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故障檢修與技術維護 |
柴油發電機活塞、曲軸、連桿、氣門、風扇異常響聲 |
摘要：柴油發電機異響的診斷更難以掌握，這是由柴油發電機的結構特點和工作特性所決定的，如壓縮比高，熱負荷大，工作比較粗暴、噪音大，斷油不能瞬間完成等，甚至有的柴油發電機加機油口處的位置使人不易接近，給異響的診斷也帶來了不便。不過，柴油發電機的異常聲響也有其特定的規律，只要反復分析比較，看現象抓實質，是可以找出其規律性的。康明斯發電機組常見的異響有以下幾種：
一、活塞敲缸的原因與排除措施
活塞敲缸會導致柴油發電機燃料消耗過高，竄機油，機油耗量過多，經濟性變差。當活塞敲缸嚴重時，還會打碎活塞，甚至損壞連桿和缸體。
活塞敲缸異響發生的部位在柴油發電機氣缸的上部，一般發生在活塞做功沖程開始的瞬間。活塞在氣缸內擺動或竄動，其頭部或裙部與缸蓋或缸壁相碰撞 產生異響，其特點是：柴油發電機在怠速運轉時，響聲類似小錘敲擊，是有節奏的“當當”聲，明顯而清晰。敲擊聲隨柴油發電機溫度的變化而變化，低溫條件下聲音比較明顯；溫度升高后，響聲減弱或消失。當突然加大油門時，就發出“嘎嘎”連續的金屬敲擊聲。如果多缸有敲擊，由怠速提高到高速時，聲響嘈雜無序。
1、原因
① 活塞與氣缸壁配合間隙過大。
② 氣缸體及環的質量較差。加之潤滑不良，柴油發電機運行一段時間后，缸體與活塞的磨損嚴重，使活塞和缸體的間隙增大，同時在缸體對應第一道氣環略上處出現較嚴重的臺階，使活塞敲擊缸體發出異響聲。
③ 活塞裙部與氣缸磨損嚴重，造成失圓而敲缸。
④ 連桿彎曲或扭轉變形，使活塞在氣缸內偏斜不正，造成不正常磨損，使活塞敲擊。
⑤ 活塞銷與連桿襯套配合過緊。
⑥ 活塞變形。
⑦ 潤滑不良。
2、 診斷與處理方法
① 打開加機油口蓋，將柴油發電機轉速調整在異響聲最明顯清晰的范圍內，觀察加機油口處是否冒煙，排氣管是否冒藍煙；用起子抵觸在不設氣門推桿一側的缸體上部，如果觸處活塞敲擊，則可感到類似小錘敲水泥地一樣的震動感。
② 再逐缸斷油，若斷到某個缸時，聲音明顯減小或者消失，而當恢復供油時又能聽到敲擊聲，說明是該缸配缸間隙過大而出現的活塞敲擊，應及時修理。
③ 如發現可疑缸活塞敲擊，可將該缸噴油器卸下來，向氣缸內加入少量機油，轉動幾圈曲軸，再裝回噴油器后起動柴油發電機，若敲擊聲消失或減弱，運轉一會兒敲擊聲再度出現，則可確認是該缸有敲缸。
④ 若敲缸聲僅發生在冷車運行時，柴油發電機溫度正常后聲音消失，可以暫不維修，繼續使用，等適當時機再行修理。
⑤ 若柴油發電機低溫時響聲清晰，當溫度升高后，怠速運轉有“嘎嘎”聲，并伴有機體抖振，而且溫度越高，響聲越大，則說明活塞變形或潤滑不良，應及時修理。
⑥ 因潤滑不良而出現的敲缸，還應找出潤滑故障原因予以檢修。
⑦ 拆下氣缸蓋，抽出活塞檢查時，如發現氣缸嚴重失圓、拉傷、連桿變形等應進行換件修理。
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活塞測量方法 |
二、活塞環異響的原因與排除措施
活塞環的敲擊聲是鈍啞的“啪啪”聲。聲響的變化特點是隨轉速升高而隨之增大，并且變成較雜亂的聲音。
1、原因
① 活塞環斷裂。
② 活塞環槽積炭過多或環的端隙過小。當溫度升高后沒有膨脹余地，使活塞環卡死在氣缸內或環槽內。
