摘要:技術狀況良好的發電機,在以不同的轉速運行時,發電機發出的聲音雖然其頻率、波長、聲級和衰減系數不一樣,但都有一定的規律和范圍,如果發電機在運轉步驟中,伴隨有其他聲響,如發出間歇或持續的金屬敲擊聲、持續的金屬摩擦聲、排煙滯喘聲等,即表明發電機運行異樣,所伴隨的聲響為發電機異響。探求表明,發電機的異響是發電機故障的重要表現形式,是判斷詮釋故障的重要依據,并具有一定的規律性。經驗豐富者可通過對異響的小議預判確診故障部位及受損程度,正確預判故障源,減輕作業上的盲目性,力爭將損失減少到較小程度。
1、發電機附屬部件的異響,如發電機、空調壓縮機、動力轉向液壓泵、水泵、冷卻風扇等旋轉部件異響。
發電機異響的聲音與正常的發電機聲音是有區別的,康明斯發電機公司可以感知的是發電機異響聲有時候比較刺耳,而且不同在發電機不一樣工況下異響聲也不盡相同。這就是發電機異響的一些特點,它包括音頻特征、速度特征、負載特點等。
指發電機異響的不同聲調。例如:主軸主軸承響聲沉悶“鐺鐺”響,氣門腳響聲清脆“嗒嗒”響。這些異響聲的不一樣是源于發電機組上各零部件制造的選材、形狀、尺寸大小、布置以及加工工藝等的不一樣而致使的。比如活塞選取鋁合金,而汽缸購買鋼鐵,機體用鑄鐵等等。
異響常與發電機速度有關,發電機的大多數易損異響的存在取決于發電機的速度狀態。例如:異響僅在或低速運行時存在,通常是由:活塞與壁間隙過度、活塞銷裝配過緊或連桿軸承裝配過緊、挺桿與其導孔間隙過度、配氣凸輪輪廓磨損等原因引起的;維持在某轉速時聲響紊亂,急減速時相繼發出短暫聲響。通常是凸輪軸正時齒輪破裂或其固定螺母松動、主軸折斷、活塞銷襯套松曠、凸輪軸軸向間隙過度或其襯套松曠等原因導致的。
發電機上不少異響與其負載有明顯的關系。例如:某缸斷火,異響頓無或減少。發響的因由一般有:活塞敲缸、連桿軸承松曠;活塞環漏氣;活塞銷折斷等。某缸斷火,則聲響加重或原來無響,此時反而發生聲響。發響的原因有:活塞銷銅套松曠;活塞裙部錐度過量;活塞銷竄出;連桿軸承蓋固定螺栓松動過甚或連桿軸瓦合金燒熔脫凈;飛輪固定螺栓松動過甚等。相鄰兩缸斷火異響減少或消失。發響的原由有:主軸軸承松曠等。
發電機異響與溫度有關。比如有時低溫發響,溫度升高后聲響減輕,甚至消失;有時溫度升高后有聲響,溫度減小后聲響減少或消失。比如因為活塞和汽缸的選材不同從而它們的熱膨脹系數也不同。如冷機時有異響而機溫升高后異響減少或消失,這是因為它們的膨脹系數不同,冷機間隙過度有異響而當溫度升高時活塞膨脹大一些故而間隙減少異響消失。
指對某一缸或相鄰兩缸斷火(油)后和復火(油)后的異響變化。例如:活塞敲缸斷火油后消失而復火(油)時異響又隨之產生。某些缸的曲軸軸瓦因潤滑不良或合金燒蝕或裝配不達標而發生異響斷火后異響消失。
發電機的異響損壞往往與發電機的工作循環有明顯的關系,尤其是曲柄連桿機構和配氣系統的異響都與作業循環有關。例如:四行程發電機,凡由曲柄連桿系統致使的聲響均為發電機作功一次發響兩次;凡由配氣系統導致的聲響均為發電機作功一次發響一次。
