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造成柴油發電機組燒瓦和軸瓦失效現象的原因
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【摘要】柴油發電機在使用過程中，隨著使用時間的增長…柴油發電機在使用過程中，隨著使用時間的增長，其主要技術性能指標會與初始標準值產生偏離而逐漸下降.應用中，我們要掌握備用柴油發電機曲柄連桿機構常見故障與維修排除方法.
柴油發電機組是社會生產生活的重要動力源，在船舶、核電、化工、交通等多領域廣泛使用。柴油機結構復雜、激勵源多，長期受不平衡慣性力、爆燃沖擊力作用，其運動件、易損件故障頻發。當前柴油斷齒故障、曲柄連桿機構故障研究成果很多但研究方法較為傳統，缺乏對其它關聯零部件原因導致的故障進行分析的方法，因此常出現故障不能一次性徹底解決的問題。柴油機故障輕則停機維修造成企業和社會巨大經濟損失，重則引起機組失控危及人身影響企業聲譽。因此提高柴油機故障分析診治水平，發展柴油機故障在線監測診斷技術實現故障預警，降低惡性故障發生概率減小故障損失極具社會和經濟價值。本文針對柴油機實際運行中齒輪系與曲柄連桿機構故障頻發，嚴重危害機組穩定運行的問題，考慮到實際故障數據缺乏，部分故障進行故障模擬實驗難度大、風險高、成本昂貴的現狀，采用計算機建模仿真技術，結合實驗與實踐驗證的方式，開展柴油機齒輪系與曲柄連桿機構故障機理與監測研究。
（1）現象與判斷
1）燒瓦。燒瓦是指曲軸的主軸頸與主軸瓦之間或連桿軸頸與連桿軸瓦之間因缺少潤滑油潤滑而咬死。
柴油發電機工作時，如果突然在曲軸箱聽到一種“唧、唧”的響聲，好像在缺乏潤滑油的情況下用大鉆頭在材質堅硬的鋼件上鉆孔時所發出的聲音，這一般是缺油而發生燒瓦的前兆。同時出現以下三種情況時，一般可判斷柴油發電機的軸瓦已燒壞；潤滑油溫度急劇升高達90℃以上、潤滑油壓力原來正常后又突然大幅度下降、拆開機油濾清器或清洗油底殼時發現許多軸瓦合金碎末。
燒瓦常常與“所軸”同時出現。軸瓦在運轉中出現了不應有的剝離、龜裂、燒損、粘結和嚴重拉傷等現象，輕者需要更換軸瓦及連桿活塞組，重者會使柴油發電機曲軸頸嚴重拉傷，甚至還會使曲軸、機體報廢。造成柴油發電機燒瓦抱軸的原因雖然是多方面的，但歸根到底是其潤滑條件被破壞，引起摩擦性質改變成粘附磨損。
2）疲勞剝落。疲勞剝落是由于交變負荷及其作用周次超過材料本身所能承受的極限而發生的損壞現象。
出現疲勞剝落的軸瓦工作表面出現微裂紋，進而向縱深和橫向護展，裂紋相互連通時，軸瓦表面層剝落形成不規則的剝落坑。實際使用中，若瓦背墊有異物，造成局部應力集中，也是引起疲勞剝落的原因。合金脫落會導致軸頸和軸瓦配合間隙增大、潤滑油壓力下降和出現響聲（敲擊聲）。
3）劃痕。劃痕是指軸瓦表面沿圓周方向出現連續或斷續的溝線，輕微的劃痕并不影響柴油發電機正常工作，嚴重的劃痕使軸瓦承載面積顯著減少。
4）異物嵌入。所謂異物嵌入是指外來顆粒全部或部分嵌入合金層。異物混入潤滑油后，在工作負荷作用下被壓入合金層。細小顆粒全部嵌入合金層時，通常不會使軸瓦失效，但大于0.3mm的顆粒將不能被合金層全部嵌藏。
5）軸瓦穴蝕。軸瓦穴蝕是因潤滑油中形成大量細小的潤滑油蒸氣泡被擠壓破裂而產生很大的 力，沖擊軸瓦表面形成凹坑。蒸氣泡的形成是由于軸瓦承受的載荷發生波動或波動幅度增加及油中含水或夾帶空氣所致。
6）擦傷。擦傷是因瞬時缺潤滑油，油膜破裂面造成軸瓦工作表面與軸頸表面直接接觸，而導致的一種熱損壞，其特征為軸瓦和軸頸表面出現擦傷的斑痕，屬較為嚴重的粘著磨損。
(2)軸瓦失效的原因
1）油底殼內潤滑油量不足或機油油路不暢通，機油泵不能正常供油或潤滑油壓力過低，導致潤滑不良。
2）潤滑油的等級不符合要求，潤滑油變質、過臟；氣缸套防水橡皮密封圈失效，導致冷卻水滲漏到油底殼。
3）軸頸和軸瓦的間隙不符合標準。該間隙影響潤滑油膜的形成；間隙過小，則潤滑油不易進入軸頸和軸瓦的摩擦表面，無法形成潤滑油膜；間隙過大，軸頸與軸瓦間的振動和撞擊增大，導致潤滑油膜破裂。
4）柴油發電機剛起動，特別是冬季，潤滑油尚沒有進行充分潤滑時，應以很高的速度并滿負荷工作，或頻繁起動，長時間怠速運轉等。
