新聞主題	柴油發電機常見故障維修案例四則

 

摘要：柴油機實際工作過程中，經常會出現各式各樣的問題和故障，這些故障和問題給使用者造成許多麻煩。柴油機出現故障或問題后，如何正確及時地判斷出現故障和問題的位置，是排除柴油機故障的關鍵。當柴油發電機工作異常，說明柴油發電機產生了故障，必須找出異常工作現象產生的原因，排除后才可繼續使用。康明斯公司根據多年來對柴油機故障排除經驗，對冷卻液溫度高、機油油面升高、機油消耗量大、排氣管冒白煙四種柴油發電機常見異常工作現象進行了分析，配備相應故障特征圖片，并總結出柴油機運行中常見故障相應的檢查方法，以供大家參考。

 

一、機油油面升高的故障處理案例

 

1、故障現象

      一臺康明斯發電機組工作一段時間后，機油油面不降反而上升，油面呈黃色泡沫狀或機油被稀釋，也稱之為乳化現象（見圖1）。油面增高的現象表明在工作中有外表的液體侵入，而且進入量大于消耗量，所以導致油底殼內油面增高，表明油底殼中已滲入了水、柴油或機油，它們會降低潤滑效果，甚至會引起發動機“飛車”，還會加速零件的磨損或引起燒瓦、抱軸等故障。

2、故障原因

（1）冷卻水滲漏到油底殼

① 氣缸蓋通往搖臂潤滑油路螺栓松動

      柴油機氣缸蓋通往搖臂潤滑油路螺栓松動，當發動機停止工作時，潤滑油無壓力，冷卻水沿此處流入潤滑系統，使油底殼油面增高。

② 氣缸套阻水圈老化、損壞

      由于柴油機工作中嚴重缺水或其他原因使柴油機過熱，會使阻水圈受熱老化變質，從而出現滲水；安裝阻水圈過高，強行壓入被剪破，造成漏水；機體配合凸肩有拉毛、毛刺，安裝時因切破阻水圈而造成漏水。

③ 氣缸墊燒損

      氣缸墊燒損時，水箱冒氣泡，冷卻水表面有黑色的油花，冷卻水會從氣缸墊燒損部位漏出，經氣門推桿孔進入油底殼。

④ 氣缸套、氣缸蓋、機體產生裂紋

      造成柴油機氣缸套、氣缸蓋、機體產生裂紋的原因是柴油機在缺水、過熱的情況下驟加冷水；冬季停車后未放或未放凈冷卻水；水垢過厚受熱不均等，有時鑄件上有氣孔、砂眼，冷卻水會直接滲入油底殼使油面增高。

