柴油机的操作和维护

柴油机的操作和维护培训教材批准审核编写皖南水电检修公司2011年09月柴油机的基本组成:1

发动机系统介绍：（一）机体组件：【功能】各机构和系统的装备骨架，并作某些系统的组成部分。【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零部件。（二）曲柄连杆机构：【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而实现热能向机械能的转换；曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出的功能。【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。（三）配气机构【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸体。【组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。进、排气门、摇臂、气门弹簧等。

正时齿轮、气门挺杆、凸轮轴、发动机进：排气系统：进、排气管系统由空滤器、增压器、进气歧管（中冷器）排气管、缸盖以及消声器等组成。空气滤清器一般为干式空滤器，其作用是过滤清洁的空气进入燃烧室，减少发动机的磨损，延长使用寿命。如果空滤器使用不当或失效，以及不装，缸套磨损增加8倍，活塞磨损增加3倍，活塞环磨损增加9倍。增压器：其作用：迫使更多空气进入气缸、使发动机发出更大功率。（四）燃油供给系统【功能】按照柴油机工作循环所规定的时间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸内喷入适量的柴油。【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器等零部件。（五）润滑系统【功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保证柴油机长期可靠工作。【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路等。机油的作用：润滑作用：保证各磨擦部分有充分的油膜，保证完全的流体润滑。把金属的磨擦力变为液体磨擦，最大限度地减少磨擦力，降低功率损失，减少发动机的磨损，并防止拉缸和烧瓦。冷却作用：内燃机燃烧产生大量热量，大部分由排气、冷却液等带走。一般通过油的循环也带走热量6-14%左右。清洗作用：内燃机在运转中产生大量的沉积物和杂质等，通过润滑油把它们从零件表面清洗下来，由滤清器滤掉。减振作用：当发动机燃烧或汽车在颠簸的路面上行驶时，使局部压力急剧增大。润滑油要把这种局部的高压分散给全部液体膜承担，同时也把固体的点接触变化为液体的面接触，起分散应力的作用。密封作用：润滑油有一定的粘度，对运动件起密封作用，特别是在气缸活塞组润滑油的密封作用是很重要的。防锈作用：油膜吸附在机体各部分，把空气和水隔开，起防锈作用。为了使润滑油在发动机运行中更好的体现其作用，必须使用柴油机专用机油。机油粘度分类为15W/40，是多粘度等级柴油机油，在我省南北通用。在一15°C以上地区冬夏季通用，南北方通用，不需按季节换用。既节约油料，又方便管理，并能改善柴油机的低温启动性能，使用该机油发动机机械磨损小，密封性能好，能提高发动机功率，降低油耗，延长发动机寿命。润滑系统的结构组成六）冷却系统【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，以保证其正常的工作温度，这也是保证柴油机长期可靠工作的必要条件之一。【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路等。七）启动系统【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保证启动的安全性和可靠性。【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，启动电源，启动线路和电动马达等。