異響與聽診位置的關系。例如:氣門響在汽缸蓋位置,曲軸承在氣缸體下部,活塞敲缸在機體上部,進排氣異響在發電機的兩側,正時鏈條或正時鏈輪異響在發電機的前端,連接不穩定一般在發電機的后側。
發電機在發生某些異響故障時,常常伴隨發生其他損壞狀況。例如:主軸承和連桿軸承響常伴隨機油壓力低,點火漏電聲響常伴隨發電機抖動。活塞搗缸伴隨著排氣排藍煙,節氣門異響伴隨著排氣滯喘。
凸輪軸機構示例如圖1所示。凸輪軸軸承的敲擊聲是一種發悶的、有節奏的“嗒嗒”聲,比主軸軸承的異響聲稍尖銳一些。康明斯發電機在發響的同時凸輪軸軸承附近的缸體上有振動現狀,反復變換柴油發電機速度,響聲及振動較為明顯。
即凸輪基圓到凸輪頂端的距離,該部位磨損會危害氣門升程高度,即氣門打開的高度,從而影響進排煙的質量。請查驗凸輪升程的標準值與使用極限表,超過極限要及時更換凸輪軸。
凸輪軸軸承有兩種形式,一種為下座上蓋,測定此種軸承孔時,必須用規定的功率旋緊軸承蓋螺栓后,才能測定孔徑的尺寸;另一種為整圓襯套式的軸承孔,此種軸承孔,凸輪軸裝配時必須從一端穿入軸承孔內,因此凸輪軸上的幾個軸承孔尺寸大小就不一樣,其配合間隙也有區別。
配氣裝置構成案例如圖2所示。柴油發電機怠速運轉時,發出輕微的“嘎啦嘎啦”聲,中速時響聲明顯,高速時響聲較雜亂,正時齒輪蓋處響聲較為明顯,不受斷缸及柴油發電機溫度變化的影響。
在怠速到中速以前,不斷改變柴油發電機速度,在柴油發電機的前面和凸輪軸一側聽,響聲明顯即可能是正時齒輪響,而后將柴油發電機速度定在響聲較大位置,用金屬棒等在正時齒輪蓋一側導音聽,如響聲反應較強,可斷定是正時齒輪響。正時齒輪的異常雜聲必須及時排除,這是由于柴油發電機的缸蓋下部大多是平面,因為正時齒輪響會使配氣相位改變,可能致使氣門與活塞相撞而造成嚴重的機械故障。
① 正時齒輪處缸體前端的噴油器堵塞或噴油口過小,造成正時齒輪缺油而損傷加劇,產生異樣的響聲,此時應停機檢驗,解決噴油器雜質及油污。
② 正時齒輪軸竄動發響,多因凸輪軸軸向限位系統失效,或因正時齒輪固定螺釘松動而脫出所致。此時應更換凸輪軸軸向限位裝置或正時齒輪固定螺釘。
③ 正時齒輪個別牙齒磨損發響。在怠速運行時,可聽到一種周期性的雙響聲,并隨柴油發電機轉速的升高,響聲越來越劇烈且周期縮短。此時應更換損壞的正時齒輪。
④ 更替正時齒輪后,齒輪的嚙合較差,此時會有一定的異常響聲。這種情況若磨合一段時間后,響聲會自行清除;有的是因齒隙過大或過小而發出的噪音,如果響聲長久存在,則應檢驗或替換正時齒輪。
曲軸、凸輪軸的正時齒輪經替換或安裝后不平整,致使嚙合失常,應調整、修復或更換正時齒輪。
正時鏈條磨耗后伸長,不但發生噪聲還會破壞鏈輪的配合,必須及時替換。檢測鏈條伸長的方案有兩種:一種是拉緊鏈條后用卡尺測定 20 節鏈節的長度。當節距為 9.525mm 時,其 20 節標準長度為 190.5mm ,操作極限為 193.5mm ;當節距為 12.7mm 時,其 20 節標準長度為 254mm ,操作極限為 258mm 。另一種步驟是,用鏈條半鏈輪包起來,將鏈條中間部位拉起來,當其間隙超過半個齒高時,就表示鏈條已無法使用。
現在很多采用聚氨酯制造的正時齒帶,若齒帶上出現裂紋,膠質磨耗,缺齒,帆布層顯露時,均應更替。
