚刚发生波动的瞬时为止(图1-42),并拧紧结合盘上的两个螺钉。
图1-42 喷油提前角的调整
(2)第二种方法 拆下第1缸高压油管,转动曲轴,使第1缸活塞处于压缩终点位置前40°左右,然后按柴油机旋转方向缓慢而均匀地转动曲轴,同时密切注意喷油泵第1缸出油口的油面情况。当油面刚刚发生波动的瞬时,即表示第1缸喷油开始,此时检视窗上指针所对准的飞轮上刻度值就是喷油提前角度数。如这角度与规定范围不符,可松开接合盘上的两个螺钉,将喷油泵凸轮轴转过所需调整的角度(传动轴接盘上的刻度,每个相当于曲轴转角3°),提前角过小,凸轮轴按运转方向转动;提前角太大,则按运转的反方向转动,然后拧紧接合盘上的两个螺钉,再重复核对一次,直至符合规定范围为止。
有时,检查喷油提前角与规定值相差甚微,可不必松开接合盘转动喷油泵凸轮轴,而只要将喷油泵的四只安装螺钉稍微放松,使喷油泵体做微小的转动来调整,它的转动方向应与第二种方法相反,调整好后将螺钉拧紧。
一般而言,第1缸喷油提前角调整正确后,其他各缸的喷油提前角取决于油泵凸轮轴各凸轮的相位角,不必另行检查。
(二)气门间隙的调整与配气相位的检查
配气相位是指控制柴油机进排气过程的气门开闭的时间,必须正确无误,否则对柴油机的性能影响很大,甚至可造成气门与活塞的撞击、挺杆弯曲和摇臂断裂等事故。因此,每当重装气缸盖或紧过气缸盖螺母后,都必须对气门间隙重新进行调整。对经过大修或整机解体后重新组装过的柴油机,还需对配气相位进行检查。
1.气门间隙的调整
①135柴油机冷车时的气门间隙见表1-5。
表1-5 135柴油机冷车时的气门间隙
②135直列型柴油机的缸序,第1缸从柴油机前端(自由端)算起。12缸V型柴油机的缸序如图1-43所示。135系列柴油机的发火次序见表1-6。
图1-43 12缸V型柴油机气缸顺序编号
表1-6 135系列柴油机的发火次序
注:135系列柴油机,除作为船用主机的12缸V型右转柴油机(如12V135C、12V135AC及12V135JZC等)外,均为左转机,其转向如图1-43所示,即面对飞轮端视为逆时针方向,右转机的转向与之相反,其发火次序亦不同。
③气门间隙调整前,先卸下气缸盖罩壳,然后转动曲轴使飞轮壳检视窗口的指针对准飞轮上的定时“0”刻度线,如图1-44所示。操作时,应防止指针变形,并保持指针位于飞轮壳上的两条限位线之间。此时,4缸柴油机的第1、4缸,6缸和12缸V型柴油机的第1、6缸均处于上止点。
图1-44 飞轮上刻度线和指针
然后确定在上止点的气缸中哪一缸处在膨胀冲程的始点。可拆下喷油泵的侧盖板,观察喷油泵柱塞弹簧是否处于压缩状态(喷油泵安装正确时),或者微微转动曲轴,观察进、排气门是否均处于静止状态来确定。当喷油泵柱塞弹簧处于压缩状态,并且曲轴转动时,进、排气门均不动的那一缸就是处于膨胀冲程始点的位置。
④135系列柴油机在确定膨胀冲程始点后,即可按表1-7进行气门间隙调整。
表1-7 气门间隙调整
⑤调整气门间隙时,先用扳手和旋具松开摇臂上的锁紧螺母和调节螺钉,按规定间隙值选用厚薄规(又名千分片)插入摇臂与气门之间,然后拧动调节螺钉进行调整(图1-45)。当摇臂和气门与厚薄规接触,但尚能移动厚薄规时为止,并拧紧螺母,最后重复移动厚薄规检查一次。
图1-45 气门间隙的调整
2.配气相位的检查
135基本型柴油机的凸轮外形结构尺寸虽然相同,但是其配气相位有两种,如图1-46所示,图(a)为1500r/min自然吸气和改进型增压柴油机用;图(b)为1800r/min 6135G-1型柴油机用,两种凸轮轴不能通用。柴油机在出厂前配气相位已经过检查,其误差均在公差范围内,不必再作检查。但当定时齿轮因齿面严重磨损而更换或因其他原因而重装后,应重新检查发动机的配气相位。
图1-46 配气相位
