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柴油发电机曲轴裂纹和变形的检验方法 柴油发电机在工作中，曲轴由于受力和工作条件复杂，各摩擦表面滑动速度很高，散热条件又差，因此，曲轴不仅轴颈容易磨损，而且还会出现弯曲和扭曲变形，甚至产生裂纹或折断等。所以在解体清洗后，应进行仔细检查，根据查出的损伤部位和损伤程度，采取相应的修理方式。 1、 曲轴轴颈磨损的检验与处理方法 磨损部位。曲轴的主轴颈和连杆轴颈在工作中不可避免地要产生磨损，而且磨损是不均匀的，其主要表现为轴颈出现圆度、圆柱度超过标准值和拉伤。连杆轴颈磨损的 部位，一般在各轴颈的内侧面上，即靠曲轴中心线一侧，使轴颈失圆；而磨损成锥形的部位，一般在润滑油道杂质附着的一侧和受力大的部位上。曲轴主轴颈 _的磨损部位，按发动机的强化程度、气缸数、曲轴长度和平衡块的配重不同而各异，而且相对于连杆轴颈磨损要均匀些。实践表明，连杆轴颈的磨损比主轴颈磨损要快，但是，主轴颈磨损比连杆轴颈磨损所造成的后果要严重。 检验与处理方法：根据各轴颈磨损规律查找出磨损部位，可用外径测微器测量其圆度和圆柱度以便确定曲轴的修理级别和磨削尺寸。其具体方法是；先在润滑油道孔两侧测量，再转90°测量，其测量的 值与小值之差值即为轴颈的圆柱度。在轴颈纵向测量出的 值与小值之差，即为轴颈的圆柱度。当轴颈圆度大于0.050mm，锥度大于0.013mm，或者发现轴颈有拉伤、烧蚀等损伤时，都应进行修理。轴颈磨损量超过极限需要修理时，应从磨损 的的轴颈开始，按曲轴分级修理尺寸（每级相差0.25mm），在专用的曲轴磨床上进行磨削，并进行抛光处理。修磨后要求轴颈圆度不得大于0.005mm，锥度不得大于0.005mm，表面粗糙度Ra不得大于0.80~0.40um,各轴颈的径向跳动不大于0.05mm，否则，为不合格。 2、曲轴裂纹的检验与处理方法 裂纹多发部位“曲轴的疲劳裂纹多发生于轴颈与曲柄臂相连的过渡圆角处以及轴颈中间油孔处。前一种裂纹为横向裂纹，是曲轴断裂的先兆，即从出现微细裂纹，逐渐延伸， 在特定条件下发生断裂，后一种裂纹为纵向裂纹，由油孔处往轴向展开。 检验与处理方法：曲轴裂纹微细，用肉眼不易看出，可用磁力探伤仪进行检查。在条件不具备的情况下，简易的检查方法是浸油锤击法：先将曲轴浸入煤油中片刻，取出擦净后，撒上 ，然后用手锤分段在曲轴臂上敲击，由于震动，裂纹内的煤油渗出，使 显出油迹呈现黄色线痕，据此即可判定裂纹位置和长度。 轴颈有横向裂纹的曲轴，不宜继续使用，但是，横向裂纹细小，经磨削后在修理尺寸范围内能的，尚可使用，否则，必须予以更换，轴颈有纵向裂纹，也应磨削，在磨削条件不具备的情况下曲轴继续使用的原则是：裂纹未过两端圆角处或油孔边缘处时，尚可继续使用，但不可在超负荷下工作，不能猛轰油门，并在使用中加强检查，以防裂纹延伸而折断。 3、曲轴变形的检验与处理方法 曲轴变形是指曲轴弯曲和扭转。曲轴弯曲变形反映较明显的部位是中间主轴颈处。曲轴弯曲变形后若继续使用，将加速曲轴连杆机构的磨损，甚至使曲轴产生裂纹和断裂。因此，在发动机修理中，必须对此进行检验。检验时，应将曲轴两端支撑在平台上的V_形架上，用百分表触头抵在中间主轴颈避开油孔处，慢慢转动曲轴一周，观察百分表上所指的 数值与小数值，两值之差的二分之一即为曲轴的直线度。若曲轴有偏磨时，应减去偏磨量。直线度在0.05~0.10mm范围内时，可结合轴颈磨削矫正。 曲轴扭转角的检验方法是：将曲轴水平支撑在平台上，使同位连杆两轴颈位于上止点（如六缸曲轴的1、6缸连杆轴颈，四缸曲轴的1、4缸连杆轴颈），再用百表测量前、后两连杆轴颈在其 点的高度差，差值越大，说明扭转角越大。 曲轴的主要损伤是轴劲磨损、曲轴裂纹和断裂。 裂纹从油孔处产生，沿与轴线成45°～55°方向发展，造成主轴劲与连杆劲断裂；裂纹由圆角处产生，向曲柄臂发展造成曲柄臂断裂，常发生在曲轴全长2/3的部位上。除上述以外，曲柄还会产生弯曲和扭曲变形。 4、用磁力探伤器检查曲轴是否有裂纹和损伤 经磁力探伤器检查，曲轴油下列情况就不能继续使用： 1）在曲轴的圆角处或图所示的应去有损伤。 2）在45°的交叉线跨越油孔处或进入有孔的倒角处有裂纹或损伤。 3）出现长达6mm以上的裂纹。 4）在一个轴劲上有多余4处以上的裂纹。 表层下部的显示欠款如图所示，若有下列欠款曲轴就不能使用。 1）在曲轴圆角处或在图的阴影区域内有圆周方向的裂纹与损坏。 2）在圆周方向有长达25mm以上的裂纹。 3）在轴线方向有长达9.5mm的裂纹。 4）有在离有孔倒角距离近于1.5mm的裂纹。 5）有45°的交叉线跨越油孔的裂纹。 请注意：经磁力探伤的曲轴，必须完全地退磁和池底地清洗，才能使用。 5、曲轴磨损部位的测量 测量曲轴主轴轴颈和连杆轴颈的圆度误差和圆柱误差。如果圆度误差大于0.05mm或圆柱度误差大于0.013mm，则需要磨削曲轴轴颈。 6、曲轴弯曲度的测量 曲轴弯曲度是指：当曲轴用其两端轴劲支撑时，在中间主轴劲所测得的千分表总读数的一半就是弯曲度或全长的不同心度。 轴颈的跳动量是指：当主轴劲沿着一个共同的轴线转动时，一个主轴机的千分表总读数和另一个相邻的轴颈的千分表总读数之间的差值，即为相邻轴颈的跳动量。 