故障檢修與技術維護

康明斯柴油發電機振動過大的原因

 

一、故障現象

 

柴油發電機工作中，由于其爆發力和慣性力的作用，產生一定的振動是正常的。在工況、一定時，其振動有一定大小和規律的。按國家標準測試和評級，康明斯系列柴油發電機的振動是屬于B級以上（良好級）的，如發生振動異常，往往有以下現象∶

① 柴油發電機各部位振動加劇。特別是高壓油管、中冷器、調速器等部件，用肉眼能看出振動。用手觸摸有麻木感覺。

② 伴隨著振動的異常，往往還伴有異聲出現。

 

康明斯發動機振動過大示意圖

 

二、后果危害

 

產生振動有以下危害∶

（1）使柴油發電機本自因振動加劇，振動應力過大，可靠性和壽命下降，嚴重者引起零部件損壞造成人身安全事故。

（2） 使與之相連工作機械因振動過大造成損壞。

（3）柴油發電機過大的振動，影響周圍設備儀器的精度和壽命，還造成機房的地基共振，就是對周圍的人員，也產生不利于身心健康的影響。

 

三、原因分析

 

柴油發電機工作中，各缸燃燒爆發力、運動零件的慣性力，各零件之間的沖擊力、摩擦力是引起柴油發電機振動的振源。由于柴油發電機結構復雜發火次序不同。所以振源也很復雜，振動是難免的。但當發生以下情況時，便會使這種振動加劇。

① 各缸供油角不均勻，或供油量不均勻、壓縮比不均勻，會造成各缸爆發力和作功大小不均，則產生附加力，使柴油發電機振動加劇。

② 柴油發電機活塞及連桿運動中除產生往復慣性力外，還有離心慣性力，各缸的這些力不同，就會造成柴油發電機工作不平衡，使振動加劇。所以在裝配中，對活塞.連桿組有嚴格的質量要求。對康明斯柴油發電機，同一臺柴油發電機各缸的質量差不得大于100g，當超過時，將導致各缸慣性力不均，使振動加劇。

③ 一根平衡良好的曲軸（對康明斯柴油發電機不平衡度誤差<150g）在高速運轉中，其離心力是平衡的。如各曲拐和平衡塊重量上的誤差將導致曲軸不平衡，因面引起柴油發電機振動加劇。

④ 同樣道理，飛輪和連接器本身也必須進行良好的平衡，才會不產生因附加不平衡離心力引起的振動加劇。對康明斯 系列柴油發電機，當連接器的金屬橡膠座重量誤差太大（大于10g），則會因為不平衡離心力造成柴油發電機振動加劇。

⑤ 飛輪連接細釘松動.，飛輪在旋轉中產生擺動，也將造成離心力不平衡，引起振動加劇，對 Z8V康明斯和 Z6V康明斯柴油發電機，為了平衡不平衡慣性力和慣性力矩，在機體上裝有倆根平衡軸。當平衡軸齒輪位置裝錯，則使平衡軸產生的慣性力不但起不到平衡的作用，反而使不平衡力和力矩更大，引起柴油發電機振動加劇。

⑥ 柴油機的增壓器轉動速度很高，其每分鐘超過30000r/min。轉子稍有不平衡，將會產生大的不平衡力，使增壓器產生很大的振動，這種振動會導致柴油發電機振動加劇。所以當轉子平衡性不好，或葉輪損壞，均破壞原來的動平衡要求，（對康明斯 系列柴油發電機的增壓器，動平衡驗證時重心偏移超過 2mm）。會造成柴油發電機振動加劇。

 

增壓器工作動態圖

 

⑦ 柴油發電機軸承間隙過大，或柴油發電機曲軸彎曲時，造成曲軸運轉中沖擊軸承力加大，從而引起柴油發電機振動加劇。

⑧ 曲軸的減振器是起消減曲軸扭轉振動的。當減振器失效時，不僅起不到減振作用，還會因減振器慣性體運轉不平衡，產生附加離心力，使柴油發電機振動加劇。

⑨ 柴油發電機和工作機械的對中有嚴格要求。無論是端面間隙還是徑向間隙都有一定的數值要求。當對中不好，便會造成柴油發電機因兩種機械受力中心不統一面出現振動加劇，這是柴油發電機振動過大的常見原因。同樣道理，柴油發電機曲軸和風扇安裝對中不好，也引起柴油發電機振動加劇）。

⑩ 柴油發電機和底座固定釘松動或底座剛性不足或基礎薄弱，承受柴油發電機沖擊立的能力不足并發生變形，加劇了柴油發電機振動。

 

四、排除措施

 

對柴油發電機振動異常，平常采用手觸法或千分表測量法。然后憑經驗進行判斷。比較科學的方法是用聲振儀測試分析法，對振動部位和振動性質予以判斷。針對診斷的原因有的放矢的予以排除。

① 對于安裝和基礎原因造成的振動異常，應當對柴油發電機重新進行對中、安裝、緊固，使其符合要求。

② 對于燃油、燃燒不平衡造成振動異常，應當對燃油、燃燒系統重新進行調整，使供油角、壓縮比、供油量等各缸一致。

③ 對由曲柄連桿機構各運動件重量不一致和平衡不好，導致的振動異常，應當重新進行配重和平衡試驗，使其符合要求。

④ 對軸承間隙太大或曲軸變形造成的振動異常，應對軸承和曲軸進行修復或更換。

⑤ 對平衡軸齒輪位置裝錯造成的振動異常，應當重新按記號裝配。

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