柴油發電機故障形成的主因和預防
發布時間：2023-11-16 點擊：168
摘 要：康明斯公司從柴油發電機的自身特點出發，分析了柴油發電機故障形成的原因，提醒使用維修人員在修復裝配和使用保養上要注意預防柴油發電機故障的發生。
柴油發電機在使用過程中會發生一些故障，如：啟動困難、功率不足、運轉不穩定、排氣煙色異常等，給使用帶來困難。柴油發電機和汽油機都是往復活塞式內燃機，基本形式和工作原理相同。但是，由于柴油發電機的著火方式與汽油機不同（柴油發電機為壓燃式，汽油機為點燃式），因此，兩種發動機的具體結構又有很多不同之處，導致了它們故障的形式和原因不同。下面我們就柴油發電機故障形成原因進行分析，使操作人員知道故障是怎樣產生的，我們在使用中要怎樣去預防。
一、自身特點決定故障發生的必然性
柴油發電機有其自身的結構特點和工作特點，工作條件如果不能夠滿足，柴油機就不能正常工作，產生故障是必然的。
1、柴油發電機是壓燃式內燃發動機。柴油發電機的著火方式為壓燃，其壓燃的必要條件是：汽缸壓縮終了時，壓力應在2.95 mpa以上，此時，燃燒室內壓縮空氣的溫度應達到柴油的自燃溫度300 ℃左右，在這種狀態下將柴油以一定壓力、油量和時間噴入燃燒室，才能保證柴油發電機正常工作。
2、柴油發電機可燃混合氣的形成條件較差，相比汽油機而言，柴油發電機可燃混合氣的形成條件差。汽油機的可燃混合氣從化油器就開始混合，一直到燃燒為止，有充裕的混合時間，加之汽油本身易揮發，混合氣的良好品質容易形成。而柴油發電機的可燃混合氣，從噴油開始到著火后期，幾乎只有15°～35°曲軸轉角這樣一個極短的時間。為了良好混合和充分燃燒，對柴油的性能、汽缸壓力、噴油壓力、噴油正時、噴油射程、油霧錐角、噴油量等若干因素要求極為嚴格，其中的任何一項或幾項質量不高，都會使發動機產生故障。
3、柴油發電機各缸工作條件差異較大。汽油機可根據發動機的轉速、負荷配制相應成分的混合氣，相對而言，各缸混合氣數量、成分基本相同。柴油發電機則不同，各缸的壓縮壓力、溫度、噴油數量、霧化質量差別較大，這就容易產生運轉不均勻、不穩定等故障。
4、柴油發電機供油量隨轉速而變化的特性。柴油發電機的供油量是由調節齒桿操縱的柱塞有效供油行程所決定。由于油孔的節流作用，即使調節齒桿位置不變，柱塞的有效供油行程也會隨柴油發電機轉速增大而增大;反之，當柴油發電機轉速降低時，供油量隨轉速降低而減小。這就形成高速時超速，怠速時熄火的問題。為了克服這種弊病，柴油發電機增設了調速器，用以限制高速，穩定怠速。由于調速器結構復雜而精密，這使柴油發電機多了一個容易引起故障的環節。另外，柴油的物理、化學性質較差，對噴油泵、噴油器等十分精密的配合偶件容易產生不良影響，使柴油發電機又多了一個產生故障的因素。
綜上所述，我們必須學會正確使用柴油發電機，對燃油、潤滑油、冷卻水等，都要嚴格要求，定期維護保養更是十分重要。只有在各方面嚴格按規范進行，才可能使柴油發電機的故障減至最少。
二、外界因素導致故障發生
1、由自然因素引起
自然因素引發的柴油發電機故障，即人為因素外的一切導致柴油發電機故障的因素，如磨損、腐蝕、振動、老化、污染等，使柴油發電機零件在使用中物理或化學性能發生變化而喪失使用性能。
（1）摩擦磨損。使零件的配合間隙發生變化、幾何形狀發生改變。曲軸頸與軸瓦、活塞銷與活塞銷座孔、氣門導管與氣門閥桿、活塞與汽缸等，在使用過程中會發生摩擦磨損，使其配合間隙、幾何形狀發生改變，導致柴油發電機異響、振動、壓縮壓力下降等故障。
