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造成上海柴油发电机组烧瓦和轴瓦失效现象的原因
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【摘要】上海柴油发电机…上海柴油发电机在使用过程中,随着使用时间的增长,其主要技术性能指标会与初始标准值产生偏离而逐渐下降.应用中,我们要掌握备用上海柴油发电机曲柄连杆机构常见故障与维修排除方法.
上海柴油发电机组是社会生产生活的重要动力源,在船舶、核电、化工、交通等多领域广泛使用。柴油机结构复杂、激励源多,长期受不平衡惯性力、爆燃冲击力作用,其运动件、易损件故障频发。当前柴油断齿故障、曲柄连杆机构故障研究成果很多但研究方法较为传统,缺乏对其它关联零部件原因导致的故障进行精确分析的方法,因此常出现故障不能一次性彻底解决的问题。柴油机故障轻则停机维修造成企业和社会巨大经济损失,重则引起机组失控危及人身安全影响企业声誉。因此提高柴油机故障分析诊治水平,发展柴油机故障在线监测诊断技术实现故障预警,降低恶性故障发生概率减小故障损失极具社会和经济价值。本文针对柴油机实际运行中齿轮系与曲柄连杆机构故障频发,严重危害机组稳定安全运行的问题,考虑到实际故障数据缺乏,部分故障进行故障模拟实验难度大、风险高、成本昂贵的现状,采用计算机建模仿真技术,结合实验与实践验证的方式,开展柴油机齿轮系与曲柄连杆机构故障机理与监测研究。
(1)现象与判断
1)烧瓦。烧瓦是指曲轴的主轴颈与主轴瓦之间或连杆轴颈与连杆轴瓦之间因缺少润滑油润滑而咬死。
上海柴油发电机工作时,如果突然在曲轴箱听到一种“唧、唧”的响声,好像在缺乏润滑油的情况下用大钻头在材质坚硬的钢件上钻孔时所发出的声音,这一般是缺油而发生烧瓦的前兆。同时出现以下三种情况时,一般可判断上海柴油发电机的轴瓦已烧坏;润滑油温度急剧升高达90℃以上、润滑油压力原来正常后又突然大幅度下降、拆开机油滤清器或清洗油底壳时发现许多轴瓦合金碎末。
烧瓦常常与“所轴”同时出现。轴瓦在运转中出现了不应有的剥离、龟裂、烧损、粘结和严重拉伤等现象,轻者需要更换轴瓦及连杆活塞组,重者会使上海柴油发电机曲轴颈严重拉伤,甚至还会使曲轴、机体报废。造成上海柴油发电机烧瓦抱轴的原因虽然是多方面的,但归根到底是其润滑条件被破坏,引起摩擦性质改变成粘附磨损。
2)疲劳剥落。疲劳剥落是由于交变负荷及其作用周次超过材料本身所能承受的极限而发生的损坏现象。
出现疲劳剥落的轴瓦工作表面出现微裂纹,进而向纵深和横向护展,裂纹相互连通时,轴瓦表面层剥落形成不规则的剥落坑。实际使用中,若瓦背垫有异物,造成局部应力集中,也是引起疲劳剥落的原因。合金脱落会导致轴颈和轴瓦配合间隙增大、润滑油压力下降和出现响声(敲击声)。
3)划痕。划痕是指轴瓦表面沿圆周方向出现连续或断续的沟线,轻微的划痕并不影响上海柴油发电机正常工作,严重的划痕使轴瓦承载面积显著减少。
4)异物嵌入。所谓异物嵌入是指外来颗粒全部或部分嵌入合金层。异物混入润滑油后,在工作负荷作用下被压入合金层。细小颗粒全部嵌入合金层时,通常不会使轴瓦失效,但大于0.3mm的颗粒将不能被合金层全部嵌藏。
5)轴瓦穴蚀。轴瓦穴蚀是因润滑油中形成大量细小的润滑油蒸气泡被挤压破裂而产生很大的 力,冲击轴瓦表面形成凹坑。蒸气泡的形成是由于轴瓦承受的载荷发生波动或波动幅度增加及油中含水或夹带空气所致。
6)擦伤。擦伤是因瞬时缺润滑油,油膜破裂面造成轴瓦工作表面与轴颈表面直接接触,而导致的一种热损坏,其特征为轴瓦和轴颈表面出现擦伤的斑痕,属较为严重的粘着磨损。
(2)轴瓦失效的原因
1)油底壳内润滑油量不足或机油油路不畅通,机油泵不能正常供油或润滑油压力过低,导致润滑不良。
2)润滑油的等级不符合要求,润滑油变质、过脏;气缸套防水橡皮密封圈失效,导致冷却水渗漏到油底壳。
3)轴颈和轴瓦的间隙不符合标准。该间隙影响润滑油膜的形成;间隙过小,则润滑油不易进入轴颈和轴瓦的摩擦表面,无法形成润滑油膜;间隙过大,轴颈与轴瓦间的振动和撞击增大,导致润滑油膜破裂。
4)上海柴油发电机刚起动,特别是冬季,润滑油尚没有进行充分润滑时,应以很高的速度并满负荷工作,或频繁起动,长时间怠速运转等。