弯曲量得测量：将曲轴的两端轴颈支撑在V形铁上，如图2-76所示，将千分表的量杆放在轴颈中心线处，并使触头触到被测轴劲，转动曲轴，测量每个轴颈，并作记录，把所测中间主轴劲的千分表读数除以2，即为弯曲度。曲轴 弯曲度：K38型柴油机为0.267mm；K50型柴油机为0.356mm。 7、曲轴的修理 1）清洗曲轴中的油道。其方法是：卸下所有孔塞；用一根钎子和擦布及清洗溶液清洗所以曲轴中的油道；用清洁的SAE20或30W号机油润滑油孔，装回孔塞。 2）曲轴轴颈磨损后，可用磨削方法修理。 磨曲轴时，在曲轴前端的曲臂上打记号以标明需安装的主轴瓦或连杆轴瓦的准确尺寸，在后端的曲柄臂上打上需装加厚止推环的尺寸和位置。 在磨削曲轴前，检查它的弯曲度是否在规定的范围内，如果不在规定的范围内，就必须报废。对不进行圆角出来的曲轴，则可以进行较直。
只有正确的操作和保养才能减少柴油发电机气缸套的异常磨损 柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂，主要有：磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等，通常是几种磨损形式同时存在，互相影响，相互作用，从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、保养方法有很大关系，只有保持正确的操作和保养方法，才能有效减少和柴油发电机气缸套的异常磨损，延长使用寿命和大修间隔期，降低使用成本，提高企业的经济效益。 气缸套异常磨损的原因分析：气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损，一般分3个阶段，即：初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低，一般为0.01～0.08mm/1000h；异常磨损率则达到10～15mm/1000h。根据维修经验分析，在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关： 1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类： 超速超负荷作业：柴油发电机超速运转时，活塞运动速度加快，缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高，当缸套表面温度升高至200℃左右时，缸套表面润滑油膜遭到破坏，摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样，超负荷作业时，进油量增多，燃烧室内空气充量相对较为不足，造成燃料燃烧不完全，导致排气温度高，缸套表面温度随之上升，润滑油膜被烧蚀、破坏，使摩擦面间润滑不良，产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀，使缸套表面积炭增多，产生了磨粒磨损；同时润滑油的高温扩散性差，易产生高温腐蚀。因此，长期超速超负荷作业，缸套异常磨损特别严重。 频繁变换工况：当发电机在变换工况下运行时，如启动、停机、变负荷等，缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化，容易使缸套磨损。 为以下几类： （1）“三滤”未清洁或失效而没能及时更换：烟尘主要含有石英砂等，柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时，灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时，灰尘就较易进入发电机，这些尘埃进入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨损。有试验表明，当磨粒直径在30m左右时，所造成的磨粒磨损为剧烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下，弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒，因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器，对减少磨粒磨损有很大作用。 （2）冷却水温度太低或太高：冷却水温度过低，则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸，对缸壁造成严重的酸腐蚀；同时温度低，燃料不能完全燃烧，一部分成为废气排出，一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油，导致摩擦面间润滑不良，磨损加剧。冷却水温度太高，则使润滑油养化严重。