摘要：为了延长康明斯柴油发电机及其附件总成的使用寿命，加快维修生产节奏，曲轴轴瓦、机油冷却器、中冷器、进气预热器及喷油器在使用和维护时均有严格的技术规范。本文将系统阐述以上五个关键部件的结构特点、常见故障、使用注意事项及检修方法，为现场维修与操作人员提供全面的技术指导。
一、曲轴轴瓦使用注意事项
康明斯B系列柴油发电机曲轴采用合金钢模锻而成，强度高、抗疲劳性能优良，其外观如图1所示。与曲轴相配的轴瓦是含锡20%的铝合金钢背双金属薄壁轴瓦，具有良好的耐磨性、抗咬合性、顺应性（即嵌入微小颗粒后不损伤轴颈的能力）、嵌藏性（即能包裹微小异物的能力）和耐腐蚀性，且耐疲劳性能高。在正常使用条件下，轴瓦可在设计寿命内保持可靠工作。
1. 轴瓦失效的常见形式及原因
（1）部分柴油发电机运行8000小时以后，轴瓦常以疲劳剥落、划痕、异物嵌入、轴瓦穴蚀、擦伤及烧熔等形式表现失效。疲劳剥落表现为轴瓦合金层出现裂纹和片状剥落，暴露钢背；划痕为轴瓦表面平行于运动方向的沟槽；异物嵌入为轴瓦合金层表面嵌入外来颗粒；穴蚀为轴瓦表面因空化效应产生的麻点状腐蚀；擦伤为轴瓦表面局部金属粘附撕脱；烧熔则为轴瓦合金层熔化后流失。
（2）机油内含有异物是轴瓦失效的最常见原因。异物随机油循环流动，造成轴瓦表面划痕。当异物嵌入轴瓦合金层时，若异物尺寸大于0.3mm，则无法被合金层完全嵌藏覆盖，将形成局部应力集中，在交变载荷作用下引发疲劳剥落。
（3）柴油发电机长期在超负荷、超转速工况下运转，使交变载荷及作用周次超过了轴瓦材料本身所能承受的疲劳极限，从而造成疲劳剥落。若轴瓦承受的载荷发生波动或波动幅度增加，油膜压力变化剧烈，易造成轴瓦穴蚀。
（4）柴油发电机起动频繁或长时间怠速运转时，机油压力和流量偏低，油膜形成条件差，轴瓦与轴颈之间处于边界润滑甚至混合润滑状态，易造成轴瓦擦伤。严重时，若轴瓦摩擦表面缺机油，将使轴瓦烧熔（烧瓦）。20%锡铝基合金轴瓦的熔点温度约为232℃，若使用不当，较易因摩擦高温而被熔化。
2. 使用注意事项
根据康明斯B系列柴油发电机的结构及使用特点，在使用过程中应注意以下要点：
（1）保证机油的品质符合规定（按制造商要求的API等级和SAE粘度等级），保持正常的机油液面高度（油尺上下刻度之间），注重保养机油滤清器（按更换周期更换，不可超期使用），保持机油的清洁度，定期更换机油。
（2）柴油发电机起动以后，机油压力未上升到规定值（通常怠速油压不低于0.1MPa）之前，不允许强行加载。应经常注意机油压力和温度，若发现异常应立即停机检查。怠速运转时间不允许超过10分钟——过长的怠速运转会导致轴瓦润滑不足、燃烧室积碳和喷油嘴积胶。
（3）避免柴油发电机长时间处于超负荷运转状态，在大负荷运转后不要立即熄火，应怠速运转3～5分钟后再熄火，使涡轮增压器和轴瓦温度逐渐降低，防止高温机油在轴承腔内焦化。
图1 曲轴轴瓦示意图
二、机油冷却器清洗、检查与装配
NT855型柴油发电机采用的是全流量冷却式润滑系统。机油冷却器在该系统中工作环境较差（高温、高压、油泥沉积），易出现故障，导致机油冷却不良、机油粘度下降、润滑条件恶化，进而造成零件早期磨损，甚至产生烧瓦等严重事故。此外，机油温度过高时，轻馏分蒸发，使机油变稠，同时机油蒸气还会与燃烧不完全的水蒸气、空气及进入柴油机的灰尘混合，加速机油氧化变质，破坏正常润滑。因此，机油冷却器的检修是柴油机润滑系统检修的重要环节。
1. 机油冷却器的清洗检查步骤