（八）调速器（1） 作用：从理论上讲，柴油机工作时，油门开度不变，则每循环的供油量应该不变。但实际工作中，由于负载存在变化，从而引起转速的变化，使喷油泵的供油正时和供油量随发动机转速变化而变化，这使柴油机的工作稳定性很差。转速较高时，由于供油提前和供油量增多，使柴油机的转速过高而产生过大的离心力，柴油机容易产生“飞车”，甚至损坏柴油机；转速较低时，而由于供油推迟和供油量减少，柴油机容易熄火。因此，柴油机的调速器是非常重要的。（2） 电子调速系统的工作原理就是，转速传感器将发动机的转速信号传输给速度控制器，速度控制器将信号处理后确认应该给电子调速器（执行器）多大的电流，通过电磁铁的驱动将发动机转速控制在设定值内。例，当发电机组负荷突然增加，使发动机转速下降，速度控制器通过转速传感器探知转速低于设定值就马上给执行器增加电流，执行器电流增加磁力增大，将油泵油量控制齿调向内推，加大油泵油量使发动机加速旋转直到恢复到设定值，当然这都是一瞬间完成的。下图是电磁铁调速器结构图：33柴油发电机组的操作与维护一、 启动前的准备：1、 操作者首先要阅读熟悉操作手册；2、 检查机组各部分是否正常，各附件连接是否可靠，并排除不正常现象；3、 发动机油底壳内的机油油面是否在规定范围内，最高不要超过上刻线，最低不要低于下刻线，否则放掉或添加；4、 冷却系统内冷却液是否符合要求，冷却液面加到距水箱口50mm处，如水箱内无冷却液，向水箱内加注冷却液面速度不要太快，让机体内水道里的空气排出；5、 燃油管路，排出燃油管内的空气；6、 起动电池电压是否具备起动该柴油机的容量，接线柱是否牢靠；7、 次启动时，要求给增压机里加油。方法是取掉进油管往里面加注少许清洁机油；8、 停放较久的发动机，在启动前要先转动曲轴3-5转；9、 空气开关是否在断开位置。二、 发动机的启动：做完起动前的准备工作后，就可以起动发动机。如果起动机在30秒内未将发动机起动，须停2分钟后再进行起动，以免损坏起动机，三次起动未成功须作进一步的检查，直至起动成功。如果发动机是首次起动，或者是更换过机油或滤清器后起动，应在发动机运转几分钟后停止，并等15分钟后待机油流回到机油盘中，再一次检查机油面是否在规定范围内，如正常可以起动发动机运转。三、 发动机的运转1、 在发电机组运转时，要密切注意发动机的机油压力表、水温表、电压表、电流表、频率表，特别是在发动机首次起动时，要记下机油压力表的读数供以后参考。2、 发动机运转要先看有无三漏现象，仪表是否正常，并闻一闻有无异味，是否有异常响声。3、 警告：当发电机组运行过程中，切忌不可将电瓶从发电机组上脱离，否则将造成整个控制线路的损坏！三、 发动机的停机1、 停机前要先将负载去掉，空载运行3-5分钟，以使活塞、缸盖、衬套、轴承和涡轮增压器有足够的时间进行冷却。这是很重要的，尤其对涡轮增压发动机，涡轮增压器中的轴承和油封均要受到排气高温的影响，发动机在运转时这些热量由循环的机油带走，但是如果发动机突然停机，增压器温度可能升高56°C之多，过热的结果将会使轴承烧死或油封失效。2、 发动机不要长时间空载或怠速运行因为燃烧室温度过低，使燃油不可能完全燃烧，这将引起积炭，从而堵塞了喷油嘴喷孔和活塞环，并出现排气管有“黑油”溢出，还可能使气门卡住。一些未燃烧的柴油将冲刷气缸壁上的润滑油，并稀释曲轴箱中的机油，使发动机中所有运行件受到润滑不良之害。四、 发动机的保养保养是降低运用成本的关键。一台柴油机需要定期按保养表进行保养，以使它保持有效的运转。预防性保养是最容易、最经济的保养。它使保养部门可以在合适的时间进行工作。A级保养检查----每日检查机油；检查冷却液；排除三漏（漏气、漏水、漏油）；检查进气管是否漏气（如果漏气易引起发动机早期磨损）；检查皮带；水泵皮带风扇皮带排气系统；检查蓄电池电压，电解液是否淹没极板10-15mm；检查报警信号灯是否正常；若是自动化机组，看各系统是否在自动位置；放掉油、水分离器里面的水。B级保养检查——每250小时、6个月1、 先完成A级的全面检查；2、 250小时或6个月更换机油（备用机），必须使用柴油机专用机油。