（2）疲勞損壞。一些零件在交變載荷作用下，會產生微量的裂紋，這些裂紋逐漸加深和擴大，致使零件表面出現剝落、麻點或使整個零件折斷，這種現象稱為疲勞損壞，如輪齒表面產生麻點，滾珠表面產生剝落，螺旋彈簧、軸類零件疲勞斷裂等。
（3）光、熱的影響。橡膠、塑料類零件受光受熱作用產生老化、脆化，如橡膠水管、油封、密封膠圈等長期使用會發生老化，使用性能下降不能達到工作要求。柴油發電機長期過熱會導致潤滑油變質，失去潤滑性能。
（4）受力部件在長期工作過程中會發生變形，如連桿彎曲，汽缸蓋平面翹曲等。
（5）化學腐蝕損壞，如汽缸壁、活塞頂、軸瓦、氣門與氣門座受燃燒氣體冷凝后產生的酸性物質腐蝕，使零件表面出現麻坑、質量改變。由自然因素引發的故障，具有緩慢表現的特征，屬于漸發性故障。
2、由人為因素引起
修后的裝配不良、使用操作不當、維護保養不善等，不僅會加劇自然因素的作用強度，而且可能造成柴油發電機零部件損壞、工作條件破壞、工作能力喪失等，直接形成故障。由這類因素形成的故障，具有突然表現的特征，屬于突發性故障。
（1）安裝、調整錯亂。柴油發電機修理后如果安裝質量不高，零件的安裝方向搞錯、配合件的互相配合關系達不到要求、安裝過程中遺漏了一些小零件，對修后柴油發電機一些關鍵參數的調整不重視等，都會導致新的故障發生。因此安裝時要注意以下問題：
①注意一些零件的安裝方向要求，如活塞、活塞環、汽缸墊、油封、缸蓋螺母等。活塞頂部設有一個燃燒室，其形狀有幾種形式，安裝時要注意方向要求。汽缸墊的功用是嚴密封閉燃燒室，防止燃氣外逸和冷卻水滲入。汽缸墊在汽缸套邊緣和過水通道邊緣多一層銅皮卷邊，當缸蓋壓緊后，有卷邊的地方壓得較緊，以增強密封效果。安裝時要將汽缸墊帶卷邊的一面應朝向汽缸蓋，以保證密封性能，并使汽缸墊不會被熱的燃氣沖壞。安裝缸蓋螺母時，應使螺母有圓凸臺的端面朝向汽缸蓋，裝反了會損壞螺母，同時使螺母與缸蓋平面貼合不良。油封的密封性好與壞，與裝配的質量有重要的關系，安裝油封時要注意，油封的唇口應向里，以保證密封不漏油。
②注意一些配合件的互相配合關系，如拖拉機啟動困難、冒黑煙，并且有嚴重的敲缸聲。打開缸蓋，拆下活塞連桿，發現缸套偏磨達3 mm，連桿兩端在同一平面內的彎曲值達2 mm。此故障原因主要是操作人員在安裝連桿軸瓦時未按規定尺寸安裝，活塞銷與連桿銅套間的鉸削尺寸超過了0.046 mm，曲軸軸頸與軸瓦間的刮削尺寸超過了原配合間隙。因而產生了敲擊，工作時的往復沖擊力使連桿彎曲、汽缸套偏磨。更換了缸套、活塞、活塞環，校正了連桿后，按規定尺寸鉸削了軸瓦，拖拉機很快就正常啟動，敲缸聲也消失了。因此，我們在修理中要注意一些配合件的配合要求，如曲軸與軸瓦、曲軸與飛輪、柱塞與柱塞套等。
③安裝過程中不要遺漏一些小零件，如止推墊片、卡簧、擋圈等。
④注意零件的安裝順序，如汽缸蓋螺栓的上緊順序等。
⑤對修后柴油發電機一些關鍵參數的調整要引起重視，如氣門間隙調整、配氣相位調整、供油時間調整、安全閥開啟壓力調整等。若拖拉機缸蓋連續多次產生裂紋，更換后重復出現裂紋，裂紋在缸蓋外表面噴油器上方。檢查各部位無異常，最后檢查供油時間發現供油提前角過大，由于發動機供油時間過早，工作粗暴，加之超負荷作業，耗油量增大，汽缸溫度急驟升高，超過了正常承受的溫度，在沖擊力的作用下缸蓋產生裂紋。因此，修理時對柴油發電機的一些重要參數必須認真按要求規范調整，以保證各系統在規定的技術條件下工作。若調整不當，便會發生各種故障。