（1）将冷却器芯放入四氯化碳或二氯乙烯清洗槽中浸泡几分钟，溶解油泥和胶质，然后将冷却器芯管子周围和管内的溶剂冲掉。操作时应在通风良好的环境中进行，并佩戴防护手套。
（2）用碱溶液清洗管子，以去除残留的酸性物质和油垢，清洗后再用热水冲洗几次，确保无碱液残留。
（3）将冷却器芯放入装溶剂的清洗槽中（溶剂配方为：1份盐酸、9份水、0.5kg草酸，每19L盐酸加入0.038L氮苯）。等到溶剂无泡沫或气泡后（一般约30～60秒后），取出冷却器芯。再将冷却器芯放入装50%碳酸钠溶液的清洗槽中进行中和处理，等到溶液无泡沫或气泡时取出冷却器芯，然后用清洁的温水反复冲洗冷却器芯，确保无化学残留。
（4）冷却器体、盖、支架用蒸汽或溶剂清洗后，检查有无裂纹、损坏和腐蚀，如有应更换。检查冷却器中管子是否变形和损坏，若变形和损坏未超过5%，可进行修理（如堵塞损坏的管孔）；若超过5%，则应更换冷却器芯。
2. 机油冷却器装配注意事项
（1）将冷却器芯装入冷却器体，然后将冷却器体放在平台上，使其后端朝上，便于观察和操作。
（2）装配时必须注意装配记号。将冷却器芯上的装配记号与冷却器壳体上的装配记号对准，如图2所示。部分冷却器具有2个指示记号——在管束端板上有一个“U”记号，在孔缘内径上切有缺口“>”，如图3所示。装配时用缺口“>”记号将冷却器芯与壳体记号对准。若记号未对准，将导致冷却液和机油流向错误，严重影响冷却效果。
（3）一定要先用植物油润滑“O”形密封圈，切勿使用矿物油或机油（会导致密封圈膨胀不均）。新型“O”形密封圈有两条红带标记，这种密封圈材料接触机油后会迅速胀大，因此必须在装入前用植物油润滑，否则难以顺利装入，或装入时发生扭曲。然后将其推入冷却器芯与冷却器体之间，注意勿使“O”形密封圈卷嵌在芯与体之间。该密封圈为一次性使用件，拆下后必须更换新件，不得重复使用。
（4）装上挡圈，应使零件号朝上，便于下次检修时识别。
（5）将支盖、新垫片支架和新垫片装到冷却器体上，将螺钉分两次均匀拧紧至41～47N·m，然后装好所有螺钉，按交叉顺序紧固。
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图2 柴油机机油冷却器芯装配记号 |
图3 柴油机机油冷却器芯指示记号 |
三、中冷器的结构及使用注意事项
有些维修工对中冷器的作用不了解，在大修柴油机时往往忽视中冷器维护，导致竣工试机时出现冒烟故障却找不到原因。中冷器是增压系统的重要组成部分，其状态直接影响燃烧效率和排放表现。
1. 中冷器的结构与工作过程
康明斯B系列柴油机采用“空对空”中冷系统，将经过增压以后温度升至约140℃的空气通过中冷器，借助发电机组冷却风扇的强制通风冷却降温至约50℃，再进入气缸。中冷器为全铝焊接式结构，形状类似于水箱散热器，位于增压器与进气歧管之间，如图4所示。冷却水管共有21根，芯部尺寸高518mm、宽410mm、厚37mm，进、出口外径均为82mm。主要工作参数为：增压器压气机出口额定空气温度143～150℃；中冷器出口额定空气温度低于65℃。
中冷器的工作过程为：从增压器出来的高温增压空气，经中冷器进气管从中冷器右气室进入内部，沿冷却管横向流动到达左气室，在此过程中与管外的环境空气进行热交换。冷却风扇强制抽吸环境空气流经中冷器芯部和散热器芯部，将热量带走。冷却后的增压空气流出中冷器左气室，经中冷器出气胶管进入柴油机进气管，最终通过进气歧管进入燃烧室。
2. 中冷器使用及检修注意事项