3、 更换专用机油滤芯一套；4、 必须使用厂家认可的专用滤芯，在更换滤芯时要特别注意，先将滤芯里面注满新油。C级保养检查——每1500小时、1年1、 重复A级和B级的全面检查保养2、 更换冷却系统内的防冻液。3、 调整进排气门间隙和喷油嘴行程（1500小时或1年）D”级保养检查——每4500小时、2年1、 重复A、B、C的保养；2、 必须把油泵和喷油器拆下送实验室调校；3、 检查水泵是否漏水、锈蚀；4、 彻底检查增压器。季节性检查：春季：（汛前检查）1、 清洁发动机;；2、 检查各紧固件的紧固情况；3、 检查油管、水管、进、排气管的连接情况；4、 检查机组有无三漏情况；5、 检查蓄电池；6、 及时消除发现的缺陷和异常。。秋季：（汛后检查）1、 清洁发动机；；2、 检查各紧固件的紧固情况；3、 检查油管、水管、进、排气管的连接情况；4、 检查机组有无三漏情况；5、 清洁电器接头并检查蓄电池；6、根据检查情况制定检修、保养计划。发动机故障诊断一、注意观察发动机故障早期现象发动机自动熄火振动异响发动机温度、压力突然变化烟度过重功率下降机油消耗率增大燃油消耗率增大燃油、机油或冷却液泄漏二、 故障现象的判断方式：故障现象是一定的故障原因在一定工作条件下的表现，不同的工作条件，故障都会有不同的表现.这些表现一般都具有可听、可嗅、可见、可摸或可测量的性质。总括起来不外以下几点：1、 运作反常2、 声音反常3、 温度反常4、 外观反常5、 气味反常三、 判断故障原则和方法一般原则是：结合构造，联系原理；弄清现象、联系实际；从简到繁，由表及里;按系分段，推理检查。1、 隔断法2、 比较法3、 验证法4、 分析故障时应尽可能减少拆卸。四、 故障判断的一般程序1、 把发动机看成整体2、 向操作者全面了解情况3、 作必要的检查4、 作正确的修理5、 核实所作的修理确己解决问题柴油机的常见故障一、柴油机不能起动的故障原因及排除方法故障（一）：燃油系统故障故障原因：1、 燃油系统中有空气2、 柴油滤清器阻塞故障（二）：电启动系统故障故障原因：1、 电路接线错误或接触不良2、 蓄电池电力不足3、 起动电机电刷与换向器没有接触或接触不良二、 柴油机功率不足的故障原因及排除方法故障（一）：燃油系统故障故障原因：1、 燃油管路故障2、 喷油泵供油不雾化3、 喷油泵雾化不良或喷油压力低故障（二）：进、排气系统故障故障原因：1、 空气滤清器故障2、 排气管故障故障（三）：气缸盖组件故障故障原因：1、 气缸盖与机体结合间故障2、 进排气门漏气3、 气门弹簧损坏4、 气门间隙不正确5、 喷油器故障三、 排气颜色不正常的故障原因及排除方法故障（一）：排气冒黑烟故障原因：1、 柴油机负荷过规定2、 各缸供油量不均匀3、 气门故障4、 喷油故障5、 进气量不足6、 涡轮增压器故障故障（二）：排气冒白烟故障原因：1、 喷油器故障2、 启动时个别气缸不燃烧故障（二）：排气冒蓝烟故障原因：1、 空气滤清器故障2、 活塞环故障3、 长期低负荷运转4、 油底壳内机油加入过多四、 机油压力不正常的故障原因及排除方法故障（一）：机组压力下降故障原因：1、 机油管漏油2、 机油泵进空气，油底壳中机油不足3、 曲轴故障4、 摇臂轴故障5、 机油冷却器或机油滤清器故障故障（二）：无机油压力，压力表指针不动故障原因：1、 机油压力表损坏2、 油道堵塞3、 机油泵故障4、 调压阀失灵五、 出水温度过高的故障原因及排除方法故障（一）：水管中有空气故障原因：柴油机起动后出水管不出水或水量很少，水温不断上升故障（二）：循环水量不足故障原因：1、 淡水泵或风扇转速问题2、 淡水泵叶轮问题3、 淡水泵叶轮与壳体间隙问题4、 开式循环中，水源水位问题5、 闭式循环中，散热器水量问题6、 水管路堵塞故障（三）：调温器失灵故障（四）：水温表不灵故障（五）：气缸套肩胛处有裂纹六、 电动机系统组件常见故障及排除方法故障（一）：起动电机不转动故障原因：1、 连接线接触不良2、 电刷接触不良3、 起动电机本身短路4、 蓄电池问题5、 电磁开关问题故障（二）：起动电机空转无起动力故障原因：1、 电刷、接线头问题2、 轴承套问题3、 短路4、 