⑥注意一些錯誤的習慣。一些修理人員在安裝小型柴油發電機的飛輪時，在飛輪軸孔內涂黃油，為了便于以后拆卸，甚至有的人故意不把飛輪螺母按規定扭矩擰緊。導致使用中飛輪與軸頸容易自行松動，輕者發生滾鍵故障，重者造成飛輪與曲軸損壞，甚至出現飛輪飛出事故。
（2）使用保養不當。重使用輕保養，不能及時地對柴油發電機進行檢查、保養和維護，如空氣濾清器、機油濾清器和柴油濾清器得不到及時的清洗更換，會導致配合件磨損加劇;對緊固件沒有定期檢查緊固，會造成異響等故障發生;對機油數量、質量，機油壓力，冷卻水量等沒有定期檢查，也會導致故障發生。發動機長時間怠速和超負荷工作，經常低溫啟動，會因潤滑條件差使活塞、活塞環和汽缸套加劇磨損。新的或新修復機車未磨合好就負荷作業，造成配合件的磨損。使用保養不當引發的故障常常不會立即影響發動機的運轉，但會使工作條件突然惡化繼而發生故障。
由柴油發電機本身的結構特點和工作特點，決定了柴油發電機要正常工作需要一定的條件保證，這些條件不能滿足，柴油發電機就不能正常工作，因此說柴油發電機工作過程中出現故障是不可避免的。由人為因素引起的故障，是完全可以避免的。由自然因素引起的故障，雖然難以完全避免，但只要堅持正確使用和精心保養，就可以將故障發生率降到最低。
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柴油發電機在使用過程中會發生一些故障，如：啟動困難、功率不足、運轉不穩定、排氣煙色異常等，給使用帶來困難。柴油發電機和汽油機都是往復活塞式內燃機，基本形式和工作原理相同。但是，由于柴油發電機的著火方式與汽油機不同（柴油發電機為壓燃式，汽油機為點燃式），因此，兩種發動機的具體結構又有很多不同之處，導致了它們故障的形式和原因不同。下面我們就柴油發電機故障形成原因進行分析，使操作人員知道故障是怎樣產生的，我們在使用中要怎樣去預防。
一、自身特點決定故障發生的必然性
柴油發電機有其自身的結構特點和工作特點，工作條件如果不能夠滿足，柴油機就不能正常工作，產生故障是必然的。
1、柴油發電機是壓燃式內燃發動機。柴油發電機的著火方式為壓燃，其壓燃的必要條件是：汽缸壓縮終了時，壓力應在2.95 mpa以上，此時，燃燒室內壓縮空氣的溫度應達到柴油的自燃溫度300 ℃左右，在這種狀態下將柴油以一定壓力、油量和時間噴入燃燒室，才能保證柴油發電機正常工作。
2、柴油發電機可燃混合氣的形成條件較差，相比汽油機而言，柴油發電機可燃混合氣的形成條件差。汽油機的可燃混合氣從化油器就開始混合，一直到燃燒為止，有充裕的混合時間，加之汽油本身易揮發，混合氣的良好品質容易形成。而柴油發電機的可燃混合氣，從噴油開始到著火后期，幾乎只有15°～35°曲軸轉角這樣一個極短的時間。為了良好混合和充分燃燒，對柴油的性能、汽缸壓力、噴油壓力、噴油正時、噴油射程、油霧錐角、噴油量等若干因素要求極為嚴格，其中的任何一項或幾項質量不高，都會使發動機產生故障。
3、柴油發電機各缸工作條件差異較大。汽油機可根據發動機的轉速、負荷配制相應成分的混合氣，相對而言，各缸混合氣數量、成分基本相同。柴油發電機則不同，各缸的壓縮壓力、溫度、噴油數量、霧化質量差別較大，這就容易產生運轉不均勻、不穩定等故障。