⑤ 氣缸蓋水道孔悶頭松動或損壞

      使用的冷卻水如不清潔，水套水垢結積過厚，悶頭被腐蝕損壞，此時水從悶頭漏出，經氣門室推桿孔進入油底殼，拆下氣缸蓋罩可觀察到。

⑥ 齒輪室紙墊在水道處損壞

      柴油機齒輪室紙墊在水道處損壞，水經齒輪室漏入油底殼。

（2）柴油滲漏到油底殼

① 氣門搖臂固定螺栓松動

      如氣門搖臂固定螺栓松動，使某一缸氣門不能打開，噴入氣缸內的柴油不能燃燒，沿氣缸套流入油底殼，使油底殼油面增高，此時發動機工作“缺腿”。

② 柱塞套定位螺釘松動或漏裝小銅墊

      柴油從噴油泵內腔經固定螺釘處漏出，從齒輪室流入油底殼。

③ 噴油器工作不正常

      發動機個別氣缸不工作，多屬噴油器工作不良，這樣噴進燃燒室的柴油未燃燒就通過活塞、活塞環、氣缸壁之間的間隙流到油底殼，而使油面增高。

④ 噴油泵的泵殼底座支承面有崩邊崩角、微小裂紋或夾有臟物

      在這種情況下，當柱塞裝入后，柱塞套凸肩下平面不能與泵殼底座支承面密封，柴油從貼合面縫隙漏出，經齒輪室至油底殼。

3、檢查與排除

      機油質量檢測方法如圖2所示。

（1）如油面呈黃色泡沫狀，則表示水進入油底殼，可以慢慢旋松油底殼放油螺塞，放出一部分油液，觀察是否含水。進水的原因有：

① 汽缸墊損壞、汽缸蓋不平或有裂縫，使水道與氣門推桿室相通，水漏入油底殼。

② 缸套下部的水封圈損壞或缸套、缸體有鑄孔而滲漏，使水漏入油底殼，如油底殼有水則應拆下缸蓋等進行排除。

（2）如機油變稀，則表示有燃油進入油底殼。油底殼進燃油的原因有：

① 柴油發電機的噴油泵漏油，使柴油經齒輪室直接流入油底殼。

② 活塞環粘住或磨損嚴重，致使未燃燒的燃油沿缸壁流入油底殼。

③ 噴油嘴嚴重磨損后滴油或噴油壓力過低、燃油霧化不良等，使部分燃油不能燃燒，而沿缸壁流入油底殼。如機油交稀，則必須檢查噴油器和噴油泵。如燃燒系正常，則要結合曲軸箱中廢氣量的情況，如漏入曲軸箱的廢氣量大，而且機油溫度偏高，則表示活塞環密封有問題，必要時需拆缸蓋和油底殼等，抽出活塞檢查活塞環。

 

圖1  柴油發電機油底殼內機油乳化

圖2  機油質量檢查與分析

 

二、排氣管排白煙的故障處理案例

 

1、故障現象

      一康明斯OEM生產廠家對柴油發電機進行試車，發現大部分柴油發電機的尾氣都排出濃濃的白煙（見圖3）。白煙是指排氣煙色為白色，它與無色不同，白色是水蒸氣的白色，表示排煙中含有水分或含未燃燒的燃油成分。白煙呈液珠狀態，和藍煙相比較直徑稍大，一般大于1μm。在光的折射下呈白色，柴油機的白煙是未燃烴(含燃油和潤滑油)、水蒸氣以及不完全燃燒的中間產物(如含氧碳氫)，除水蒸氣外，它們也都屬于微粒范疇。

2、故障原因

      柴油機在剛起動時或冷機狀態時，排氣管冒白煙，是因為柴油機氣缸內溫度低油氣蒸發而形成，冬季尤為明顯。柴油機在寒冷天氣運行時，柴油機溫度低，排氣管溫度也低，有水蒸氣排氣凝結成水氣形成白色排煙，是正常現象。若當柴油機溫度正常，排氣管溫度也正常時，仍然排出白色煙霧，說明柴油機工作不正常，診斷方法如圖4所示。

（1）氣缸套有裂紋或氣缸墊損壞，隨著冷卻水溫度和壓力的升高，冷卻水進入氣缸。排氣時形成容易形成水霧或水蒸氣。

（2）噴油器霧化不良，噴油壓力過低，有滴油現象。在氣缸中燃油混合氣不均勻，燃燒不完全，產生大量的未燃烴，排氣時容易形成水霧或水蒸氣。

（3）供油提前角過小。活塞上行至氣缸頂前噴入氣缸的燃油過少，形成較稀的可燃混合氣，過遲的噴油減少了預混燃料量，預混合量減少。預混合氣減少，降低了燃燒速度，燃燒結束較晚，燃燒形成大量的水氣煙霧。

（4）燃油中有水份和空氣。水和空氣隨著燃油噴射入氣缸形成不均勻燃油混合氣，燃燒不完全，產生大量的未燃烴排出機外。

（5）活塞、氣缸套等磨損嚴重引起壓縮力不足，造成燃燒不完全。

（6）柴油機剛啟動時，個別氣缸內不燃燒(特別是冬天)，未燃燒的燃油混合氣隨其它工作缸的廢氣排出形成水氣煙霧。

3、檢查與排除

      該廠請來特約維修站的人員，經初步診斷為噴油器針閥卡滯。更換掉有問題的噴油器后，大部分康明斯發電機組正常了，但仍有部分康明斯發電機組尾氣仍然為濃烈的白煙。經過進一步查找，發現排氣管尾氣中有水珠。于是判定，冒白煙的原因是柴油里有水。加注了不帶水的柴油之后重新試車，所有的康明斯發電機組均不再冒白煙了。后來知道每年秋冬換季時，有的加油站的柴油里含有水。冷車啟動時，水弄濕了柴油濾清器濾網，使柴油中的雜質通過濾清器進入噴油器。由于噴油器針閥為偶件，工作間隙非常小，雜質造成噴油器針閥卡滯，破壞柴油的霧化，就出現了康明斯發電機組排氣管冒濃烈的白煙。經過加裝油水分離器，此類故障沒有再發生。