电磁开关触点烧毛，接触不良5、 蓄电池问题故障（三）：起动电机齿轮与飞轮齿圈顶齿或起动电机齿轮退不出故障原因：1、起动机与飞轮齿圈中心不平行2、电磁开关触点烧在一起七、 调速器常见故障的原因及排除方法故障（一）：转速不稳定（游车）故障原因：1、 各分泵供油问题2、 喷油嘴问题3、 齿杆、凸轮轴、柱塞弹簧、出油阀弹簧、飞铁销孔、调节齿杆与调节齿轮、调节齿杆或油门拉杆等零部件问题4、 燃油系统中有空气5、 低转速调整不当故障（二）：标定转速达不到故障原因：1、 调速弹簧问题2、 喷油泵问题3、 短路操纵手柄未拉到底八、 废气涡轮增压器的常见故障的原因及排除方法故障（一）：柴油机发不出规定功率故障原因：1、 轴承磨损2、 压气机叶轮及其涡壳流道沾污3、 涡轮进气壳漏气4、 涡轮、压气机叶轮问题故障（二）：柴油机排气烟色不正常故障原因：1、 排气冒黑烟2、 压气机部分流道沾污故障（三）：排气冒蓝烟故障原因：1、 弹力气封环问题2、 中间壳回油通道问题故障（四）：异常声响及振动故障原因：1、 压气机问题2、 装配不当3、 涡轮叶轮或压气机叶轮问题4、 涡轮壳变形5、 无叶涡壳通道问题故障（五）：涡轮压气机转子转不动或者不灵活故障原因：涡轮、压气机背部及弹力密封环座处严重积炭故障（六）：轴承烧损及转子碰擦故障原因：1、润滑油问题2、 进油温度3、 涡轮、压气机转子动平衡破坏或组装不当4、 排气温度5、 涡轮壳变形柴油机试题1、柴油机排气管冒蓝烟的原因？答：

（1）（1）（2）（3）（4）（5）活塞环磨损严重；气缸套或活塞磨损严重或损伤;各活塞环开口位置重合；增压器油封失效。2、柴油机排气管冒蓝烟的排除方法?答：（1）（2）（3）（4）（5）放出多余机油；更换活塞环；更换气缸套或活塞；调整活塞环开口位置；检修或更换增压器油封。放出多余机油；更换活塞环；更换气缸套或活塞；调整活塞环开口位置；检修或更换增压器油封。答：（1）（2）（3）（4）中冷器漏水进入气缸内;冷却水温太低；燃油中有水；中冷器漏水进入气缸内;冷却水温太低；燃油中有水；喷油器低速时不雾化。4、 柴油机排气管冒白烟故障的排除方法？答：（1）（2）（3）（4）（5、答：（1）（2）（3）（4）（6）（7）（8）暖机后再加负荷；排放燃油箱中积水；缩短低速运转时间或更换偶件。柴油机日常维护的内容有哪些?消除柴油机漏水、漏油，漏气现象，保持柴油机表面清洁与环保。检查燃油箱油位。检查油底壳内机油液面高度。检查水箱水位。检查蓄电池电压是否符合规定。检查外部所有管子的密封和附件的紧固情况。注意观察柴油机运转过程中变化，尤其是机油压力、排烟和不正常响声，如发现有不正常变化观象时，应认真检查，以便于及早发现事故因素并及时排除。6、 柴油机发生故障后，往往会出现哪几种异常现象？答：（1）（2）（3）（4）（5）（6）声音异常;动作异常;外观异常;温度异常;压力异常;声音异常;动作异常;外观异常;温度异常;压力异常;气味异常。答：故障发生前出现过哪些异常现象；在这之前曾进行过哪些维修、保养工作；过去是否出现过类似现象?如何进行处理的。8、 发动机冷却液温度太低是何原因，如何排除？答：节温器故障，更换节温器。9、 发动机在起动前对冷却系统检查哪些内容？答：(1)(2)(3)(4)(5)10、答：11、答：12、答：13、答：14、答：15、答：16、答：(1)(2)(3)检查冷却系统是否泄漏或接头是否松动。检查冷却系统软管是否断裂，管夹是否松动。检查水泵是否有泄漏现象。检查风扇传动带是否断裂和磨损。检查冷却液液位，必要时加入冷却液。蓄电池型6-QAW-100中各段字符表示什么含义？6-6个单格；Q-起动型；A-干荷式；W-免维护；100-额定容量100A・h蓄电池极板上的物质是什么？在充足电的状态下，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的物质是氧化铅。放电以后，正负极板上的物质都是硫酸铅。通常多长时间进行蓄电池技术状况检查？在使用过程，要定期进行蓄电池技术状况检查，一般夏季为5〜6天；冬季为10〜15天。如何检查发电机传动皮带松紧度？