4、柴油發電機供油量隨轉速而變化的特性。柴油發電機的供油量是由調節齒桿操縱的柱塞有效供油行程所決定。由于油孔的節流作用，即使調節齒桿位置不變，柱塞的有效供油行程也會隨柴油發電機轉速增大而增大;反之，當柴油發電機轉速降低時，供油量隨轉速降低而減小。這就形成高速時超速，怠速時熄火的問題。為了克服這種弊病，柴油發電機增設了調速器，用以限制高速，穩定怠速。由于調速器結構復雜而精密，這使柴油發電機多了一個容易引起故障的環節。另外，柴油的物理、化學性質較差，對噴油泵、噴油器等十分精密的配合偶件容易產生不良影響，使柴油發電機又多了一個產生故障的因素。
綜上所述，我們必須學會正確使用柴油發電機，對燃油、潤滑油、冷卻水等，都要嚴格要求，定期維護保養更是十分重要。只有在各方面嚴格按規范進行，才可能使柴油發電機的故障減至最少。
二、外界因素導致故障發生
1、由自然因素引起
自然因素引發的柴油發電機故障，即人為因素外的一切導致柴油發電機故障的因素，如磨損、腐蝕、振動、老化、污染等，使柴油發電機零件在使用中物理或化學性能發生變化而喪失使用性能。
（1）摩擦磨損。使零件的配合間隙發生變化、幾何形狀發生改變。曲軸頸與軸瓦、活塞銷與活塞銷座孔、氣門導管與氣門閥桿、活塞與汽缸等，在使用過程中會發生摩擦磨損，使其配合間隙、幾何形狀發生改變，導致柴油發電機異響、振動、壓縮壓力下降等故障。
（2）疲勞損壞。一些零件在交變載荷作用下，會產生微量的裂紋，這些裂紋逐漸加深和擴大，致使零件表面出現剝落、麻點或使整個零件折斷，這種現象稱為疲勞損壞，如輪齒表面產生麻點，滾珠表面產生剝落，螺旋彈簧、軸類零件疲勞斷裂等。
（3）光、熱的影響。橡膠、塑料類零件受光受熱作用產生老化、脆化，如橡膠水管、油封、密封膠圈等長期使用會發生老化，使用性能下降不能達到工作要求。柴油發電機長期過熱會導致潤滑油變質，失去潤滑性能。
（4）受力部件在長期工作過程中會發生變形，如連桿彎曲，汽缸蓋平面翹曲等。
（5）化學腐蝕損壞，如汽缸壁、活塞頂、軸瓦、氣門與氣門座受燃燒氣體冷凝后產生的酸性物質腐蝕，使零件表面出現麻坑、質量改變。由自然因素引發的故障，具有緩慢表現的特征，屬于漸發性故障。
2、由人為因素引起
修后的裝配不良、使用操作不當、維護保養不善等，不僅會加劇自然因素的作用強度，而且可能造成柴油發電機零部件損壞、工作條件破壞、工作能力喪失等，直接形成故障。由這類因素形成的故障，具有突然表現的特征，屬于突發性故障。
（1）安裝、調整錯亂。柴油發電機修理后如果安裝質量不高，零件的安裝方向搞錯、配合件的互相配合關系達不到要求、安裝過程中遺漏了一些小零件，對修后柴油發電機一些關鍵參數的調整不重視等，都會導致新的故障發生。因此安裝時要注意以下問題：
①注意一些零件的安裝方向要求，如活塞、活塞環、汽缸墊、油封、缸蓋螺母等。活塞頂部設有一個燃燒室，其形狀有幾種形式，安裝時要注意方向要求。汽缸墊的功用是嚴密封閉燃燒室，防止燃氣外逸和冷卻水滲入。汽缸墊在汽缸套邊緣和過水通道邊緣多一層銅皮卷邊，當缸蓋壓緊后，有卷邊的地方壓得較緊，以增強密封效果。安裝時要將汽缸墊帶卷邊的一面應朝向汽缸蓋，以保證密封性能，并使汽缸墊不會被熱的燃氣沖壞。安裝缸蓋螺母時，應使螺母有圓凸臺的端面朝向汽缸蓋，裝反了會損壞螺母，同時使螺母與缸蓋平面貼合不良。油封的密封性好與壞，與裝配的質量有重要的關系，安裝油封時要注意，油封的唇口應向里，以保證密封不漏油。