①配气相位的检查,应在气门间隙调整后进行。检查时,先在曲轴前端装上有360°刻线的分度盘,在前盖板上安置一根可调节的指针,然后转动曲轴,使飞轮壳检视窗上的指针对准飞轮上的“0”刻度线,此时调整前盖板上的指针,使其对准分度盘上的“0”刻度线,并将它固定,同时在气缸盖上安放一只千分表,使它的感应头与欲检查的进气门或排气门的弹簧上座接触,再按分度盘上的转向箭头和发火次序转动曲轴逐缸检查,如图1-47所示。图中分度盘仅适用于6缸和12缸V型左转柴油机,上面的1.6;2.5;3.4等数字分别表示各缸的膨胀冲程始点位置,4缸和12缸V型右转机应根据其转向、发火次序和发火间隔角采用同样方法另行确定。
图1-47 配气相位检查
②对直列型柴油机只需检查第1缸即可,对12缸V型柴油机需检查第1、7两缸。其余各缸均由凸轮轴保证。检查时,当千分表指针开始摆动之瞬间(由手能转动推杆变为不能转动的瞬间),即表示气门开始开启,这时分度盘上被指针指示的角度即为气门开启始角;然后继续转动曲轴,千分表指针从零摆至某一最大值(此指示的值即为气门升程)后开始返回,当千分表指针回到零之瞬间(由手不能转动推杆变为能转动之瞬间),表示气门关闭,这时分度盘上被指针所指的角度即为气门关闭角。从气门开始开启至气门关闭,曲轴所转过的角度称为气门开启持续角。配气相位检查结果应符合图1-47规定的数值。其允差为±6°。
③如发现配气相位与规定不符时,首先应确定定时齿轮的安装位置的正确性,因为凸轮轴和曲轴之间的相对位置是由定时齿轮保证的;其次是检查齿面的啮合间隙是否符合规定,齿面和凸轮轴的凸轮表面是否有严重磨损现象。如不符规定,必须重新调整或换用新零件后,再重新检查配气相位。
(三)机油压力的调整
135基本型柴油机,在标定转速时,其正常机油压力应为0.25~0.35MPa(2.5~3.5kgf/cm2),其中6135G-1型机为0.30~0.40MPa(3~4kgf/cm2),在500~600r/min时的机油压力应不小于0.05MPa(0.5kgf/cm2)。柴油机运行时,如与上述规定的压力范围不符时,应及时进行调整。调整时,先拧下调压阀上的封油螺母,松开锁紧螺母,再用旋具转动调节螺栓(图1-48)。旋进调节螺栓,机油压力升高;旋出则降低,直至调整到规定范围为止。调整后,将锁紧螺母拧紧,并装上封油螺母。
图1-48 机油压力的调整
(四)三角橡胶带张力的检查与调整
柴油机工作时,三角橡胶带应保持一定的张紧程度。正常情况下,在三角橡胶带中段加29~49N(3~5kgf)的压力,胶带应能按下10~20mm距离。过紧将引起充电发电机、风扇和水泵上的轴承磨损加剧;太松则会使所驱动的附件达不到需要的转速,导致充电发电机电压下降,风扇风量和水泵流量降低,从而影响柴油机的正常运转,故应定期对三角橡胶带张紧力进行检查和调整。
4、6缸直列基本型柴油机三角橡胶带的张紧力,可借改变充电发电机的支架位置进行调整(图1-49)。当三角橡胶带松紧程度合适后,将撑条固定。
图1-49 直列型柴油机三角带张力的调整
12缸V型柴油机三角橡胶带张紧力是利用风扇架上的调节螺钉改变风扇轴在座架上的位置进行调整,如图1-50所示。
图1-50 12缸V型柴油机闭式循环冷却的三角橡胶带张力调整装置
1—座架;2—风扇轴;3—调节支架;4—调节支架锁紧螺母;5—拧紧螺母;6—调节螺钉;7—前轴套;8—三角橡胶带盘;9—三角橡胶带;10—后轴套;11—风扇
正确使用和张紧三角橡胶带,对延长三角橡胶带的使用寿命有利,一般使用期限不少于3500h。当三角橡胶带出现剥离分层和因伸长量过大无法达到规定的张紧度时应立即更换新的三角橡胶带。在购买和调换三角橡胶带时,应注意新带的型号和长度与原用的三角橡胶带一样。如一组采用相同两根以上的三角橡胶带,还应挑选实际长度相差不多的为一组,否则因每根三角橡胶带的张力不均而容易损坏。
四、柴油机的维护保养
柴油机的正确保养,特别是预防性的保养,是最容易、最经济的保养,是延长使用寿命和降低使用成本的关键。首先必须做好柴油机使用过程中的日报工作,根据所反映的情况,及时做好必要的调整和修理。据此并参照柴油机使用说明书的内容、特殊工作情况及使用经验,制订出不同的保养日程表。
日报表的内容一般有如下几个方面:每班工作的日期和起止时间;常规记录所有仪表的读数;功率的使用情况;燃油、机油与冷却液有否渗漏或超耗;排气烟色和声音有否异常以及发生故障的前后情况及处理意见。