（1）操作员应经常对管路的连接部位和易损管件进行检查和维护，防止因泄漏造成整机动力性能下降。增压空气的压力对柴油机动力起重要作用，必须重视中冷系统的泄漏问题。若需更换胶管，绝对不能用普通胶管替代，应使用专用的耐压耐温胶管。
（2）设计中冷系统时已充分考虑如何控制空气阻力，目的是保证增压空气压力在到达气缸前不致发生过多损失。操作员应定期维护，防止空气滤清器堵塞、中冷器内掉进脏物，以免增加空气阻力，导致增压压力下降和功率损失。
（3）使用中，中冷器一般不需要任何调整工作。但当对进气中冷系统进行修理时，应对中冷器进行检查和调整：
a.检查所有胶管卡箍卡紧位置和卡紧程度，不紧的要用扳手扭紧。卡紧时，箍带应放在规则的圆柱面上，不应装在金属管口的凸缘鼓包或中冷器气室进出口的扩口部，防止在使用中因高压作用或相对运动而发生胶管松动和爆脱。
b.中冷器进气管拆修后，应检查其与增压器的接口部位，增压器压气机出口突缘面与中冷器进气管小端突缘面应对齐并贴合完好。如有错位，应松开卡箍重新装配；如有间隙，应拧紧螺母直至间隙消失。
（4）中冷器泄漏判断方法：中冷器内部充入0.28MPa的压缩空气，在15秒内气压不低于0.25MPa（即压降不超过0.03MPa），则认为中冷器泄漏在合格范围内，可继续使用；否则应更换。检测前应将中冷器进出气口封堵，防止误判。
（5）维护中应注意：不能使用普通胶料的O形密封圈，不能使用其它材料管件替代铝制管件，以免因材料不耐高温或耐腐蚀性不足导致早期失效。
（6）中冷器的常见故障包括：连接胶管爆裂或爆脱（导致增压空气大量泄漏，功率急剧下降）；进气中冷系统泄漏（原因包括密封件老化、卡箍松动、管路裂纹）；进气中冷系统内部堵塞（通常由空气滤清器破损或维护不当导致脏物进入）；中冷器芯部冷却空气流通不畅（风扇故障、散热片堵塞）。所有上述故障均与柴油机功率下降直接相关，应针对性清理堵塞物或更换易损件。
图4 康明斯发动机中冷器常规外形图
四、进气预热器的使用与检修
装配在康明斯6BT5.9柴油机增压器至进气管盖总成之间的进气预热器，是专为改善低温启动性能而设计的电加热装置，其电路接线如图5所示。然而，进气预热器的故障排除对维修人员往往是难点，需要对其结构及性能参数有详细了解。
1. 进气预热器的基本结构及性能参数
进气预热器为蜂窝状结构，采用正温度系数（PTC）热敏陶瓷作为发热体，以储热和热交换方式工作，其结构为同心分布多级串联散热片式。PTC热敏陶瓷具有自动恒温特性——电阻随温度升高而急剧增大，温度达到居里点后电流自动减小，实现恒温保护，不会因过热烧毁。
预热器电路系统主要由预热器保险、预热开关、预热时间控制器、预热指示灯、预热继电器和预热器组成。主要性能参数如下：适用温度范围为5～-41℃；预热时间为4～8分钟；加热方式为DC电加热；气门控制为手动拉线机构；发热元件为PTC热敏陶瓷；转换效率大于80%；温度控制为自动恒温；工作方式为断续工作；起动排放降低率大于90%；额定工作电压为24V（DC）；工作电压范围为22～30V（DC）；额定功率大于960W；恒温功率小于280W；峰值电流为60～75A；恒温电流小于10A；功耗小于1.6Ah/次；主机外形尺寸为φ25×100mm，质量为1.3kg（不含接口）。
2. 进气预热器的正确使用和调整
使用操作：进气预热器供柴油机在5～-41℃起动困难时使用。具体操作步骤为：将点火开关转至“ON”位，拉出气门手柄（关闭风门以提高预热效果），按下预热开关，绿色指示灯点亮，预热器开始工作。预热时间设定为6分钟，预热结束时绿色指示灯闪烁，同时蜂鸣器鸣叫，此时可起动柴油机。起动成功后应及时关闭预热开关，推回气门手柄。若起动不成功，可重复上述操作。预热断电保护时间设定为12分钟——若预热结束而柴油机未起动或起动后未关闭预热器达12分钟，电源自动切断，蜂鸣器停止鸣叫，绿色指示灯由闪烁变为常亮，提示操作员关闭预热器开关。