③ 氣缸磨損后，在氣缸口上形成凸肩，若修理不規范，活塞上移使活塞環與凸肩相碰，出現異常聲音。
④ 活塞環與環槽磨損過甚，側隙、背隙和端隙過大。
2、診斷與處理方法
① 柴油發電機運行時，打開加機油機口蓋觀察冒煙情況，再逐缸斷油，若發現冒煙減輕或消失，聲響也消失者，則說明是活塞環槽磨損過甚，或活塞環斷裂，應及時維修。
② 若斷油試驗聲響沒有變化，而用起子抵觸缸蓋部位，感覺有明顯的振動，則是活塞環碰撞氣缸磨損出的凸肩而發出的響聲。對此應重新修整氣缸，以免活塞環出現斷裂。
③ 在熱車檢查時，可從噴油器安裝口處注入少量機油，轉動曲軸，再裝回噴油器試機，若短時間內聲響減弱或消失，則是活塞環與氣缸壁密封不良。若注入機油后，仍從加機油口處冒煙或更甚，則可確診為活塞環對口或活塞環卡在環槽內失去彈性，對此應進行維護，徹底清除積炭。
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活塞環側隙檢測 |
活塞環開口間隙測量 |
三、活塞銷異響的原因與排除措施
柴油發電機在同樣轉速下，活塞銷的響聲比活塞敲缸的聲音要尖銳清脆連續，且怠速和溫度升高后聲響混濁不清。
1、原因
① 活塞銷與銷座孔配合松曠。
② 活塞銷與連桿襯套磨損，使間隙過大。
③ 機油壓力過低，機油飛濺不足，潤滑不良引起活塞銷嚴重燒蝕。
④ 活塞銷卡環脫落，使活塞銷自由竄動。
2、診斷與處理方法
① 柴油發電機由怠速運轉升到中速時，抖動油門，聲響隨之變化，并且每轟一次油門都能聽到明顯而清脆的連續響聲，則可以認為是活塞銷響。
② 在較高轉速下發出的響聲比較嚴重，轉速越高響聲也越大；在響聲最大的轉速下進行斷油試驗，倘若響聲不僅未減弱，反而變得雜亂，說明是活塞銷與襯套配合間隙大。當活塞銷響聲較明顯時，必須進行修理，以免打碎活塞，甚至損壞氣缸套、缸蓋或缸體。
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活塞銷孔間隙 |
四、連桿軸承異響的原因與排除措施
連桿軸承響的特點是當轉速和負荷增大時，響聲也增大，當突然加載時，連續發出的“當當”的響聲尤為明顯，但響聲不隨溫度變化。
1、原因
① 連桿軸承與軸頸磨損嚴重，或軸承蓋螺栓松動，破壞了原來的配合間隙，柴油發電機在作功時受到強大的壓力而產生響聲。
② 柴油發電機超負荷工作時間過長，軸承的工作溫度過高而燒蝕合金。
③ 連桿軸承與軸頸的配合間隙過小，機油難以進入摩擦表面，或機油不易形成油膜，造成軸頸與軸承干摩擦或半干摩擦而燒毀軸承。
④ 連桿軸頸失圓。
2、診斷與處理方法
① 首先查看機油壓力表，若壓力過低，而且伴隨有“當當……”聲，則應進一步檢查。
② 將加機油口蓋打開，有聽診器的，可將聽診器插入加機油口內，可聽到敲擊聲，嚴重時，在柴油發電機附近便可聽清。當油門突然加大時，響聲更為突出。
③ 將柴油發電機轉速稍提高，避開怠速工作時的粗暴區，逐缸斷油細聽，若斷油后聲音減輕，再迅速供油的瞬間又發出“當”的聲響，則說明該缸連桿軸承響。
④ 在康明斯發電機組運行途中，若連桿軸承響聲不是很明顯，且斷油后聲響消失，又無較大的運行坡度時，可先對有響聲的氣缸斷油，待運行到修理點后再進行修理。在此期間應特別注意：運行時，油門應保持中小負荷，不能過大，以免對其它缸構成威脅。
⑤ 當軸承響聲明顯時，應就地維修，不可勉強運行，避免造成更大損壞。
五、曲軸軸承異響的原因與排除措施