5）柴油發電機長時間超負荷、超轉速運轉：機體溫度高，潤滑油粘度下降，不易形成正常的潤滑油膜；交變載荷及作用周次超過了軸瓦材料極限；載荷波動或波動幅度增加，使潤滑油氣泡破裂。
6）使用維護和裝配不當，軸頸表面有飛邊，以及裝配時未清洗干凈。
在排除機件本身故障的同時，還要特別注意查找、分析引起故障的原因，如軸瓦失效是由于潤滑油壓力低、缺潤滑油，還是油道有臟堵、油流不暢等原因所致，只有查找到引發故障的終原因并排除后，才能保證柴油發電機可靠工作，以免更換軸瓦后，再次發生同類故障。
發電機噪音治理-常見空氣中水氣在溫度的變化發生冷凝現象
由于空氣中水氣在溫度的變化發生冷凝現象，結成水珠掛附在油箱內壁，流入沼氣，致使沼氣含水量超標，這樣的沼氣進入發動機高壓油泵，會銹蝕精密耦合件-----柱塞，嚴重的會損壞機組，定期即有效可避免。
3、機油的保持期（二年）
3、更換空氣濾、沼氣濾、機油、機油濾、水濾、分離器濾芯等耗材；
電瓶長時間無人，電解液水分揮發后得不到及時補充，沒有配置起動電瓶充電器，電瓶長時間自然放電后電量降低，或所使用的充電器需要人工定期進行均充浮充倒換，由于疏忽未進行倒換操作致使電瓶電量達不到要求，解決此問題除了配置高品質充電器外，必要的檢測是必須的。
1、檢查調整噴油提角；
4、對所有注油嘴、潤滑部位加潤滑油；
適用于長期運行二手發電機組的保養方案：（如施工工地、經常停電的工廠、變壓器負荷不夠、項目測試、康明斯動力設備（深圳）有限公司無法拉市電的地方等，需要經常或持續運行的二手發電機組）
7、燃油、配氣系統
沼氣二手發電機組均為市電故障停電后的應急備用電源的提供者，絕大多數時間機組處于待機備用狀態，一旦停電，就要求機組“急時啟動，急時供電”否則備用機組將失去意義，如何才能達到此目的？實踐證明：加強日常保養是經濟有效的方法，因為機組長斯處于靜態，機組本身各種材料會與機油、冷卻水、沼氣、空氣等發生復雜的化學、物理變化，從而將機組“停壞”。
2、空載試機5-10分鐘，使機組得到充分的潤滑；通過聽、看、聞等方法判斷機組使用狀況；
1、機組起動電瓶故障
1、清潔空氣濾清器，必要時更換；
1、清洗活塞、活塞銷、氣缸套、活塞環、柴油發電機價格連桿軸承并檢查其磨損情況；
發動機的機油是發電機潤滑作用，而機油也有一定的保持期，長時間存放，機油的物理化學性能會發生變化，造成機組工作時潤滑狀況惡化，電梯噪音治理-威爾信機組常見；第二、水箱漏水而使康明斯動力設備（深圳）有限公司容易引發機組零件損壞，所以潤滑油要定期更換。
7、檢查發電機維修與沼氣機聯接器螺栓是否松動、滑牙，發現問題應予修換。
4、檢查噴油咀霧化情況
濾器是起到對沼氣、機油或水過濾作用的，以防雜質進入機體內，而在沼氣中油污、雜質也是不可避免的存在，所以在機組運行過程中，過濾器就起到了重要作用，但同時這些油污或雜質也就被沉積在濾網壁上而使濾器過濾能力下降，沉積過多，油將無法暢通，這樣油機帶載運行時將會因油無法供給而休克（如同人缺氧），所以正常二手發電機組在使用過程中： 、常用機組每500小時更換三濾；第二、備用機組每二年更換三濾；
4、三濾的更換周期（柴濾、機濾、空濾、水濾）
水泵、水箱及輸水管道長時間未作清洗，使水循環不暢，冷卻效果下降，水管接頭是否良好、水箱、水道是否有漏水等，如果冷卻系統有故障，導致的后果有： 、冷卻效果不好而使機組內水溫過高而停機，威爾信機組常見；第二、水箱漏水而使水箱內水位下降，機組也會無法正常工作（為防止在冬季使用發電機維修時，水管凍結， 在冷卻系統中安裝水加熱器）。
2、水進入沼氣機
2、檢查滾動主軸承內外圈有沒松動現象；
為什么對二手發電機組進行保養？
5、更換冷卻水
5、檢查氣門、氣門座、推桿和搖臂等配合磨損情況，并進行研磨調整；
3、冷卻水系統水道內的水垢、泥沙；
6、清洗渦輪增壓器轉子積炭，檢查軸承、柴油發電機組型號葉輪磨損情況，必要時應予以修換；
發電機維修由定子、轉子、端蓋.機座及軸承等部件構成，定子由機座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環、(又稱.集電環).風扇及轉軸等部件組成。由軸承及端蓋將發電機維修的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁感線的運動，從而產生電勢，通過接線端子引出，接在回中，便產生了電流。
