康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

柴油发电机常见故障及处理方法

 

摘要：柴油机是以往复运动机构利用热能做功的动力机械，其主要零件，如活塞、连杆、曲轴及其轴承等的受力和运动情况极其复杂，其正常工作条件不仅依靠零件本身的优良质量和合理配合来保证，还需要配气、润滑、燃料、冷却等系统的协调来保证，外载和各系统任一环节离开正常状态，柴油发电机组都会发生故障。本文分析了常见的柴油发电机组故障原因和预防措施，对于柴油机维修工程师具有一定的借鉴价值。

 

一、常见故障及原因分析

 

1、工作机构

    柴油发电机超载运转是导致重要零件早期损坏的主要原因。通常认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常，从应力的角度来说，也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后，曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。

2、润滑系统

    柴油发电机组润滑系统（如图1所示）出现故障会使摩擦副之间得不到良好的润滑而使摩擦热量增多、摩擦磨损加剧，甚至发生抱瓦、烧瓦等严重机械事故。润滑系统常见的故障及原因分析如下。

（1）机油压力出现异常。

       造成机油压力过低的主要原因是供给主油道的油量减少，或是主油道以后的油路有漏油现象。造成机油压力过高的的主要原因是压入主油道的机油量过多，或主油道以后的油路有堵塞。

（2）机油温度不正常。

      柴油发电机组正常的机油温度应该是80～95℃，引起机油温度过高的主要原因有：

① 柴油发电机组长期负荷过重；

② 冷却效果不良，冷却水量或风扇风量不足或冷却器中水管内壁水垢增多、水流受阻；

③ 溢流阀压力低，机油从溢流阀溢出过多，通过冷却器的机油量减少；

④ 各润滑部位的配合间隙不当；

⑤ 机油量不够。油温调节开关位置不当；

⑥ 气缸漏气，高温气体窜入油底壳，使机油受热升温。

引起机油温度过低的主要原因有：

① 冷却系统温度过低；

② 溢流阀压力高，从油泵出来的油全部经冷却器冷却；

③ 柴油发电机组长时间低负荷运行。

（3）机油消耗量大。

① 活塞与缸壁间隙过大；

② 活塞环特别是油环弹性差；

③ 缸套、活塞环过度磨损，活塞环被粘住、对口，或扭曲环装反；

④ 活塞环与环槽边隙和侧隙过大（如图2所示），或活塞上油环回油孔被积炭阻塞；

⑤ 涡轮增压器弹力密封装置失效；

⑥ 气门杆与导管配合间隙过大或油封失效。

图1 柴油机润滑系统工作原理图

图2 活塞环侧面和背面间隙示意图

 

 

3、燃油供给系统

    燃油供给系统（如图3所示）常见的故障有柴油发电机组不易起动或不能起动、工作无力、烟色异常等，主要原因分析如下。

（1）起动困难或不能起动原因

      柴油发电机组不易起动或不能起动常常表现在：起动时，起动机以正常转速转动曲轴，但发动不着；或起动困难，起动后立即熄火。其原因有如下两方面：

①  低压油路方面

      包括油箱无油或开关关闭、油路中有空气、油路堵塞或漏油（如图4所示）、输油泵工作不良等；

② 高压油路方面

      主要是喷油泵调节齿杆被卡住、调速器校正器弹簧折断、油门拉杆调整不当等。

（2）工作无力原因

①  因扭矩不足而造成的机械感到无力；

② 因转速不够造成的发动机达不到最高转速。

（3）烟色异常原因

① 排气管冒白烟。

● 柴油发电机组温度过低柴油不易燃烧，呈乳白色油雾从排气管排出；

● 供油時间过晚，气缸内温度下降，未燃烧的部分柴油成白色油雾从排气管排出；

● 柴油中有水，水在气缸内被蒸成水蒸气，从排气管冒出。

② 排气冒黑烟。

      这表示燃烧室内燃料过多，造成燃烧不完全。其原因是：

● 空气滤清器或进气道堵塞；

● 燃油质量差；

● 增压器压风机或中冷器脏污，进气受阻；

● 喷油器雾化不良或滴油；

● 出油阀或柱塞偶件磨损；

● 气门漏气。

 