曲軸軸承的響聲較連桿軸承的響聲沉重而有力。主要表現為突然加載時發出沉悶的“鏜鏜”聲，嚴重時還伴有機體振動，其聲響部位一般發生在缸體的下部，并隨轉速、負荷的增大（如康明斯發電機組爬坡或滿載）而增大。
1、原因
① 曲軸軸承與軸頸磨損嚴重，或軸承蓋螺栓擰緊力矩不足、松曠，造成徑向間隙過大，使曲軸上下跳動而發出撞擊聲。
② 曲軸軸承在裝配時間隙過小，使摩擦表面產生過熱而燒毀軸承合金，甚至抱死。
③ 機油的供給不足或質量過差，使潤滑油膜難以形成，造成摩擦表面出現半干或干摩擦。
2、 診斷與處理方法
① 曲軸軸承響是極為嚴重的故障之一，發現主軸承響聲后應立即停機檢修，以防出現重大事故。
② 曲軸軸承響的診斷與連桿軸承響的診斷方法類似，但斷油檢查時，必須斷掉相鄰兩缸的供油，以確診為第幾道曲軸軸承的響聲。
六、拉缸響原因與排除措施
柴油發電機拉缸是指在氣缸壁上沿活塞移動方向出現溝紋的現象，它能產生漏氣和敲擊聲，使動力性、經濟性變差，嚴重時使活塞卡死在缸內，柴油發電機不能正常工作。氣缸被活塞拉傷會使機油竄入燃燒室，積炭過多，燃油漏至油底殼沖淡機油，有時候可從加機油口處觀察到有燃油味的油煙和喘氣現象。
1、原因
① 使用不規范。
新車走合期未按規定操作，甚至使柴油發電機超負荷工作，溫度過高，破壞了氣缸上的潤滑油膜，引起活塞環與氣缸壁間熔結拉傷，嚴重時，使活塞膨脹過大，與缸壁咬住位傷。
② 保養不規范。
未及時清除活塞環上的積炭，使環卡在環槽內失去彈性。
③ 刮除積炭時，未清除干凈，使極硬的積炭顆粒落入缸隙，形成磨料拉傷。
④ 維修后裝配時，活塞與氣缸壁間隙過小，活塞環端隙過小。
⑤ 活塞環斷裂出現刃角，活塞銷卡簧脫落，使活塞銷竄出拉傷氣缸。
⑥ 機油冷卻噴嘴故障，造成散熱和潤滑不良。
⑦ 冷起動或低溫下猛轟油門，燃油霧化不良，過多燃油進入氣缸沖洗缸壁上的油膜拉缸。
⑧ 連桿變形使活塞在缸內歪斜。
2、診斷與處理方法
① 柴油發電機運轉中，若出現類似敲缸的聲音，且響聲不隨柴油發電機的溫度升高而減弱，即可初步斷定為拉缸響。
② 拆卸氣缸蓋，檢查缸壁的拉傷情況，一般可分為初期、中期和后期三個階段：
（1） 初期
拉缸的柴油發電機響聲不很清晰，但有機油竄入燃燒室，使積炭增多。此外，壓縮時燃氣漏到曲軸箱，使機油變質，且在加大油門或斷續加載時，從加機油口處及曲軸箱通風管處有油煙竄出。
對于初期拉缸，應抽出活塞連桿組檢查、清洗，并換機油和機油濾芯，清洗油底殼。裝復后試車、走合，并使用一段時間后，氣缸的密封性會有所改善，但動力性有可能稍差。
（2）中期
拉缸的柴油發電機漏氣嚴重，類似敲缸的異響聲較為清楚，打開加機油口蓋，大量油煙有節奏的冒出，排氣管排濃藍煙，同時怠速不良。當用斷油法檢查時，異響聲減弱。若中期拉缸發生于多缸，用斷油法檢查時，異響聲雖能減弱，但不能消失。
對于中期拉缸，若氣缸壁的拉痕不深，可用油石磨光，換上同型號、質量的活塞和同規格的活塞環，即可繼續使用，異響聲也會大大減小。
（3）后期
拉缸有明顯的敲缸和竄氣聲，動力也明顯下降。隨油門加大響聲也隨之加重，聲音雜亂，柴油發電機出現抖動。嚴重時會打碎活塞或損壞缸體。對于這種狀況必須更換氣缸套、活塞和活塞環。
七、著火敲擊聲原因與排除措施
柴油發電機的著火敲擊是由于著火滯后期過長，壓力升高率過大，致使柴油發電機工作粗暴而形成的。其特征是在急加載時發出尖銳、清脆而連續的、類似金屬的敲擊聲。在怠速或小負荷工作時較明顯，同時伴有機體振動。在大負荷高轉速時響聲相對較弱，運轉也相對平穩。