圖3  柴油發電機冒白煙現象

圖4  柴油機冒白煙診斷方法框圖

 

三、溫度過熱的故障處理案例

 

1、故障現象

      一臺康明斯發電機組運轉過程中，水溫表指針始終指示在紅刻線的位置或水溫警報指示燈點亮，使用檢測儀讀取康明斯發電機組的實際水溫與儀表指示一致，并伴隨有冷卻液沸騰現象，康明斯發電機組功率明顯下降。柴油發電機冷卻液溫度不在規定范圍（83℃左右），會有很多負面影響。比如：溫度過低會引起缸套、活塞摩擦副早期磨損；潤滑油對強制潤滑部位不能達到理想的潤滑效果；噴入燃燒室的油霧不能很好地和空氣混合，使燃燒不完全、爆發力減弱、油耗上升，同時加劇氣門、活塞頂及環槽處的積炭。溫度高不僅會引起缸套活塞摩擦副早期磨損，溫度太高還會造成拉缸；溫度高會使潤滑油粘度下降，油膜被破壞，不管是強制潤滑還是飛濺潤滑，其效果都顯著下降。從另一個角度分析，柴油機溫度過高會造成工作的熱效率降低，動力嚴重不足。因此，控制柴油機冷卻水溫度在給定區間，顯得十分重要。 

2、故障原因

（1）柴油機水溫高的原因可能是因為冷卻水不足。在長時間使用后，冷卻系統中的水分會逐漸減少，如果不及時添加水，就會導致水溫升高。此外，冷卻水中的雜質和沉淀物也會影響冷卻效果，因此在更換冷卻水時，需要將清洗冷卻系統。

（2）柴油機水溫高也可能是因為散熱系統出現故障。散熱系統中的散熱器、風扇、水泵等部件如果損壞或者失效，就會使冷卻效果降低，導致水溫升高。此時需要及時更換或修理故障部件。

（3）柴油機水溫高還有可能是因為潤滑系統出現問題。機油在引擎中起到潤滑和散熱的作用，如果機油不足或者機油泵失效，就會使引擎過熱。因此，定期更換機油和檢查潤滑系統也是保持柴油機正常運行的重要步驟。

3、檢查與排除

      運行中，發現康明斯發電機組過熱時，應先考慮可能是超負荷低速擋運行時間過長，此時應停車休息，待康明斯發電機組降溫后再運行。檢查康明斯發電機組有無漏水之處，再檢查風扇皮帶是否過松，檢查水泵泵水情況。如上述檢查未發現故障，用手指從水箱的加水口蓋處觸碰冷卻水，感到水溫溫熱，說明節溫器主閥門關閉不嚴，使冷卻水過早大循環。可將節溫器取出，啟動康明斯發電機組。若水溫恢復正常，說明節溫器確已失效，要及時換裝新節溫器。用手觸摸汽缸體，感到冷熱不均，可能是分水管不起分水作用或汽缸體內污垢過多。

四、機油消耗量大的故障處理案例

 

1、故障現象

      從機油標尺刻度判斷（查看方法見圖5），近期柴油發電機都出現機油消耗量特別大，康明斯規定為不超過0.5%，高于此值皆屬于機油消耗率過大，而柴油發電機各接合面無機油滲漏現象，排氣管也不冒藍煙。機油在柴油機內的有效循環是保證柴油機效率和壽命的關鍵。機油消耗分為兩種：一種是機油泄露在柴油機的外部，一種是機油泄露在柴油機的內部(泄露在燃燒室并燒損，即所謂“燒機油”)。下文所述及的主要是機油內部消耗，即所謂“燒機油”。機油消耗量大會加劇氣缸與活塞組件的磨損。同時還會使氣缸內的積碳增多，影響柴油機功率輸出。還有，機油的價格遠高于燃油，當然也希望使用中消耗量盡可能少，而且要求在兩個保養周期之間不要添加機油。國標要求機油和燃油消耗比在0.3%以內。

2、故障原因

      柴油發電機技術狀態正常，機油的實際消耗量并不多，柴油發電機機油消耗率為柴油的0.5%～2%。機油消耗過多，不僅浪費能源，增加環境污染，還會使柴油發電機因缺少機油發生機械事故。