②注意一些配合件的互相配合關系，如拖拉機啟動困難、冒黑煙，并且有嚴重的敲缸聲。打開缸蓋，拆下活塞連桿，發現缸套偏磨達3 mm，連桿兩端在同一平面內的彎曲值達2 mm。此故障原因主要是操作人員在安裝連桿軸瓦時未按規定尺寸安裝，活塞銷與連桿銅套間的鉸削尺寸超過了0.046 mm，曲軸軸頸與軸瓦間的刮削尺寸超過了原配合間隙。因而產生了敲擊，工作時的往復沖擊力使連桿彎曲、汽缸套偏磨。更換了缸套、活塞、活塞環，校正了連桿后，按規定尺寸鉸削了軸瓦，拖拉機很快就正常啟動，敲缸聲也消失了。因此，我們在修理中要注意一些配合件的配合要求，如曲軸與軸瓦、曲軸與飛輪、柱塞與柱塞套等。
③安裝過程中不要遺漏一些小零件，如止推墊片、卡簧、擋圈等。
④注意零件的安裝順序，如汽缸蓋螺栓的上緊順序等。
⑤對修后柴油發電機一些關鍵參數的調整要引起重視，如氣門間隙調整、配氣相位調整、供油時間調整、安全閥開啟壓力調整等。若拖拉機缸蓋連續多次產生裂紋，更換后重復出現裂紋，裂紋在缸蓋外表面噴油器上方。檢查各部位無異常，最后檢查供油時間發現供油提前角過大，由于發動機供油時間過早，工作粗暴，加之超負荷作業，耗油量增大，汽缸溫度急驟升高，超過了正常承受的溫度，在沖擊力的作用下缸蓋產生裂紋。因此，修理時對柴油發電機的一些重要參數必須認真按要求規范調整，以保證各系統在規定的技術條件下工作。若調整不當，便會發生各種故障。
⑥注意一些錯誤的習慣。一些修理人員在安裝小型柴油發電機的飛輪時，在飛輪軸孔內涂黃油，為了便于以后拆卸，甚至有的人故意不把飛輪螺母按規定扭矩擰緊。導致使用中飛輪與軸頸容易自行松動，輕者發生滾鍵故障，重者造成飛輪與曲軸損壞，甚至出現飛輪飛出事故。
（2）使用保養不當。重使用輕保養，不能及時地對柴油發電機進行檢查、保養和維護，如空氣濾清器、機油濾清器和柴油濾清器得不到及時的清洗更換，會導致配合件磨損加劇;對緊固件沒有定期檢查緊固，會造成異響等故障發生;對機油數量、質量，機油壓力，冷卻水量等沒有定期檢查，也會導致故障發生。發動機長時間怠速和超負荷工作，經常低溫啟動，會因潤滑條件差使活塞、活塞環和汽缸套加劇磨損。新的或新修復機車未磨合好就負荷作業，造成配合件的磨損。使用保養不當引發的故障常常不會立即影響發動機的運轉，但會使工作條件突然惡化繼而發生故障。
由柴油發電機本身的結構特點和工作特點，決定了柴油發電機要正常工作需要一定的條件保證，這些條件不能滿足，柴油發電機就不能正常工作，因此說柴油發電機工作過程中出現故障是不可避免的。由人為因素引起的故障，是完全可以避免的。由自然因素引起的故障，雖然難以完全避免，但只要堅持正確使用和精心保養，就可以將故障發生率降到最低。
AC400-1500kW發電機組智能測試系統的測試功能及軟件功能
提示：柴油發電機使用注意事項及要求介紹
柴油發電機組啟動有哪些特定的條件？
什么是柴油發電機組電機的絕緣等級？
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對于柴油發電機組防噪聲有哪些設計方法？
往復活塞式柴油機有7種分類方法
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