1、原因
① 噴油提前角過大。
② 柴油的標號不符合標準，十六烷值太低。
③ 噴油量過大或供油間隔角不均。
④ 噴油器的霧化質量過差。
⑤ 柴油發電機溫度過低。
2、診斷與處理方法
① 采用康明斯發電機組實載的方法先初步診斷。
② 若推遲噴油時間，響聲不變，說明供油正時準確，可更換柴油后再進行路試，如果響聲消失，則說明是柴油品質低劣引起的。
③ 采用半斷油試驗，即擰松噴油器高壓油管接頭，使部分油噴在外面，以減少向缸內的供油量。如果響聲和排煙消失，則說明是該缸供油量過大所致。
④ 如果采用半斷油試驗，聲響只減弱而不消失，必須完全斷油后響聲才消失，則說明是該缸供油時間過早或噴油器霧化質量過差引起的著火敲擊聲響。應注意檢查噴油器的噴霧情況。
⑤ 因個別缸供油量過大引起的著火敲擊聲，亦可采取冷起動后，用手摸對應缸的排氣歧管的方法判斷；對于大負荷有敲擊聲的，用手摸噴油器下部及其附近的氣缸蓋，如感覺被摸缸的溫度比其他缸熱，則說明是該缸供油量過大。也可用手握高壓油管，感覺脈動較大的則是該缸供油量過大。
⑥ 個別缸供油量過大或供油時間過早，應拆下噴油泵在試驗臺上調試該缸供油量和供油間隔角，并對其他各缸的供油量和供油間隔角進行檢查。
八、氣門腳響原因與排除措施
氣門腳響的現象是柴油發電機在低轉速時，上部發出有節奏的清晰均勻的“嗒嗒”聲，且轉速升高，聲響也隨之增大。另外，該響聲并不隨溫度的變化和單缸斷油而變化。
1、原因
① 氣門腳間隙調整不當或調整螺釘鎖緊螺帽松動。
② 氣門間隙調整螺釘或搖臂磨損。
③ 凸輪磨損量過大，工作時使挺桿產生跳動。
④ 氣門推桿變形。
2、診斷與處理方法
① 氣門腳響聲不隨溫度的變化而變化，但隨轉速的高低而改變響聲頻率。在氣門室罩蓋處和怠速時聲音清晰。
② 單缸斷油試驗也不會影響其響聲變化。
③ 為了避開低速下著火敲擊聲的干擾，可采用提高轉速后迅速收油門，趁柴油發電機降速時聽的方法診斷。
④ 打開氣門室罩蓋，用手捏住氣門搖臂感覺振動相對較大的，即為該氣門腳響。
⑤ 用塞尺插入間隙處，聲響消失時為該氣門腳響。
⑥ 用手壓住氣門搖臂隨其上下移動，若聲響減弱或消失，則說明氣門桿與導管或搖臂與搖臂軸間隙過大。
⑦ 若已查明是氣門間隙過大引起的響聲，應調整間隙。
⑧ 若調整后仍有響聲，應檢查凸輪的磨損（即測量凸輪的頂高）和推桿有無變形。如有磨損或變形應予以更換。
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氣門檢測示意圖 |
九、氣門彈簧響原因與排除措施
氣門彈簧響表現在柴油發電機怠速時，可清楚的在氣門罩蓋處聽到“喀噠喀噠”的響聲，且有時帶有嗡聲，嚴重時康明斯發電機組的加載性能下降，并伴有起動困難和個別缸工作不良的現象。
1、原因
① 氣門彈簧質量差，彈力過弱或歪斜。
② 氣門彈簧斷裂。
2、 診斷與處理方法
① 氣門彈簧響主要是由于彈簧斷裂引起的，它的聲音沒有氣門腳響的余音干凈。氣門彈簧是否斷裂，拆開氣門室罩蓋就可以看出。
② 在響聲不很明顯的情況下，可抖動油門，當柴油發電機改變轉速時，氣門彈簧會發出明顯的無節奏的異響。
③ 在靜態下，可用旋具撬動彈簧檢查，也可用旋具滑動敲擊彈簧，若聲音不同于其他彈簧，有沙啞聲，則說明該彈簧有裂紋或折斷，應及時更換。
④ 若在途中同時有幾根彈簧折斷，影響運行，可就地停機，拆下斷彈簧后，將兩端平面相對，再按原方式裝在氣門桿部，暫可以工作，但到維修點后必須更換。