使用注意事项：
①进气预热器不能与冷起动液同时使用（冷起动液为易燃易爆物质，预热器加热丝可能引燃）；
②柴油机每天运行距离较短、蓄电池充电不足时，应根据蓄电池容量谨慎使用预热器（预热器功耗约1.6Ah/次，多次使用会导致蓄电池亏电）；
③在预热器正常工作情况下多次起动不成功，应检查起动转速及燃油供应情况；
④在极低温度下使用预热器起动时，通常不需将油门踏板踩到底，以防止起动后转速迅速升高而供油跟不上导致熄火。
气门拉线调整：气门控制机构控制进入进气歧管的空气量，以提高预热效果。若调整不当，会造成预热效果不良或柴油机动力下降。调整方法为：将气门手柄推到底，将拉线与气门拉杆连接并固定于拉线支架上，用拉线固定螺母调整拉线长度，使拉出气门手柄的行程为25mm时为最佳行程。注意拉线固定螺母须拧紧，否则会造成气门拉杆行程改变甚至气门控制系统失效。
3. 进气预热器常见故障排除方法
（1）故障1——预热开关打不开。正常情况下打开预热开关，绿色指示灯应点亮。造成指示灯不亮的原因包括：预热保险丝烧断；保险至控制器导线插头漏接、错接或接触不良；预热开关指示灯损坏；控制器导线错接。排除方法：检查保险丝烧断原因，排除导线划伤、压裂造成的搭铁；检查导线插头连接情况；打开电器安装板观察控制器上的红色指示灯是否点亮，若亮则说明开关指示灯损坏或导线接错；根据接线图检查导线与控制器插头的连接是否正确。更换插头位置时应用挑线针将导线从插头内挑出，不可硬拉。
（2）故障2——预热时间超过8分钟指示灯不闪烁。超过标定时间20%时，指示灯不闪烁、蜂鸣器不响，可能原因为预热控制器内部电路损坏，应更换预热时间控制器。
（3）故障3——打开电源开关或预热器开关时易熔线烧断。易熔线用于防止预热器正极导线搭铁烧坏导线而设置。可能原因包括：正极导线划伤或磨破；导线接头与机架接触；预热继电器接柱与金属物接触。排除方法：将开关关闭后分段检查线路中的每一段导线，检查底盘上导线通过处的固定螺栓是否有压线现象。当打开电源开关时易熔线烧断，说明蓄电池至预热继电器接柱段导线有压裂或磨破；当打开预热器开关时易熔线烧断，说明预热继电器另一接柱至预热器正极接柱段导线有搭铁。
（4）故障4——预热指示灯点亮但预热器不加热。此类故障排除较复杂，主要原因有：易熔线烧断；预热控制器至预热继电器的导线插头脱落或断路；预热继电器触点不吸合；预热器损坏或负极线断路。排除方法：将电路分成控制电路和预热电路两部分。先拔出预热继电器上的黑色导线插头，用试灯测试预热控制器至预热继电器的绿/白色线，正常情况下应点亮。若试灯不亮，说明故障在控制电路，应检查导线插头是否插接正确、牢固；若试灯点亮，说明故障在预热电路，用试灯分别测试预热继电器两个接柱——两个都不亮说明易熔线烧断或正极断路；一个亮一个不亮说明继电器触点不吸合，应更换继电器；预热导线接柱上试灯点亮说明预热器损坏，应同时检查负极导线连接是否牢固。
（5）故障5——预热效果差或柴油机动力不足。主要原因均为操作不当：气门手柄未拉出或未拉到位，导致预热时冷空气旁通影响预热效果；柴油机起动后气门手柄未退回，导致进气阻力增加、功率下降。应纠正操作习惯。
图5 柴油机进气预热器接线图
五、喷油器检查与调整注意事项