如果柴油的十六烷值低,就使得燃油著火延遲期加長,此間噴入氣缸的燃油相對較多,已進入汽缸的燃油同時燃燒的概率加大,燃燒速率加劇,汽缸內壓力急速上升,柴油發電機作業自然粗暴。因此,應選定十六烷值高的柴油。柴油的自燃性好,著火延長期短,著火后進入汽缸的燃油量相對降低,著火后壓力升高的速度降低。此時,柴油發電機工作相對柔和、平穩。而十六烷值太高,也將造成柴油發電機冒黑煙、經濟性能下降等問題。十六烷值的選購與柴油發電機的使用轉速有關,對于發電用中高速柴油發電機,十六烷值的范圍應當在40-50之間。
如果供油時間過早,此時氣缸內的壓力和溫度相對過低,噴油汽缸的燃油與空氣的混合程序變慢,這使得著火增長期加長,引起柴油發電機著火燃燒流程變得緩慢,這同樣致使柴油發電機燃燒粗暴。且過量的供油提前角還將造成柴油發電機動力無勁、油耗增加、起動不成功等其他故障。
與噴油提前角一樣,噴油延續時間對柴油發電機性能同樣有著重要危害。在噴油量一定的條件下,噴油延續時間短,則噴油速率過快,此時雖可獲得較好的油耗及排氣煙色,但也帶來柴油發電機燃燒粗暴的負面效果。
如果某個汽缸的供油量較大,則該汽缸在運行程序中就可能發出清脆的、有節奏的敲擊聲。
柴油發電機工作粗暴,通常是因為燃燒瞬態的爆發力和運動慣性力激發而導致內部機構的機械振動所致。這將加劇汽缸活塞的磨耗,增加活塞連桿所受的沖擊力,使連桿和曲軸發生變形,從而導致機體變形等故障出現,嚴重危害柴油發電機的使用時限。與此同時,這些震動通過與之剛性連接的零部件的振動及柴油發電機外表向外界輻射出噪音,污染環境。
當柴油發電機出現燃燒異響(搗缸或作業粗暴)后,應著重進行下述舉措的檢修,找出損壞源并排除,確保柴油發電機的正常工作。
噴油時間過早,氣缸內會發出尖銳、清脆和有規律的敲擊聲;如果噴油正時正常,應檢驗空氣過濾器是否堵塞、進氣管是否堵塞、橡膠接管是否凹癟等,使柴油發電機進氣量不足。如果存在這些堵塞,該當予以消除或修復。
可能是噴油泵滴油、出油閥磨耗或卡住造成部分缸的供油量增大。噴油咀滴油可用拆卸排氣管的舉措或單缸斷油法預判;出油閥磨損可用手油泵壓油時拆下高壓油管的方案檢驗,如果此時出油閥接頭處有柴油溢出,則說明出油閥滲油,應查明起因并予以處理。
供油量不均時,如果某個缸的噴油量過多,該氣缸就會發生強烈的有節奏的“噠、噠、噠”的燃燒噪聲并可能排黑煙,此時可用單缸斷油法預判故障缸。某個氣缸斷油后,敲擊聲消失,則該汽缸就是損壞缸,酌情予以維修。
柴油發電機使用的燃料是較難揮發又較易自燃的柴油,柴油是在壓縮行程終了時,在高壓下高速噴入燃燒室、被細化成微粒、迅速蒸發并與空氣混合。因為油氣混合時間短,且這種不均勻可燃混合氣不是由外源點燃,而是燃油在高溫、高壓下的自燃,就使得汽缸內壓力在燃燒瞬間上升很快,導致柴油發電機作業粗暴、噪聲大。如果在油氣混合的某些環節產生不協調的情形(如個別缸的噴油時間不合適、噴油量較大等)時,將引起柴油發電機燃燒現象的進一步惡化,噪聲增大,產生類似金屬敲擊的“噠、噠、噠”聲。柴油發電機出現這種情形后,危害很大。此時應停機檢查,排除損壞,防止更大的故障發生。