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柴油发电机异响的故障分析
发布时间:2023-05-26 22:45:11  ▏阅读:

 

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引起康明斯柴油发电机运转异响的故障示例

 

摘要:发动机异响标志柴油发电机组某一机构的技术状态已发生变化,通过分析发动机产生异响的现象和原因,正确使用发动机产生异响的判断方法,及时、正确的诊断并排除发动机各种异响故障,从而保证柴油发电机组的技术状况,对降低故障率具有非常重要的现实意义。柴油机汽缸内异响主要由位于气缸盖上的运动部件产生,气缸盖部件可能噪音的部件有气门间隙响、气门弹簧由于断裂响、气门导杆响等。机体内部噪音主要有活塞销响、活塞敲缸、连杆敲击和主轴承响等。

 

一、曲轴主轴承响

 

1.故障现象

发动机稳定运转时声响不明显,急加载或负荷较大时,发出较沉重、有力、有节奏的“当当”声,严重时机体振抖。

2.故障原因

(1)因主轴颈磨损失圆造成的主轴承配合间隙过大或配合不良。

(2)润滑不良。

(3)主轴承盖螺栓松动,轴承合金脱落、烧损、轴承破裂等。

(4)曲轴弯曲。

3.故障诊断

(1)改变发动机转速,转速增高,响声增大,中速向高速过渡时响声明显,急加载异响明显。

(2)负荷增大(如爬坡、载重时),响声加大,负荷变化时响声较明显。

(3)发动机温度变化时,异响变化不明显。

(4)单缸断火时,响声不变(末道主轴承响,响声减弱),相邻两缸均断火时,响声明显减弱。

(5)发动机跳火1次,发响2次,即每工作循环响2次。

(6)润滑不良时,响声加重,一般有明显的油压降低现象。

(7)反复抖动节气门,从加机油口(或曲轴箱通风管口)处听诊,可听到明显的沉重有力的金属敲击声。或用听诊器触在油底壳或曲轴箱与曲轴轴线齐平的位置上听诊,响声最强的部位即为发出异响的主轴承。

(8)伴随现象。主轴承异响往往会伴随有油压降低现象,严重时发动机振抖,尤其是在高速或大负荷时。

 

二、连杆轴承响

 

1.故障现象

      发动机怠速运转时无异响或响声较小,急加载时有较重且短促的“当当当”明显连续的敲击声(如图1所示)。这是连杆轴承响的主要特征,严重时怠速也能听到明显响声。连杆轴承响比主轴承响清脆、缓和、短促。

2.故障原因

(1)连杆轴承或轴颈磨损,使配合间隙过大或配合不良。

(2)油压过低,或机油变质,或连杆轴油道堵塞,致使润滑不良。

(3)连杆轴承盖螺栓松动或折断。

(4)连杆轴承尺寸不符,引起转动或断裂。

(5)连杆轴承减摩合金脱落或烧毁。

3.故障诊断

(1)改变发动机转速,怠速时声响较小,中速时较为明显,稍稍加大节气门有连续的敲击声,急加载时敲击声随之增加,高速时因其它杂音干扰而不明显。

(2)负荷增大,响声加剧。

(3)发动机温度变化时,响声通常不变,但有时也受润滑油温度的影响。

(4)单缸断火,响声明显减弱或消失,但复火时又能立即出现,即响声上缸。但当连杆轴承松旷过甚时,单缸断火声响无明显变化。

(5)点火1次,发响2次,即每工作循环响2次。

(6)连杆轴承响声在油底壳侧面较大。如用听诊器触在机体上听诊(如图2所示),响声不十分清晰,但在加机油口处或曲轴箱通风管口处直接察听,可清楚听到连杆轴承敲击声。

(7)伴随现象。连杆轴承响伴随有油压明显降低现象,严重时机体振抖,这有别于活塞销响、活塞敲缸。可用手将螺丝刀或听诊器抵住缸体下部或油底壳处,当触试相应的故障缸位时有明显振动感。

 

连杆轴承异常声音状态.png

图1  连杆轴承异常声音状态

柴油机异响故障听诊方法.png

图2  柴油机异响故障听诊方法

 

 

三、活塞敲缸

 