喷油器是柴油机燃油喷射系统的终端执行元件，其技术状态直接决定燃油的雾化质量、燃烧效率和排放表现。喷油器若存在滴漏、回油量异常或喷雾锥角偏差等问题，将导致燃烧不完全、功率下降、油耗增加、排烟恶化及机油稀释等一系列连锁故障。有些维修厂在检查喷油器时浪费燃油较多，调整后经常返工，原因在于未掌握规范的检测顺序和判断标准。因此，喷油器应在专用试验器上按照“外观检查→密封性检查→回油量检测→喷雾锥角测量”的完整流程进行调校。
1. 喷油器检查前的准备与外观检查
（1）检查喷油器之前，应先将喷油器外部清洗干净，特别是针阀体与喷油器体结合面处的积碳和油胶，防止拆卸时脏物落入内部精密偶件。清洗时使用柴油或专用清洗剂，浸泡后用软毛刷刷洗，然后用压缩空气吹干（注意压缩空气须经过油水分离器过滤，防止水分带入）。
（2）将喷油器安装在专用试验器上，检查各连接处是否密封良好，防止试验过程中高压油泄漏。检查喷油器进油口滤网是否完好，若滤网破损或堵塞，应更换或清洗后再进行后续试验，否则滤网残渣可能堵塞针阀偶件，导致检测结果失真。
（3）检查针阀偶件的外观，观察针阀头部锥面有无明显的磨损沟槽或烧蚀痕迹。若锥面出现深色烧蚀环带或纵向划痕，说明喷油嘴已严重磨损，应直接更换新件，无需再进行后续压力调整。
2. 喷嘴滴漏检查
（1）喷油器喷油压力调整正常、雾化质量检查合格后，将试验器油压泵调至比规定的喷油压力低1～2MPa，并保持10秒以上。规定喷油压力因机型而异，通常为20～30MPa（如康明斯B系列常见为25MPa），应以技术手册为准。
（2）在此保压期间，喷油嘴处应无任何油滴渗出或湿润现象。若有漏油或发湿现象，说明针阀锥形密封面与阀座之间的密封性差，存在间隙或磨损。此时需要配对研磨或更换针阀偶件。研磨时应注意控制研磨量，过度研磨会改变针阀升程和喷射特性，一般研磨量不宜超过0.02mm。
（3）滴漏检查不合格的喷油器若继续使用，在柴油机停机后高压油管中的残余压力会使燃油缓慢滴入气缸，造成下次启动困难、排气管冒白烟，长期运行还会稀释机油、加速缸套磨损。
3. 回油量检查
（1）在调校喷油器时，检查其回油量的方法是先将喷油器压力调整至比规定值高8～10MPa，使针阀处于完全开启状态，建立稳定的回油通道。然后摇动泵油手柄，使试验器压力升至比上述压力值低4～5MPa，开始计时并观察压力表上压力下降到2MPa时所需的时间。
（2）若下降持续时间在10～20秒之间，表明喷油器回油量正常，针阀与阀体的配合间隙符合要求，喷油器可继续使用。若下降时间过短（不足10秒），说明回油量偏大，表明针阀与阀体配合间隙过大，或针阀体上端面与喷油器下端面的接合面密封不严。此种情况下，应更换针阀偶件或研磨其接合面，直至测试时间达到合格范围。
（3）回油量异常的喷油器，在实际运行中会导致喷油泵供油压力建立困难，各缸喷油量不均匀，柴油机运转不稳、功率下降。回油量检查应在滴漏检查合格后进行，两者顺序不可颠倒。
4. 喷雾锥角检查
（1）在喷油滴漏和回油量检查完毕后，可进行喷雾锥角的检查。如只需粗略检查，可分别取同型号标准件和使用磨损件作喷雾锥角对比试验，以确定旧件是否继续使用——将新旧喷油器在相同压力下喷射，观察油雾形态的差异。若旧件油雾明显粗大、出现油滴拉丝或喷射偏斜，则应更换。
（2）若要比较准确地测量喷油器的喷雾锥角，如图6所示，可在距离喷油嘴100～200mm处放一张白纸，使油雾喷在纸上，量出喷油嘴到纸面的垂直距离A和纸上的油迹圆直径d，按以下公式计算：
从三角函数表中查出α角的数值，则α角的2倍即为喷雾锥角（即锥角 = 2α）。