柴油机的保养分级如下。
日常维护(每班工作)。
一级技术保养(累计工作100h或每隔一个月)。
二级技术保养(累计工作500h或每隔六个月)。
三级技术保养(累计工作1000~1500h或每隔一年)。
无论进行何种保养,都应有计划、有步骤地进行拆检和安装,并合理地使用工具,用力要适当,解体后的各零部件表面应保持清洁,并涂上防锈油或油脂以防止生锈;注意可拆零件的相对位置,不可拆零件的结构特点以及装配间隙和调整方法。同时应保持柴油机及附件的清洁完整。
(一)柴油机的日常维护
日常维护项目以及维护程序可按表1-8进行。
表1-8 柴油机的日常维护
(二)柴油机的一级技术保养
除日常维护项目外,尚需增添的工作见表1-9。
表1-9 柴油机的一级技术保养
(三)柴油机的二级技术保养
除进行一级保养的项目外,尚需增添的工作见表1-10。
表1-10 柴油机的二级技术保养
(四)柴油机的三级技术保养
除二级技术保养项目外,尚需增添的工作见表1-11。
表1-11 柴油机的三级技术保养
五、故障检修原则
1.对检修人员的要求
在了解发电机组工作原理、结构、使用调整与维护保养的基础上,还必须进一步了解机组在什么条件下才能正常运行,什么情况下容易产生故障。一旦发生故障,如何根据故障现象,去分析故障产生的原因,通过深入细致地分析,才能提出正确的处理方法,迅速而准确地排除故障。检修人员检修发电机组时,必须做到:
①故障现象观察要清 即全面、准确地观察故障现象,不要被一般现象所迷惑;
②故障原因分析要细 即要把引起故障的所有原因都考虑到,以便确定压缩故障的顺序及方法;
③压缩故障方法要活 选用最恰当的方法迅速排除设备故障,当一种方法进行不下去的时候,就要考虑此法是否恰当,可否采用其他方法;
④检修机务作风要好 机务作风好,就不会使机组的故障范围扩大,可保质维修的保量,迅速及时完成检修任务。
2.故障现象
一台发电机组不论在设计、制造和装配等工序方面的质量多么好,但它经过一定工作时间后,其各零部件必然会产生一种正常的磨损,或者由于使用维修不当出现各种故障。使机组功率下降、转速不均、燃油消耗率增加、排气冒(黑、蓝、白)烟、启动困难以及不正常的响声等。机组有了故障,必须及时地进行检查和排除。如果在日常生活中不注意观察和判断机组在运转中所发生的各种故障,又不及时采取必要的技术措施,就有可能因小失大,造成严重的机械事故,甚至使机组无法修理和使用。因此,我们必须及时而准确地弄清故障现象,为分析原因和排除故障提供充分的客观材料和依据。正确判断故障现象是顺利排除机组各种故障的关键。
大家经常听到这样的话:面黄肌瘦人有病、天阴要下雨、瑞雪兆丰年,面黄肌瘦是人有病的一种表现,天阴是有雨的征兆,瑞雪是丰年的象征,机组发生故障也不例外,也是事先有征兆的,也就是通常说的故障现象。
故障现象是一定的故障原因在一定工作条件下的表现。当机组发生故障时,往往都表现出一种或几种特有的故障现象。不同的工作条件,故障现象会有所不同。这些故障现象一般都具有可听、可嗅、可见、可摸或可测量的性质。概括起来不外乎以下几点:
①作用异常 如机组不易启动、带不动负荷(即加负荷后减速或停机)、转速和频率不正常,燃油或机油耗量过大,电压忽高忽低或电压消失以及机组振动剧烈等;
②声音异常 如发生不正常的敲缸声、放炮声、嘘哨声、排气声、周期性的摩擦声、销子响、气门脚响、齿轮响以及转速不稳(游车)等;
③温度异常 机组正常工作温度为85℃左右,温度异常主要指机油温度过高、冷却水温过高、轴承过热和各排气歧管温差过大等;
④外观异常 主要是指排烟异常(白烟、蓝烟、黑烟)、“三漏”现象(漏油、漏水、漏气)以及漏电(有闪烁的火花)等;
⑤气味异常 如臭味、焦味、排气带燃油或机油燃烧不完全的烟味等。
以上是发电机组产生故障常见的几种异常现象,以上几种现象往往互相联系,有时一种故障可能产生几种故障现象,也有可能一种故障现象是由几个故障同时导致的。因此,在情况允许的情况下,应该运用各种手段,尽可能从各方面去弄清故障现象,以便及时而准确地判断故障产生的原因。
3.检修原则