图3 柴油机燃油系统工作原理图

图4 柴油机燃油管泄漏

 

 

4、冷却系统

（1） 冷却系统（原理如图5所示）工作不正常的影响是引起柴油发电机组的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等。

（2）散热器堵塞、水垢过多均会造成散热不良而引起发动机高温，另外冷却风扇不转以及皮带松了也会导致高温现象（如图6所示）。

（3）水泵泵水压力低，流量小，会使冷却水循环速度慢而使水温过高。

 

图5 柴油机冷却系统工作原理图

图6 柴油机冷却风扇散热示意图

 

二、常见故障预防措施

 

1、工作中注意维护

    低负荷运行时间不宜过长。柴油发电机组长期低负荷运行，柴油发电机组热负荷低，活塞和缸套间隙大，造成柴油发电机组窜机油，使机油消耗量增大。柴油发电机组长期低负荷运行，此时由于喷油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油发电机组各缸作功不均匀，特别是此时由于燃烧不好，废气中HC和CO含量增加，造成对环境的污染。柴油发电机组长期低负荷运行，柴油发电机组窜机油严重和燃烧不良，所以造成柴油发电机组结碳严重，严重者将导致气阀卡死现象和活塞与缸套之间余隙消除，以至于柴油发电机组无法运转。柴油发电机组长期低负荷运行，柴油发电机组水温低，易造成缸套穴蚀和缸套磨损增大，影响柴油发电机组寿命。柴油发电机组长期低负荷运行，也造成燃油的浪费。

2、正确使用润滑油

（1）正确选用并及时更换润滑油。

      根据柴油发电机组工作条件的苛刻程度选用适当的润滑油品种；根据所在地区季节气温，结合柴油发电机组的性能和技术报告，选用适当的润滑油牌号。

（2）防止水分、柴油流入。

      柴油发电机组喷油泵的供油量过大、供油压力过低或喷油器滴油、雾化不良时，会使喷入缸内的柴油得不到充分燃烧，其中一部分将沿缸壁流入油底壳，致使润滑油变稀，粘度下降，过早失去润滑作用。因此要定期检查喷油泵与喷油器，及早更换磨损超限的柱塞，出油阀与喷油咀偶件。

（3）防止沙尘杂质进入。

      沙尘进入润滑油后，会侵入各运动件的配合面，加速机件的磨损，同时产生的许多金属碎屑进入润滑油后将缩短其更换周期。因此，在润滑油存放、加注和更换柴油滤清器时防止灰尘侵入；按时保养空气滤清器，以防止由气缸窜入油底壳。

3、冷却水温的合理控制

    柴油发电机组在使用过程中，合理的控制冷却水温度，可保持柴油发电机组正常工作，降低燃油耗，提高寿命。一般情况下，柴油发电机组水温控制在75～85℃之间。若温度过低，热损失大，增加着火滞后期，不仅燃烧粗大，而且燃油耗增加；温度过低会使喷入缸内的燃油得不到充分的燃烧，其中一部分将冷凝成液态流入油底壳去稀释润滑油；温度过低还容易使气阀结炭和磨损增加，活塞缸套振动大，加重缸套穴蚀，据有关资料介绍，柴油发电机组水温在40～60℃左右，缸套产生穴蚀最严重。若温度过高，会加速润滑油的氧化变质、活塞过热、排气门烧蚀等等。

 

总结：

      本文分析了柴油发电机常见故障及产生原因，对柴油发电机组故障的及时判断和排除有很重要的实际意义。此外，本文还阐述柴油发电机组故障的预防措施，为正确使用柴油发电机组提供了参考依据，为柴油发电机组长期安全工作提供了保障。

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