十、氣門挺桿異響原因與排除措施
氣門挺桿響的特征是柴油發電機怠速運轉時，聽到類似氣門間隙過大產生的“嗒嗒”聲，響聲清脆而有節奏，當溫度變化或進行單缸斷油試驗時，響聲并不變化，但中速以上可減弱或消失。
1、原因
① 氣門推桿彎曲變形。
② 挺桿與挺桿孔磨損嚴重，產生失圓和間隙大。
2、診斷與處理方法
① 檢查時，拆下氣門室罩蓋，用手按住靠近缸蓋邊的推桿側并朝凸輪軸旋轉方向給以適當的側向力，使其上下移動工作時減少擺動。再仔細聽，聲音減小或消失者為該挺桿響。
② 發現挺桿響，先檢查推桿是否變形，若有變形應予以矯正或更換。更換新件時，必須注意質量檢查。
當推桿完好時，再檢查挺桿與挺桿孔的圓度、圓柱度或配合間隙是否過大。應及時予以修復，并且對潤滑油路進行檢查、保養。
十一、凸輪軸響原因與排除措施
凸輪軸的敲擊聲發悶 而有節奏，在發響的同時， 凸輪軸軸肩附近有振動感。
1、原因
① 各座孔不同心。
② 凸輪軸彎曲或變形。
③ 軸孔與凸輪軸配合間隙過大。
④ 凸輪軸軸向跳動。
2、診斷與處理方法
① 用聽診器或旋具抵觸在氣缸體凸輪軸附近聽診，若有振動響聲，則可確診為該軸承發響。
② 聲響規律一般是怠速、中速時較清晰，高速時聲音雜亂或減弱。
③ 若凸輪軸竄動，則應進行軸向間隙調整。
④ 凸輪軸變形或軸承間隙過大應進行修理。
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凸輪軸徑向跳動檢測 |
凸輪軸配合間隙測量 |
十二、風扇葉異響的原因與排除措施
柴油發電機在工作時，隨著風扇葉長時間使用，有時會突然發出“嘩啦嘩啦”嘈雜的響聲，尤其是隨著柴油發電機轉速的上升，噪音也相應增大，這類現象稱為風扇葉片異響。
1、原因
① 由于風扇葉片的振動，葉片與風扇葉輪轂的鉚釘松動。
② 風扇緊固螺釘松動。
③ 風扇葉片根部產生了裂紋，改變了葉片的傾斜角度。
④ 風扇葉片斷裂。
2、診斷與處理方法
① 在康明斯發電機組運行過程中，若突然聽到異響，則應立即熄火，再停機檢查，以避免因風扇葉片斷裂而打壞散熱器。
② 用起動機帶動風扇低速旋轉，查看有無運轉不均或前后擺動現象，如有此現象可進一步確診。
③ 停止柴油發電機轉動，用手前后扳動風扇葉片有松曠感，說明風扇皮帶輪緊固螺栓松動，或緊固風扇的螺釘松動，應及時焊接或更換。
④ 當發現風扇葉片根部有裂紋時，應及時焊接或更換
⑤ 發生風扇葉片斷裂，但無法修理時，可拆下風扇，將其對稱的葉片剪去，安裝后繼續運行。值得注意的是：當葉片被剪后使用時，由于風扇排風量減小，柴油發電機轉速不可過高，以防柴油發電機水溫過高。
十三、風扇皮帶打滑響原因與排除措施
柴油發電機運轉中，偶爾發出聲響頻率較高、尖銳而持續不斷的“吱——”的聲音，急加油時，響聲更為突出，這是皮帶輪打滑所致。
1、原因
① 風扇或氣泵的皮帶張緊度不足。
② 皮帶經長期使用被拉長未及時更換。
2、診斷與處理方法
① 若在康明斯發電機組運行中有“吱——”的響聲，隨轉速突變而變化，則可認為是皮帶打滑。
② 停機熄火，用手指按壓皮帶，下沉量超過15mm者，為皮帶過松，應進行調整。
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風扇皮帶張緊度調整 |
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