油機的控制部分也是機組保養的重要部分，機組使用過長，線接頭松動，AVR模塊工作是否正常。
技術保養：（500-1000小時）在日常、一級保養、康明斯動力設備（深圳）有限公司二級保養的內容上增加
3、清洗油底殼；
4、氣缸燃燒室和進排氣道內的積炭；
由于潤滑油或油酯的化學特性及發電機磨損后產生的鐵屑，這些不僅降低了它的潤滑效果，還加速了零件的損傷，同時由于潤滑油對橡膠密封圈有一定的腐蝕作用，另外油封本身也隨時而老化使其密封效果下降。
發電機維修基本知識及保養注意事項
8、機組的控制部分
7、空載試機5-10分鐘，對機組各項性能參數進行記錄。
1、對二手發電機組水、電、油、氣等進行的檢查，確認機組是否正常；
發動機功率的輸出主要是燃油在缸內燃燒而燃油是通過噴油嘴噴出，這就使燃燒后的積炭沉積于噴油嘴，隨沉積量的增加噴油嘴噴油量將受到一定影響，導致噴油嘴點火提前角時間不準，發動機各缸噴油量也就不均勻，工作狀態也就不平穩，所以定期對燃油系統的清洗，過濾部件的更換其供油暢通，對配氣系統的調正使其點火均勻。
4、更換散熱水箱冷卻液、水箱寶；
二級技術保養：（250-300小時）在日常和一級保養的內容上增加
2、清洗燃油箱；
常規保養：在日常的基礎上，每半年或一年做一次保養即可
3、檢查檢查傳動的緊張程度；
一級技術保養：（50-80小時）在日常的內容上增加
5、添加蓄電池電池液或蒸餾水；
6、潤滑系統、密封件
2、更換沼氣濾清器、空氣濾清器、水濾器；
5、冷卻系統
6、保養完成后，對機組進行再一次檢查并進行清潔打掃。
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柴油發動機空載時冒黑煙的故障原因
一、故障原因：
1、空氣弗列加濾清器發生堵塞，造成柴油發電機進氣量不足；
2、柴油發電機進、排氣管道不暢通或進、排氣背壓過高；
3、燃油泄油閥或油箱通氣孔堵塞；
4、油品質量達不到要求；渦輪增壓器出故障；
5、其他故障。
二、 處理方法：
1、更換電磁閥(包括渦輪增壓器的)
檢查渦輪增壓器是否轉動正常，再檢查軸承有無污物，必要時予以修理。柴油品質不好會導致噴油嘴堵塞、磨損等，致使供油不準確，更換電磁閥能解決這個問題。
2、更換空氣弗列加濾清器
拆出空氣弗列加濾清器進行檢查，清理或更換空氣弗列加濾清器濾芯，確保進氣通暢。
這是為常見的問題，因為空氣中的灰塵及顆粒物過多使得弗列加濾清器濾芯堆積較多的塵土和污物，增加了進氣阻力，導致供氣不足。
建議空氣污染嚴重地區(尤其是空氣懸浮顆粒物較多的地區)500小時清潔一次，空氣良好的地區1000小時清潔一次。
3、更換損壞部件
檢查柴油發電機進、排氣管道，確保柴油發電機進、排氣管道保持暢通。長時間的運行會導致部件的磨損，影響供油供氣。因為此類故障出現比較分散，需要廠家檢測才能確認故障根源。
4、清洗油路
拆下管道并清洗供回油管道，如有必要應更換供、回油管道及油箱通氣管。
積炭會阻礙油路，并導致供油不暢。這是之前文章反映中出現過的問題，并有用戶反映清洗油路后冒黑煙問題大大緩解。
建議柴油品質不佳地區可以采納嘗試這個解決辦法，避免有時候被廠家忽悠。不過先試用柴油添加劑。
5、添加柴油添加劑
檢查油品質量，確保油品的質量達到要求。
加兩次就可以有效清洗油路，減少積炭。不過不需要每次都加，除非你是賣添加劑的。該解決辦法僅針對柴油品質導致油路不暢的情況，如果添加劑沒有改善冒黑煙狀況，就需要去廠家檢查了。
柴油發電機尾氣凈化器等類似的尾氣處理裝置故障及維護不在討論范圍，因為該環節只是掩蓋了冒黑煙的表象，甚至會使得用戶在不了解車況的情況下帶病上路，發生更多更嚴重的故障。
6、更換燃油弗列加濾清器
也是柴油品質導致的，柴油中灰度和水份必須先濾清才能進入氣缸，如果燃油弗列加濾清器不達標，使用時間超過規定或因質量問題發生破損等，都會造成顆粒和水份隨柴油一起進入發動機燃燒，并損壞燃油系統，特別是共軌系統，使得高壓無法建立，噴射霧化不充分，都會造成冒黑煙現象
如果排除上述故障后柴油發電機排煙煙度仍然超標，請聯系發電機廠家進行處理。