所谓发电机组的故障,是指机组各部分的技术状态,在工作一定时间后,超出了允许的技术范围。为了迅速准确地排除机组故障,在没有弄清楚故障原因之前,不要乱拆。
分析判断发动机故障的一般原则是:结合构造,联系原理;弄清现象,联系实际;从简到繁,由表及里;按系分段,推理检查。
当发动机工作正常,而机组无输出电压时,应坚持以下检修原则:
①先电机后线路 先排除电机的故障,然后再排除其他故障,因为电机是机组正常工作之本;
②先励磁系统后主机 先排除辅助励磁机的故障,然后再排除主交流发电机的故障。因为励磁机不发电,交流发电机无法工作。若无励磁机,应先检查励磁功率源;
③先手动后自动 先观察手动工作情况,手动正常后再观察自动工作情况,这样可迅速确定励磁调节器是否出现故障。若无手动调压,则应先检查启励电路;
④先空载后加载 先使机组空载的各项指标正常,然后再加负载,判断是否有故障,如机组空载有故障,加载后必然工作不正常。
4.故障检修方法
分析故障时应尽可能减少拆卸。盲目地乱拆卸,或者由于思路混乱与侥幸心理而轻易拆卸,不仅会拖长故障排除的时间、延误使用,而且有可能造成不应有的损坏或引起新的故障。拆卸只能作为在经过周密分析后而采用的最后手段。
一般,通过全面的检查和认真的分析,初步明确了产生故障的可能原因后,先从故障产生原因的主要方面出发,逐步缩小故障范围(或部位),以便迅速而准确地排除故障。因此,这一步是排除故障全过程的关键。广大使用和维修人员在长期实践中,积累和创造了很多行之有效、简单实用的判断、排除故障的方法。检修机组故障的主要方法如下。
(1)隔断法 故障分析过程中,常需断续地停止或隔断某部分或某系统的工作,从而观察故障现象的变化,或使故障现象表露得更明显些,以便判断故障的部位或机件。分析发动机故障时,常用的停缸法,就是隔断法的一种,即依次使多缸机的某一缸停止供油,以便对该缸进行检查,或根据故障现象的变化,分辨故障是局部性的还是普遍性的。例如发现排气断续冒黑烟,在停止某缸工作后,故障现象消失,则表明故障部位在该缸,应进一步分析查找该缸产生此故障的原因;若分别将各缸断缸后,故障现象并无明显变化,则表明此故障不是个别缸的故障,应查找对各缸工作都有影响的原因。在分析电气设备故障时,有时候也可采用隔断法,将某部分从电路中暂时隔除,以缩小故障范围。
(2)比较法 分析故障时,如对某一零部件有怀疑,可将该零部件用备件替换或与相同件对换的比较法。根据故障现象的变化,来判断该零部件是否发生故障,或者判明故障发生的部位。
例如,当怀疑某柴油机第二缸的喷油器发生故障时,可用一只调校好的同型号喷油器替换工作,如果故障消除,则表明原来装在第二缸上的喷油器有故障;如果故障现象不随之消失,则表明故障是由其他原因引起的。
在电气线路中,若怀疑某元件(如电阻、电容等)有问题,可用一个好的元件替换接于电路中,若故障消除,说明怀疑是正确的。
(3)验证法 对发动机的某些故障部位或部件,采用试探性的拆卸、调整等措施来观察故障现象的变化,从而验证故障分析的结论是否符合实际,或者作为弥补由于经验不足,不能肯定故障所在而经常采用的方法。当几种不同原因的异常现象同时出现,或者故障原因与调整不当有关时,往往不易分辨故障的原因。在这种情况下,采用验证法也可以收到较好的效果。例如怀疑气缸套磨损严重,是某缸压缩不良导致的,可向该缸灌少许机油(约4~5g),若压缩力提高了,则说明怀疑属实。又例如柴油机冒黑烟,怀疑供油量太大,也可将供油量进行试探性的调小,以验证怀疑是否属实。采用试探性措施时,应遵守“少拆卸”的原则,更应避免随便将总成分解。不论是试探性的拆卸还是调整,应在有把握恢复其正常工作状态,并确认不致因此而产生不良后果的情况下才能进行。另外,还应避免同时进行几个部件或同一部位的几项试探性的拆卸和调整,以防互相影响,引起误判。
(4)变速法 如果内燃机有故障,在升高或降低内燃机转速的瞬间,故障现象可能有变化。在观察故障现象的时候,应选择适宜的转速,使故障现象表现得更为突出。一般而言,多采用低速运转,因为,内燃机转速低,故障现象持续时间长,便于观察。比如:内燃机配气机构由于气门间隙过大而引起“哒哒哒”的敲击声,采用这种方法就可很快排除。