（1）機油加注量過多導致燒機油。不是柴油機油底殼內的機油加注量越多越好，機油加注量過多一方面會導致機油的攪動加劇而引起機油溫度偏高，另一方面機油飛濺到氣缸壁面的機油量過多導致活塞環的刮油負擔加重，而同時由于氣環的泵油作用致使泵入燃燒室的機油過多，導致機油的過量燒損。

（2）“拉缸”導致燒機油。如果柴油機出現“拉缸”故障，氣缸套與活塞受到機械刮傷，直接影響到氣缸的密封，不僅會導致柴油機燃燒室漏氣量增加，功率下降，柴油機敲缸，而且還會出現過量機油泵入燃燒室導致機油的過量燒損。柴油機氣缸漏氣量檢測方法如圖6所示。

（3）活塞與氣缸壁間的間隙過大，將導致留存于氣缸壁上的機油量增多，造成機油的過量燒損。

（4）活塞環磨損嚴重，或其彈力不足。由于柴油機長時間在高溫、高速及超負荷下工作，活塞環嚴重磨損使泵油現象加重，活塞環彈力不足使得活塞環與氣缸壁間的間隙過大，導致機油竄入燃燒室出現燒機油。

（5）活塞環抱死，或其開口轉到同一處。活塞環邊間隙過小，活塞環會因受熱膨脹而卡死在環槽中，使活塞環失去彈性，不起密封和刮油作用。活塞環在安裝時要求開口必須相互錯開，如果是三道氣環，則須相互錯開120°，而如果是兩道氣環，要求開口錯開180°，而且避開活塞銷孔方向。如果活塞環在安裝時錯口不符合規定，則在運動過程中就有可能出現幾道活塞環對口，從而導致活塞環只有布油的功能而刮油功能失效造成燒機油。

（6）活塞環裝反。目前活塞第二道氣環廣泛采用扭曲環或錐形環，它們在安裝時都有正反面之分，如果裝錯，則活塞環在環槽內上下竄動時會導致泵油加劇，機油泵入燃燒室造成燒機油。

（7）活塞環粘環。由于燃料和機油不完全燃燒產生的膠質和碳的顆粒沉積在環槽內，導致活塞環和環槽完全粘死，使活塞環的刮油功能失效。

（8）活塞環的“三隙”過大。活塞環的“三隙”是指端間隙、側隙及背隙，如果“三隙”過大，則不能形成有效的密封面，活塞環的泵油作用加劇，造成燒機油。

（9）氣門導管磨損嚴重且氣門導管油封損壞。氣門導管磨損，氣缸蓋上的機油通過氣門導管及氣門桿間的間隙漏入燃燒室導致燒機油。若氣門導管的油封損壞，導致氣門桿與氣門導管之間吸入過多的機油漏入燃燒室導致燒機油。

（10）機油粘度過低。機油粘度過低，在高溫、高壓下，不易形成足夠厚度的油膜，加上氣門桿與氣門導管間的間隙較大，機油很容易滲漏入燃燒室導致燒機油。

3、檢查與排除

      這幾臺柴油發電機既無藍煙（說明不燒機油），又不漏油，曲軸箱的機油哪里去了？我帶著這個問題對幾臺柴油發電機進行觀察。這幾臺柴油發電機的散熱片大多被泥土、雜草等物粘糊著，有一臺上面還蓋著麻袋，有一臺沒裝導風防護罩，有的供油時間過遲，造成柴油發電機散熱不良，機體溫度過高，使曲軸箱的機油長時間受高溫作用，一部分機油被蒸發成油蒸氣，通過氣門罩蓋上的通氣孔向外噴出。清除散熱片上的雜物，裝上導風防護罩后，柴油發電機溫度明顯下降，機油消耗量也減少了。由此可見，風冷式柴油發電機冷卻不良引起的機溫過高，也是導致機油消耗量大的一個原因。

 

圖5  柴油機機油標尺刻度查看方法

圖6  柴油機氣缸漏氣量檢測方法

 

總結：

      故障現象是一定的故障原因在一定工作條件下的表現，不同的工作條件，柴油機故障都會有不同的表現。這些表現一般都具有可聽、可嗅、可見、可摸或可測量的性質。柴油發電機故障千變萬化，很難有一個固定的故障檢查與排除方法。但是，從某種意義上講，柴油機故障也有一定的規律性，只要我們注意經驗的積累和現場用心的觀察，任何疑難故障都是可以排除的。

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