      活塞上下运动时在气缸内摆动或窜动,其头部或裙部与气缸壁、缸盖碰撞发出的响声。通常专指活塞与气缸壁间隙较大,活塞上下运动时撞击气缸壁发出的响声。

1.故障现象

      发动机怠速或低速运转时,在气缸的上部发出清晰而明显的、有节奏的“达达达”的连续不断的金属敲击声,严重时响声变沉重,即为“当当当”声响,状态如图3所示。

2.故障原因

(1)活塞与气缸壁配合间隙过大,如图4所示。

(2)活塞裙部腐蚀,或气缸磨损过大。

(3)油压过低,气缸壁润滑不良。

3.故障诊断

(1)怠速或低速时比较清晰,中速以上运转时,异响减弱或消失。

(2)负荷加大,响声加大。

(3)一般冷机时响声明显,热机后响声减弱或消失,即冷敲缸;严重时冷热均敲缸,并伴有振抖。

(4)将发动机置于异响明显的转速下,进行单缸断火试验,响声明显减弱或消失。

(5)曲轴转1圈,发响1次,且有节奏性,转速提高响声加快。

(6)润滑不良响声加重。

(7)将听诊器或听诊杆触在机体上部两侧进行听诊。若响声较强并稍有振动,再结合断火试验,即可确定出异响气缸。

(8)伴随现象。排气管排蓝烟、缸压降低等。以手将螺丝刀或听诊器抵紧气缸侧部触试,有明显振动感。

(9)其它敲缸特例。

 

活塞敲缸的声音状态.png

图3  活塞敲缸的声音状态

活塞敲缸异响示意图.png

图4  活塞敲缸异响示意图

 

 

四、活塞销响

 

1.故障现象

      在怠速、低速和从怠速向低速抖动油门时,发出响亮、尖脆而有节奏的“嘎嘎嘎”金属敲击声,类似两个钢球相碰的声音,呈上下双响。略将点火时间提前,声响加剧,在同样转速下比活塞敲缸响连续而尖锐。

2.故障原因

(1)活塞销与销孔、连杆衬套磨损严重,配合间隙过大,如图5所示。

(2)卡环松旷、脱落。

(3)润滑不良等。

(4)活塞销断裂。

3.故障诊断

(1)转速变化时,响声也随之周期性变化,加载时声响更大,在发动机转速稍高于怠速时比较明显,比轴承响清脆。抖动节气门,从怠速向低速加载时,响声能随转速的变化而变化,且在转速升高的瞬间,发出清脆、连续而有节奏的响声。

(2)温度上升,响声没有减弱,甚至更明显。有时冷机时响声小,热机时响声大。

(3)单缸断火时,响声减弱或消失。复火时响声会明显出现1响或连续2响。严重时,在响声较大的转速下进行断火试验时(步骤如图6所示),往往响声不消失且变得杂乱。

(4)用螺丝刀或听诊器抵触在发动机上侧部或气缸盖上察听,同时变换转速,在气缸壁上部听诊比在下部明显。

(5)根据不同症状具体诊断:

① 若转速越高,响声越大,单缸断火时响声反而杂乱则故障为活塞销与衬套间隙过大。

② 怠速运转时,响声为有节奏而较沉重的响声,提高转速声响不减,同时伴有机体轻微抖动,断火试验响声加重,则说明活塞销自由窜动。

③ 若急加载时,声响尖锐而清晰,断火试验响声减轻或消失,则很可能是活塞销折断。

 

活塞销配合间隙过大的异响.png

图5  活塞销配合间隙过大的异响

发动机断火试验步骤图.png

图6  发动机断火试验步骤图

 

 

五、气门脚响

 

      对于柴油机配气机构异常响声能在发动机运转时,在发动机的顶部能比较清晰的听到。特别是在发动机怠速运转时能比较清晰听到,并且声音的频率随发动机转速的上升而上升。由于气门室盖的作用,可能使配气机构的噪音产生变音。

1.故障现象

怠速时,在气门室处发出连续不断的有节奏的“嗒嗒嗒”声,响声清脆有节奏,易区分。若有多只气门脚响,则声音杂乱,且断火试验响声无变化。

2.故障原因

(1)气门脚润滑不良,或因磨损、调整不当造成气门间隙过大,气门间隙位置如图7所示。

(2)气门间隙处两接触面不平。

(3)气门杆与气门导管配合间隙过大,检查方法如图8所示。

(4)摇臂轴配合松旷。

3.故障诊断

(1)转速增高响声增大,节奏加快。怠速、低速时响声明显,中速以上变得模糊杂乱。

(2)负荷、温度、缸位对气门脚无影响,断火试验异响无变化。

(3)怠速下在气门室或气门罩处听诊异响非常明显,气门脚响清脆有节奏,在发动机周围就能听到较为清晰的响声。

(4)将气门室盖拆下,在怠速时用适当厚度的厚薄规插入气门间隙处,若响声消失或减弱即可确诊为该气门间隙过大。

(5)插入厚薄规后,气门没有间隙,若响声不变,可用螺丝刀撬动气门杆,若响声消除,说明气门杆与导管磨损过甚。

 

柴油发电机配气机构异响的原因.png

图7  柴油机气门间隙位置图

气门杆与气门导管配合间隙检查示意图.jpg

图8  气门杆与气门导管配合间隙检查示意图

 


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