对内燃机各系统各部位的故障进行分析判断时,还可根据各自的特点,采取许多具体办法。例如对内燃机燃油供给系统的油路或电气设备的电路查找故障部位时,可按系分段逐步查找,以便将故障孤立在尽可能小的范围。检查时应首先检查最容易产生故障的零部件及其相应部位,然后再检查其他零部件(部位)。
故障部位确定后,应根据故障的具体情况,正确细致地做到彻底排除。故障排除后应进行试机,对机组工作情况进行对照检查,以判明故障是否彻底排除。
六、常见故障检修
柴油发电机组包括三个主要部分:柴油机、交流同步发电机和控制箱。本节仅讲述柴油机常见故障检修。柴油机的常见故障有不能启动或启动困难、排烟不正常、运转无力、转速不均匀和不充电等。下面结合国产135和105系列柴油机为例加以讲述。
1.柴油机不能启动或启动困难
(1)故障现象
①气缸内无爆发声,排气管冒白烟或无烟。
②排气管冒黑烟。
实践证明,要保证柴油机能够顺利启动,必须满足四个必备条件:具有一定的转速;油路、气路畅通;气缸压缩良好;供油正时。从以上柴油机启动的先决条件,就可推断柴油机不能启动或不易启动的原因。
(2)故障原因
①柴油机转速过低:a.启动转速过低;b.减压装置未放入正确位置或调整不当;c.气门间隙调整不当。
②油、气路不畅通:a.燃油箱无油或油开关没有打开;b.柴油机启动时,环境温度过低;c.油路中有水分或空气;d.喷油嘴喷油雾化不良或不喷油;e.油管或柴油滤清器有堵塞之处;f.空气滤清器过脏或堵塞。
③气缸压缩不好:a.活塞与气缸壁配合间隙过大;b.活塞环折断或弹力过小;c.进排气门关闭不严。
④供油不正时:a.喷油时间过早(容易把喷油泵顶死)或过晚;b.配气不准时。
(3)检查方法
在检查之前,应仔细观察故障现象,通过现象看本质,逐步压缩,即可达到排除故障之目的。对柴油机不能启动或启动困难这一故障而言,通常根据以下几种不同的故障现象进行判断和检查。
①柴油机转速过低 使用电启动的柴油机,如启动转速极其缓慢,此现象大多系启动电机工作无力,并不说明柴油机本身有故障。应该在电启动线路方面详细检查,判断蓄电池电量是否充足,各导线连接是否紧固良好及启动电机工作是否正常等,此外还应检查空气滤清器是否堵塞。
对手摇启动的柴油机来说,如果减压机构未放入正确位置或调整不对、气门间隙调整不好使气门顶住了活塞往往会感到摇机很费力,其特点是曲轴转到某一部位时就转不动,但能退回来。此时除了检查减压阀和气门间隙外,还应检查正时齿轮的啮合关系是否正确。
②启动转速正常,但不着火,气缸无爆发声或偶尔有爆发声,排气冒白烟。通过这一现象,就说明柴油在机体内没有燃烧而变成蒸汽排出或柴油中水分过多。
首先检查柴油机启动时环境温度是否过低,然后检查油路中是否有空气或水分。柴油机供给系统的管路接头固定不紧,喷油嘴针阀卡住,停机前油箱内的柴油已用完等都可能使空气进入柴油机供给系统。这样,当喷油泵柱塞压油时,进入油路的空气被压缩,油压不能升高。当喷油泵的柱塞进油时,空气体积膨胀,影响吸油,结果供油量忽多忽少。出现此类故障的检查方法是,将柴油滤清器上的放气螺钉、喷油泵上的放气螺钉或喷油泵上的高压油管拧松,转动柴油机,如有气泡冒出,即表明柴油供给系统内有空气存在。处理的方法是将油路各处接头拧紧,然后将喷油泵上的放气螺钉拧松,转动曲轴,直到出油没有气泡为止,再拧紧放气螺钉后开机。如发现柴油中有水分,也可用相同的方法检查,并查明柴油中含有水分的原因,按要求更换燃油箱中的柴油。
如果没有空气或水分混杂在柴油中,应该继续检查喷油器的性能是否良好和供油配气时间是否得当。对单缸柴油机来说,应先判断喷油器的工作性能情况。
③启动转速正常,气缸压缩良好,但不着火且无烟,这主要是由低压油路不供油引起的。这时主要顺着油箱、输油管、柴油滤清器、输油泵和喷油泵等进行检查,一般就能找出产生故障的部位。
柴油过滤不好或者滤清器没有定时清洗是造成低压油路和滤清器堵塞的主要原因。判断油路或滤清器是否堵塞,可将滤清器通喷油泵的油管拆下,如油箱内存油很多,而从滤清器流出的油很少或者没有油流出,即说明滤清器已堵塞。如果低压油路供油良好,则造成柴油机高压无油的原因多在于喷油泵中柱塞偶件磨损或装配不正确。