（3）喷雾锥角对燃烧过程的影响：喷雾锥角过小（油束集中、贯穿距大），油雾穿透力强，但燃油易撞击活塞顶和气缸壁，形成积碳并导致机油稀释，同时燃油与空气的混合空间有限，局部混合气过浓，燃烧不完全、冒黑烟；喷雾锥角过大（油束分散、贯穿距小），油雾与空气的初始混合面积大，但穿透力不足，燃油在燃烧室空间内分布分散，难以穿透到燃烧室深处的空气区域，导致空气利用率下降，同样会引起不完全燃烧。不同燃烧室形状对应不同的最佳喷雾锥角范围（如直喷式燃烧室通常要求喷雾锥角在140°～160°之间，分隔式燃烧室则要求较窄的锥角），应以技术手册规定值为准。检查喷雾锥角是否在允许范围内，对保证良好的雾化混合和燃烧效率具有重要工程意义。
（4）影响喷雾锥角的因素包括：针阀升程（升程减小则锥角缩小）、喷孔直径（孔径变化影响油束贯穿距和锥角）、喷孔加工精度（喷孔入口圆角半径和孔口毛刺均影响油束发散角）以及喷油压力（压力越高，油束分散性增加，锥角略有增大）。在调整喷油器时，应确认上述参数均在允许公差范围内。
5. 喷油器调整的工程建议
（1）同一台柴油机的各缸喷油器应在同一试验器上、由同一操作人员完成调整，以保证各缸喷油特性的一致性。各缸喷油压力偏差不应超过±0.5MPa，喷雾锥角偏差不应超过±2°。
（2）每次调整完喷油器后，应进行至少3次连续喷射试验，观察每次喷射的雾化形态、滴漏情况和回油量是否一致。若出现时好时坏的现象，应检查试验器压力表是否稳定、供油管路内是否有空气或试验油温是否波动（标准试验油温为20～25℃）。
（3）更换针阀偶件时，应成对更换（针阀与阀体为精密配对件，不单独更换），不得将新旧针阀混用。新针阀偶件在装入喷油器前应用清洁柴油浸泡并彻底清洗，去除防锈油和加工残留物，然后进行喷雾试验确认正常后方可装机。
（4）喷油器在安装到柴油机前，应用专用扭力扳手将喷油器压紧螺母拧紧至规定力矩（通常为60～80N·m，视机型而定），确保喷油器与气缸盖的结合面密封良好，防止高压燃气泄漏。喷油器压紧螺母的拧紧顺序应参照技术手册，通常分2～3次均匀拧紧，避免偏压导致喷油器变形。
图6 柴油机喷油器喷雾锥角检查
结语
康明斯柴油发电机关键部件的使用与维护涉及曲轴轴瓦的润滑与负荷管理、机油冷却器的清洗装配、中冷器的密封与阻力控制、进气预热器的电路排查与气门调整以及喷油器的调校与检测等多方面内容。曲轴轴瓦的寿命取决于机油清洁度和负荷控制，避免超负荷运转和长时间怠速是延长轴瓦寿命的关键。机油冷却器检修中，装配记号对准和“O”形密封圈的正确润滑是保证冷却效果和密封性的核心操作。中冷器的泄漏和堵塞会直接导致功率下降，应通过定期检查胶管卡箍和泄漏测试（0.28MPa气压保压15s，压降≤0.03MPa）加以监控。进气预热器故障排查应遵循分段检测原则，先区分控制电路和预热电路，快速定位故障点，同时注意气门拉线行程应为25mm。喷油器的调整须在专用试验器上按照“滴漏检查→回油量检测→喷雾锥角测量”的顺序完成，滴漏检查在低于规定喷油压力1～2MPa下保压10秒应无油渗出，回油量的合格标准为压力从规定值+8～10MPa下降到2MPa的时间在10～20秒之间，喷雾锥角的精确测量通过喷油嘴至纸面距离A与油迹直径d计算得出。掌握以上各关键部件的使用规范和检查方法，可有效减少故障发生，缩短维修时间，显著延长柴油发电机及其附件的使用寿命。
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