5)上海柴油发电机长时间超负荷、超转速运转:机体温度高,润滑油粘度下降,不易形成正常的润滑油膜;交变载荷及作用周次超过了轴瓦材料极限;载荷波动或波动幅度增加,使润滑油气泡破裂。
6)使用维护和装配不当,轴颈表面有飞边,以及装配时未清洗干净。
在排除机件本身故障的同时,还要特别注意查找、分析引起故障的原因,如轴瓦失效是由于润滑油压力低、缺润滑油,还是油道有脏堵、油流不畅等原因所致,只有查找到引发故障的终原因并排除后,才能保证上海柴油发电机可靠工作,以免更换轴瓦后,再次发生同类故障。



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目前常用的上海柴油发电机电火线圈可分为哪两种形式呢
点火线圈是用来将电源的低压电转变成高压电的基本元件,它由一次绕组、二次绕组和铁芯等组成。常用的电火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种形式。
(1)开磁路点火线圈
开磁路点火线圈的结构:点火线圈的铁芯由若干片涂有绝缘漆的硅钢片叠成,二次绕组和一次绕组都套在柱形铁芯上。
点火线圈的二次绕组用直径为0.06~0.10m的漆包线,在绝缘纸上绕11000~23000匝;一次绕组用直径为0.5、1mm的漆包线,在二次绕组绝缘层的外侧绕240~370匝。由于一次绕组中流过的电流较大"导致其发热量也大,故绕在二次绕组之外,以利于散热。两个绕组的外面都包有绝缘纸层,在一次绕组之外还套装一个导磁钢套,以减小磁路的磁阻,胶状绝缘物或变压器油之后,用胶木盖盖好,并加以密封。
附加电阻接在两个低压接线柱和之间。在有些机型上使用的点火线圈不带附加电阻,没有接线柱,接线柱直接经点火开关接电源;还有些机型使用的点火线圈上虽然没有附加电阻,但接线柱通过一根专用的附加电阻线接电源,在接线柱上还接有一根导线,导线的另一端接在启动机的附加电阻短路接线柱上,以便在启动发动机时将附加电阻短路,改善启动时的点火性能。
(2)闭磁路点火线圈
开磁路点火线圈采用柱形铁芯,一次绕组在铁芯中产生的磁通,通过导磁钢套形成磁回路,而铁芯上部和下部的磁力线从空气中穿过,磁路的磁阻大,泄漏的磁通量多,磁路损失大,转化率低。闭磁路点火线圈,将一次绕组和二次绕组都绕在口字形或日字形铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通,通过铁芯形成闭合磁路,因此泄漏的磁通量和磁路损失大大减小,点火线圈的转换效率高。



上海柴油发电机组常见故障原因的分析与处理
(1)电控发动机不能启动及启动困难
柴油发动机能正常启动必须具备四个要素。
·足够的喷油压力与喷油量。
·足量的空气。
·正确的喷油时刻。
·正常的汽缸压缩压力。
如果某一工作要素异常便会引起发动机不能启动或启动困难。导致电控柴油发动机启动故障因素较多,有启动系统、燃油喷射系统和发动机机械故障等。发动机机械故障应在排除了燃油喷射系统和电控燃油喷射系统的故障后再作进一步的检查。启动故障一般表现为不能启动(无初始燃烧)和启动困难。其检查与排除方法如下。
①检查有无故障码,若有,应按故障码内容进行检查。
②检查启动时,发动机能否转动
a,当启动时,启动机不转,应按启动系统故障原因进行检查。首先检查蓄电池存电情况和极柱连接与接触情况;如果正常,则检查启动线路、熔断器及点火开关。如果启动时,启动机能转动而发动机不能转动时,为启动机与发动机啮合部分故障。
b,当启动时,发动机转速正常,但就是不能启动、应对燃油喷射系统及进气系统分别进行检查。对于采用电控燃油喷射式发动机、其启动时不需踩加速踏板。如果启动时将加速踏板全踩下或反复踩加速踏板以求增加供油量往往会使发动机转速瞬时增高、从而导致发动机产生燃油消耗量增加的现象。
③脱开油门踏板线束,如此时发动机可以进入怠速运转,则说明故障为油门踏板出现了故障。
④外观检查:检查进气管路有无漏气。
⑤油路检查:检查油管的连接状态、进空气的现象及燃油的品质。
⑥线束检査:线束连接状态是否有松动现象或插接小牢固的现象。
⑦传感器的检查:检查传感器是否失效、线路松动或断裂及曲轴与凸轮轴的同步信号。
⑧检查喷油器有无控制信号:若无控制信号,应检查熔断器、线路和ECU;若有控制信号,则应检查喷油器的喷雾情况是否正常。