④启动转速正常且能听到喷油声,但不能启动,这主要是由气缸压缩不良引起的。
装有减压机构的2105型等柴油机,如将减压机构处于不减压的位置,仍能用手摇把轻快地转动柴油机,且感觉阻力不很大,则可断定气缸漏气。
进气门或排气门漏气后,气缸内的压缩温度和压力都不高,柴油就不易着火燃烧,这类漏气发生的主要原因:一是气门间隙太小,使气门关闭不严;另一方面是气门密封锥面上或是气门座上有积炭等杂物,也使气门关闭不严。检查时可以摇转曲轴,如听到空气滤清器和排气管内有“吱、吱”的声音,则说明进、排气门有漏气现象。
转动曲轴时,如发现在气缸盖与机体的接合面处有漏气的声音,则说明在气缸垫的部位有漏气处。可能是气缸盖螺母没有拧紧或有松动,也可能是气缸垫损坏。
转动曲轴时,机体内部或加机油口处发现有漏气的声音,原因多数出在活塞环上。为了查明气缸内压缩力不足是否因活塞环不良而造成的,可向气缸中加入适量的干净润滑油,如果加入机油后气缸内压缩力显然增加,就表明活塞环磨损过甚,使气缸与活塞环之间的配合间隙过大,空气在活塞环与气缸套之间漏入曲轴箱。
如果加入机油后,压缩力变化不大,表明气缸内压缩力不足与活塞环无关,而可能是空气经过进气门或排气门漏走。
2.柴油机排烟不正常
(1)故障现象
燃烧良好的柴油机,排气管排出的烟是无色或呈浅灰色,如排气管排出的烟是黑色、白色和蓝色的,即为柴油机排烟不正常。
(2)故障原因
①排气冒黑烟的主要原因包括以下几个方面:a.柴油机的负载过大,转速低;油多空气少,燃烧不完全;b.气门间隙过大,或正时齿轮安装不正确,造成进气不足排气不净或喷油晚;c.气缸压力低,使压缩后的温度低,燃烧不良;d.空气滤清器堵塞;e.个别气缸不工作或工作不良;f.柴油机的温度低,使燃烧不良;g.喷油时间过早;h.柴油机各缸的供油量不均匀或油路中有空气;i.喷油嘴喷油雾化不良或滴油。
②排气冒白烟的主要原因包括以下几个方面:a.柴油机温度过低;b.喷油时间过晚;c.燃油中有水或有水漏入气缸,水受热后变成白色蒸汽;d.柴油机油路中有空气,影响了供油和喷油;e.气缸压缩力严重不足。
③排气冒蓝烟的主要原因包括以下几个方面:a.机油盆内机油过多油面过高,形成过多的机油被激溅到气缸壁窜入燃烧室燃烧;b.空气滤清器油池内或滤芯上的机油过多被带入气缸内燃烧;c.气缸封闭不严,机油窜入燃烧室燃烧,其原因是活塞环卡死在环槽中,活塞环弹力不足或开口重叠,活塞与气缸配合间隙过大或将倒角环装错等;d.气门与气门导管间隙过大,机油窜入燃烧室燃烧。
(3)检查方法
①排气管冒黑烟的主要原因是气缸内的空气少、燃油多、燃油燃烧不完全或燃烧不及时所造成的,因此,在检查和分析故障时,要紧紧围绕这一点去查找具体原因。检查时可用断油的方法逐缸进行检查,先区别是个别气缸工作不良还是所有气缸都工作不良。
如当停止某缸工作时,冒黑烟现象消失,则是个别气缸工作不良引起冒黑烟,可从个别气缸工作不良上去找原因。这些原因主要有:a.喷油嘴工作不良,喷油嘴喷射压力过低、喷油嘴滴油、喷雾质量不好和油滴力度太大等均会使柴油燃烧不完全,因此,在发现柴油机有断续的敲缸声,排气声音不均匀,即说明喷油有问题,应该立即检查和调整喷油嘴;b.喷油泵调节齿杆或调节拉杆行程过大,以致供油量过多;c.气门间隙不符合要求,以致进气量不足;d.喷油泵柱塞套的端面与出油阀座接触面不密封,或喷油泵调节齿圈锁紧螺钉或柱塞调节拐臂松动等,引起供油量失调,导致间歇性的排黑烟。
如果在分别停止了所有气缸工作后,冒黑烟的现象都不能消除,就要从总的方面去找原因。
a.柴油机负荷过重。柴油机超负荷运转,供油量增多,燃料不能完全燃烧,其排气就会冒黑烟。因此,如果发现排气管带黑烟,柴油机转速不能提高,排气声音特别大,即说明柴油机在超负荷运转。一般只要减轻负荷就可好转。
b.供油时间过早。在气缸中的压力、温度较低的情况下,供油时间过早的柴油机会导致部分柴油燃烧不完全,形成炭粒,从排气管喷出,颜色是灰黑色。应重新调整供油时间。