检查发电机皮带是否松弛，一般用拇指按压皮带中部，挠度为10mm左右为合适。如不符合，可对发电机机架位置进行调整。起动机由哪几部分组成？常用的起动机一般都是直流串励式电动机，其结构一般由磁极(定子)、电枢(转子)、电刷及电刷架、换向器(与转子一体)、机壳与端盖等组成。起动机的电磁开关起什么作用？起动机电磁开关的作用是：电路接通后，吸拉线圈将活动铁芯拉动，带动拨叉拨动驱动齿轮进入啮合位置，同时接通起动机主电路，使起动机旋转。保位线圈的作用是将活动铁芯保持在接合位置。柴油机起动时有哪些注意事项？按规定做好柴油机起动前的准备工作；检查蓄电池存电是否充足、电气线路是否正确和导线接触是否紧密；起动机每次起动时间不超过5s，每次起动的间隔应大于15s。当柴油机连续三次不能起动时，应对柴油机、起动机、蓄电池和连接导线等进行检查，待排除故障后再起动。(4)当柴油机一旦起动后，立即放松按钮，使起动机齿轮由啮合位置退出而停止工作。17、 冬季使用蓄电池应主要注意什么问题？答：一是要注意蓄电池的保温；二是为了防止蓄电池的结冰，而应适当加大电解液密度。18、 如何正确使用蓄电池？答：不要大电流充电或过电压充电。避免铅蓄电池过放电和长期处于亏电状态下工作。尽量避免铅蓄电池长期处于小电流放电情况下工作。严格按规定使用起动机，不常鸣喇叭。放完电的蓄电池，应在24小时内充足电。冬季起动时，并严格控制起动时间。20、驱动起动机的电流从何而来？答：起动机电流由蓄电池经电磁开关的接线柱、接触盘进入。起动开关只起接通起动继电器的作用，起动继电器的作用是以小电流控制大电流。答：(1)(2)(答：(1)(2)(3)(4)充电电流过大；过充电时间过长；低温大电流放电；电解液密度过高。答：(1)(2)(3)答：(1)(2)(3)(4)内部短路；电池盖上洒有电解液；电池上下温度差和密度差。21、 导致充电系统不能充电的原因可能有哪些?答：充电系统电路故障；发电机本身有故障；调节器故障有故障致使无法提供激磁电流。(1)充电系统电路故障；发电机本身有故障；调节器故障有故障致使无法提供激磁电流。(2)(3)22、 电力起动系统一般由哪些部分组成？蓄电池；起动机；蓄电池；起动机；起动开关；起动继电器。(1)(2)(3)(4)23、 起动机转子不转的原因可能是哪些？答：起动开关接触点烧蚀;起动继电器触点烧蚀;换向器脏污、烧蚀。什么是发动机压缩比？(起动开关接触点烧蚀;起动继电器触点烧蚀;换向器脏污、烧蚀。什么是发动机压缩比？(2)(3)24、答：压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比值。25、什么是喷油提前角？答：喷油器向气缸喷油是在活塞到达压缩上止点前某一个角度(曲轴转角)，这个角度称为喷油提前角。26、 什么是供油提前角？答：柴油机的喷油提前角是对于喷油器而言，而供油提前角是对于喷油泵而言。由于燃油及其压力的传递需要一定的时间，喷油器开始喷油的时间要晚于喷油泵出油阀的出油时间，两者约相差8°。27、 润滑油的作用有哪些？答：润滑油俗称机油，其作用有以下几个方面：（1）润滑、（2）清洁、（3）冷却、（4）密封、（5）防锈防腐、（6）降低噪声、（7）应力分散。28、 发动机的润滑方式有哪几种？答：由于发动机各运动副的工作条件不同，对润滑强度的要求也不同。它取决于工作环境的好坏，承受载荷的大小和相对运动速度的大小。发动机各部件的润滑方式主要有：（1）压力润滑：（2）飞溅润滑：（3）喷油润滑：（4）定期润滑。29、 曲柄连杆机构的功用是什么？答：曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转变为机械能的主要机构，其功用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的旋转力矩，对外输出动力。30、 曲柄连机构由哪些组成？答：曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。31、 常用的柴油机柱塞式供油系统中有哪些偶件？答：柱塞偶件；出油阀偶件；针阀偶件。32、 喷油器检查和调整有哪些项目？