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新买或大修后柴油机的磨合试验及注意事项 |
摘要：新装柴油发电机组或大修后的机器，由于零件是新的或是经过修理加工继续使用的，零件表面是不光滑的。如果把这些零件装合后，立即在高温、高压、高速和满负荷条件下工作，则动配合部分将迅速发生磨料磨损，从而使柴油发电机的使用寿命缩短。因此，柴油发电机装配后必须进行磨合试验。通过磨合，以消除零件机械加工时所形成的粗糙表面，降低磨损零件表面单位压力，使相配合的零件表面能更好地接触；同时，由于零件表面的局部磨损，也消除了零件在机械加工时所产生的几何偏差。
一、制定磨合规范的指导意见
1、确定磨合规范的初始转速及转速间隔
（1）拖动磨合
① 初始转速：500r/min；
② 额定转速：1500r/min；
③ 转速间隔：100-200r/min；
④ 工况时间：15-20min。
（2）热车磨合
初始转速1000-1500r/min转速范围初始转速到额定转速转速间隔200-400r/min
2、确定负荷的性质及大小
微观几何形状的磨合应为拖动磨合、热车空负荷及中小负荷的磨合；宏观几何形状的磨合应为中大负荷及至全负荷的磨合。
3、确定工況磨合时间
微观几何形状的磨合，在某一工况下只需几分钟最多20分钟左右即可磨合稳定；宏观几何形状的磨合，在某一工况下运转时间不应小于半小时，一般在1小时以上。
4、性能试验磨合规范的制定
（1）拖动磨合
● 初始转速：500r/min；
● 转速范围：1500r/min；
● 转速间隔：100-200r/min；
● 工况时间：15-20min；
● 循环总时：1-2h。
（2）热车磨合(循环法)
● 初始转速：1000-1500r/min；
● 转速范围：1000r/min到额定转速；
● 转速间隔：100-200r/min；
● 工况时间：30-60min；
● 循环总时：20-40h。
每一循环的内容为：
○ 第一循环——25%负荷，从1000r/min至额定转速，每工况30min;
○ 第二循环——50%负荷，从1000r/min至额定转速，每工况30min;
○ 第三循环——75%负荷，从1000r/min至额定转速，50%额定转速以下每工况30min，50%额定转速以下每工况60min，4000r/min以上可适当减为30min;
○ 第四循环——100%负荷，从1000r/min至额定转速，每工况1h， 4000r/min以上可适当减为30min。
注意在高负荷长时间运转后，应在低转速小负荷运转一定时间，这里指每循环结束后均应有低转速小负荷工况，特别是第三循环、第四循环。
二、冷磨合
1、冷磨合的概念
所谓冷磨合，是指柴油发电机在试验台上由电动机或其他动力来带动曲轴进行运转，达到对曲轴连杆机构、配气机构和其他动配合零件磨合的目的。磨合试验台外形结构如图1、图2所示。
2、冷磨合的步骤及注意事项
① 不装喷油嘴或火花塞。
② 使用稀机油。因为稀机油黏度小，容易冲刷被磨下来的金属屑，并且摩擦表面冷却效果较好。
③ 用带变速器的电动机驱动曲轴。
④ 注意检查运转情况：看是否有不正常响声、拉缸和漏气等现象，如有发生，应立即停机检查，等排除故障后才能进行冷磨合。
冷磨合结束后，放出机油，加入清洗油（通常清洗油为：90%的柴油与10%的机油混合），运转5min左右，再放出混合油。最后拆下油底壳和机油滤清器进行彻底清洗，并认真检查各配合零件的技术状况，尤其是轴承的磨合情况。
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图1 磨合试验台正面图 |
图2 磨合试验台俯视图 |
三、热磨合
所谓热磨合，是指将柴油发电机安装完毕，并且经过详细检查后，将机器发动起来，通过无负荷与有负荷试验，进一步检查与调整柴油发电机，使柴油发电机基本恢复其原有的性能。
1、无负荷试验
无负荷试验的目的在于检查柴油发电机工作时是否有故障。具体地讲，有以下几点：
① 检查机器零件的装配情况及配合件之间的间隙是否适当。
② 检查有无三漏现象（漏油、漏水和漏气）。
③ 柴油发电机运转是否均匀。
④ 活塞、活塞销、曲轴主轴承和连杆轴承等有无特殊响声。
⑤ 排气声音与颜色是否正常。
⑥ 机油压力与冷却水温是否正常。
⑦ 气门间隙是否适当。
⑧ 喷油泵、喷油器或化油器工作是否正常。
热磨合前，应装复柴油发电机的全部总成、附件及仪表，加足燃油、机油和冷却水；调试一切必须调整的内容，如气门间隙、风扇皮带松紧度、机油压力、喷油压力、供油时间、供油量以及各缸供油不均度等，使柴油发电机处于良好的工作状态。
2、带载试验
柴油机功率试验与检测分为稳态和动态两种情况，负载测试演示如图3所示。
（1）稳态测功
所谓稳态测功是指柴油机在转速一定和其他参数保持不变的稳定状态下，使用水力、电力测功器或底盘测功试验台进行功率测定。通过给柴油机施加一定负荷，测出额定转速相应扭矩，然后计算出功率数。这种测试方法结果准确可靠，但使用成本较高，需大型固定设备。由于稳态测功必须对柴油机施加外部负荷，因而也称为有外载测功。
（2）动态测功
动态测功是指在柴油机转速均为变动的状态下测定其功率。由于动态测功无须对柴油机施加外部载荷，因而又称无外载（无负荷）测功。这种测功方法是∶当柴油机在怠速或空载某一低速下运转时，突然全开节气门，使柴油机克服惯性和内摩擦阻力加速运转，用其加速性能的好坏直接反映出最大功率的大小。
3、现场实载试验
现场实载试验的目的是测定柴油发电机大修后的质量，检查是否达到规定的技术标准。现场实物测试演示如图4所示。
（1）需测定的内容：
① 功率（额定功率及超负荷能力）；
② 油耗比；
③ 电压（数值及稳定率）；
④ 频率（数值及稳定率）。
仍以额定转速为1500r/min的柴油发电机为例，其他额定转速的柴油发电机进行有负荷试验的阶段、负荷和时间是相同的，只是转速不同而已。
（2）注意事项：
热试后必须做三项工作：
① 重新调整气门间隙；
② 重新紧固缸盖螺母；
③ 更换机油。
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图3 负载测试实验演示图 |
图4 柴油发电机组现场实载试验 |
总结：
当柴油发电机进行磨合试验时，如果为了排除故障而更换了活塞、活塞销、活塞环、气缸套和连杆轴承等，均应重新进行磨合试验。经过磨合，增强了柴油发电机零件的耐磨性和抗腐蚀性。通过调试，可以检查柴油发电机修理后的质量、工作状况和对某些零件进行必需的调整。由此可知，磨合与调试是柴油发电机修理工艺过程中不可缺少的步骤，而且也为柴油发电机的正常运转做好准备。在受到设备条件限制的情况下，可不进行冷磨合而直接进行热磨合。柴油发电机磨合后，在设备条件较好的情况下，还应进行柴油发电机功率与燃油消耗率等项目的测定，以便准确地鉴定柴油发电机的修理质量。
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