c.空气滤清器堵塞,进气不充分时柴油机也会冒黑烟。如果柴油机高速、低速都冒烟,可取下空滤器试验。如果冒烟立即消失,说明空滤器堵塞,必须立即清洗。
d.柴油质量不合要求,影响雾化和燃烧。
②排气管冒白烟,说明进入气缸的燃油未燃烧,而是在一定温度的影响下,变成了雾气和蒸汽。排气管冒白烟最多的原因是温度低、油路中有空气或柴油中有水。如果是温度低所致,待温度升高后冒白烟会自行消除。从严格意义上讲,它不算故障,不必处理。如果油路中有空气或柴油内含有水分,其特点是排气除了带白色的烟雾外,柴油机的转速还会忽高忽低,工作不稳定。如果是个别缸冒白烟,则可能是气缸盖底板或气缸套发生裂纹,或气缸垫密封不良向气缸内漏水所致。
③排气管冒蓝烟,主要是机油进入燃烧室燃烧引起的。检查时应从易到难,首先检查机油盆的机油是否过多,然后检查空气滤清器油池和滤芯上的机油是否过多。其他几条原因检查则比较困难,除用逐缸停止工作的方法,确定是个别气缸还是全部气缸工作不良引起冒蓝烟外,要进一步检查都要拆下气缸盖,取出活塞和气门。通常使用间接的方法加以判断,即根据柴油机的使用期限,如果柴油机接近大修出现冒蓝烟,则一般都是由于活塞、气缸、活塞环、气门和气门导管有问题,应通过维修来消除。
3.柴油机工作无力
柴油机在正常工作时,柴油机运转的速度应是正常的,声音清晰、无杂音,操作机构正常灵敏,排气几乎无烟。
柴油机工作无力就意味着不能承担较大的负载,即在负载加大时有熄火现象,工作中排气冒白烟或黑烟,高速运转不良,声音发闷,且有严重的敲击声等。
柴油机工作无力的原因很多,也是比较复杂的,但是在一般情况下,可以从以下几个方面进行分析判断。
(1)机器工作无力,转速上不去且冒烟
这是柴油机喷油量少的表现,常见的原因有以下几点。
①喷油泵的供油量没有调整好,或者油门拉杆拉不到头,喷油泵不能供给最大的供油量。对于2105型柴油机和使用I号喷油泵的柴油机来说,如果限制最大供油量的螺钉拧进去太多,就会感到爆发无力,有时爆发几次还会停下来。
②调速器的高速限制调整螺钉调整不当,高速弹簧的弹力过弱。
③喷油泵柱塞偶件磨损严重。由于柱塞偶件的磨损,导致供油量减少。可适当增加供油量。但磨损严重时,调大供油量也是无效的,应更换新件或修复。
④使用手压式输油泵的Ⅰ号或Ⅱ号喷油泵,如果输油泵工作不正常,或柴油滤清器局部堵塞,导致低压油路供油不足,都会使喷油泵供油量减少。
(2)柴油机工作无力,且各种转速下均冒浓烟
这多半是喷油雾化不良和供油时间不对造成的。
①喷油嘴或出油阀严重磨损,滴油、雾化不良,燃烧不完全。
②喷油嘴在气缸盖上的安装位置不正确,用了过厚或过薄的铜垫或铝垫,使喷油嘴喷油射程不当,燃烧不完全。
③喷油泵传动系统零件有磨损,造成供油过迟。
④供油时间没有调整好。
(3)转速不稳的情况下,柴油机无力且冒烟
①各缸供油量不一致。喷油泵和喷油嘴磨损或调整不当,容易造成各缸供油不均。判断供油量不一致的方法,可让柴油机空车运转,用停缸法,轮流停止一缸的供油,用转速表测量其转速。当各缸供油量一致,断缸时,转速变化应当一样或非常接近,如果发现转速变化相差较大,就要进行喷油泵供油量的调整。
②柴油供给系统油路中含有水分或窜入空气,也会导致喷油泵供油量不足。
(4)柴油机低速无力,易冒烟,但高速基本正常
这是气缸漏气的一种表现,高速情况下漏气量小,故能基本正常工作。漏气造成压缩终了的温度低,不易着火。如果在柴油机运转时从加机油口处大量排出烟气,或曲轴运转部位有“吱、吱”的漏气声,且低速时更明显,则可判定是气缸与活塞之间漏气。另外两种可能漏气的部位是气门和气缸垫处。
(5)柴油机表现功率不足,但空转时和供油量较少时排气无烟,供油量大时则易冒黑烟
①空气滤清器滤芯堵塞,使柴油机的进气不足,而发不出足够的功率。
②气门间隙过大,使气门开度不够,进气量不足。
③排气管内积炭过多,排气阻力过大。
4.转速不均匀
柴油机转速不均匀有两种表现:一种是大幅度摆动,声音清晰可辨,一般称之为“喘气”或“游车”;另一种是转速在小幅度范围内波动,声音不易辨别,且在低转速下易出现,并会导致柴油机熄火。
影响柴油机转速不均匀的原因,多半是由于喷油泵和调速器的运动部分零件受到不正常的阻力,调速器反应迟钝。具体的因素很多,一般可能有以下几点。
①供油量不均匀 柴油机运转时,供油多的缸,工作强,有敲击声,冒黑烟。供油少的缸,工作弱,甚至不工作。最终造成柴油机的转速不均匀。
②个别气缸不工作 多缸柴油机如果有一个气缸不工作,其运转就不平稳,爆发声不均匀。可用停缸法,查出那一个气缸不着火。
③柴油供给系统含有空气和水分以及输油泵工作不正常。
④供油时间过早,易产生高速“游车”,低速时反而稳定的现象。
⑤喷油泵油量调节齿杆或拨叉拉杆发涩,导致调速器灵敏度降低。
⑥调速不及时,引起柴油机转速不稳。当调速器内的各连接处磨损间隙增大、钢球或飞锤等运动件有卡阻以及调速弹簧失效等,则调速器要克服阻力或先消除间隙,才能移动调节齿杆或拨叉拉杆增减供油量。由于调速不及时,转速就忽高忽低。对于使用组合式喷油泵的135或105等机型,打开喷油泵边盖,可以看到调节拉杆有规律地反复移动。如柴油机游车轻微,则此时可看到拉杆会发生抖动。
⑦喷油嘴烧死或滴油。
⑧气门间隙不对。
5.不充电
柴油机在中、高速运行时,电流表指针指向放电,或在“0”的位置上不动,说明充电电路有故障。
遇到不能充电现象,首先检查充电发电机的皮带是否过松或打滑,再查看导线连接各处有无松动和接触不良的现象。再按下列步骤判断。
使用直流充电发电机的柴油机,可用旋具在充电发电机电枢接线柱与机壳之间“试火”。如有火花,说明充电机本身及磁场接线柱、调节器中的调压器、限流器及充电发电机电枢接线柱等整个励磁电路是良好的。故障应在调节器的电枢接线柱、截流器至电流表一段。如无火或火花微弱,说明充电发电机或它的磁场接线柱、经调节器中调压器、限流器至充电发电机电枢接线柱即整个励磁电路有故障。
此时,可用导线连接电压调节器上的电枢和电池接线柱,观察电流表的指示。可能有两种现象:一种是有充电电流,这说明电压调节器中的截流器触点烧蚀或并联线圈短路,致使触点不能闭合;另一种是无充电电流,这说明电压调节器电池接线柱至电流表连接线断路或接触不良。排除这两个可能的故障之后仍不充电,则将临时导线改接充电发电机电枢和磁场接线柱。这时也有两种可能的情况出现:一种是能充电,这表明充电发电机良好,故障在于电压调压器的激磁电路断路,如由于触点烧蚀或弹簧拉力过弱,致使触点接触不良,两触点间连线断路或电阻烧坏等;另一种是不充电,则可拆下充电发电机连接调节器的导线,将发电机的电枢和磁场接线柱用导线连在一起,并和机壳试火。这也有两种可能:有火花则表明发电机是良好的,不充电的原因可能是调节器的励磁电路搭铁;无火花则表明发电机本身有故障,可能是碳刷或整流子接触不良、电枢或磁场线圈断路或搭铁短路等。若以上几种方法都无效,所检查的机件工作都正常,则此时可判定是电流表本身有故障。
使用硅整流发电机的柴油机,运行时电流表无充电指示,其判断检查方法以4105型柴油机为例说明。
首先检查蓄电池的搭铁极性是否正确以及硅整流发电机的传动皮带是否过松或打滑。如果导线接线方法正确,可用旋具与硅整流发电机的后端盖轴承盖相接触,试试是否有吸力。在正常的情况下,应该有较大的吸力。否则说明硅整流发电机励磁电路部分可能有开路。要确定开路部位,应拆下发电机的磁场接线柱线头,与机壳划擦,可能出现三种情况:一种是无火花,说明调节器至发电机磁场接线柱的连线有断路;另一种是可能出现蓝白色小火花,说明调节器触点氧化;第三种情况是出现强白色火花,并发出“啪”的响声,说明磁场连线完好,而硅整流发电机内励磁电路开路,多是因接地碳刷搭铁不良或碳刷从碳刷架中脱出等原因引起的。
如确认硅整流发电机励磁电路连接良好,则打开调节器盖,用旋具搭在固定触点支架和活动触点之间,使磁场电流不受调节器的控制而经旋具构成通路。将柴油机稳定在中、高速以上,观察电流表,会出现两种情况:一种是电流表立即有充电电流出现,这说明硅整流发电机良好,而调节器弹簧弹力过松;另一种是仍无充电电流,此时应进一步再试,可拆下硅整流发电机的电枢接线柱上的导线与机壳划擦,如有火花说明与电枢连接的线路完好,而故障发生在硅整流发电机内,如无火花,说明与电枢有关的接线断路。