有试验表明，温度每增加10℃，氧化速度将增加一倍，因此，缸套壁温度过高，润滑油膜氧化速度进行得很快，此时润滑油粘度降低，油膜容易破坏，加剧磨损，根据对许多柴油机的试验表明，冷却水温度在75～80℃为宜，此时磨损量较低；另外，润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损，使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有：发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少，水泵风扇皮带太松致风扇风力不足；冷却水道堵塞水流不畅，水箱冷却片污物多致散热差；冷却水道渗入高温气体；润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等，均会造成水温偏高。 （3）燃烧室内积炭多：柴油发电机运转一段时间后，就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭，若没有及时清理，这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒，使摩擦面产生磨粒磨损；同时因积炭造成表面散热差，导致磨擦面间表面温度升高，降低润滑油的润滑性能，也同样加剧了气缸套的磨损。 （4）润滑油变质：润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降，从而使有腐蚀磨损表面更加严重，表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降，容易破坏润滑油膜，使表面磨损加大，对此，应定期更换润滑油，确保表面处于良好润滑状态。 为防止气缸套发生类似上面的异常磨损，应做好以下几点措施： 1）柴油发电机启动后，应适当地慢转一段较短时间，待温度升高后，再带负荷工作；柴油发电机在带负荷工作时转速应均匀，不应在超负荷情况下工作，工作温度要保持在规定的范围内，不可过高或过低； 2）按时清洁更换失效的空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器；按不同季节更换不同的润滑油，定期添加或更换油底壳的润滑油；定期清洁活塞顶、气门及气缸盖上的积炭；经常清洗水箱，清通冷却水道，检查、调整风扇皮带，检查节温器性能，失效应及时更换。 3）发现柴油发电机有故障时要及时排除，避免因小故障而造成大的损失；
柴油发电机组的污染控制 柴油发电机组进气系统主要是将经过灰尘、杂质过滤的空气送入气缸内。通过对进气系统的改进，控制进入的空气量能有效减少燃烧后的空气污染。根据行业内的相关知识和研究经验，有以下两种改进方式： 1．采用可变涡流进气系统：由于进气涡流强度对NOx的排放影响较大，采用可变涡流进气系统的方式依据转速和负荷的变化来控制涡流强度，可在不牺牲经济性的情况下降低NOx的生成量。 2．采用多气门技术：可扩大进、排气门的总流通截面积，充量系数增加，且喷油器可垂直布置在汽缸轴线上，有利于燃油在燃烧室空间中均匀分布，其混合气形成和燃烧条件大为改善，使放热规律更为合理，尾气排敏中NOx的排放下降，CO的排放也有所减少，而且炭烟在大负荷时也明显下降。 在使用柴油发电机组时，也要加强发电机组维护保养，更要控制好污染排放，才能实现绿色、可持续发展。
柴油发电机组发生故障拉缸了怎么处理 柴油发电机组拉缸故障的表现特征： 1、柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化，排气冒黑烟。 2、活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏，气体密封失效，机油的消耗量及窜气量迅速增加，使发动机不能正常运转，甚至在很短的时间内，由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。 柴油发电机组拉缸故障的原因： 1、拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表明由于高温而‘熔接’拉伤，即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。 2.柴油发电机组拉缸的根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。 由此可见，供油状况不良，窜气严重，零件过大的接触应力破坏油膜，是造成拉缸的主要原因。除了润滑、配合间隙、零件制造质量外，使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障，具体地说有如下几点： 1.活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。 2.润滑不良，如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。 3.柴油机过热。 4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。 5.活塞及活塞环质量差。 从使用的角度讲，还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车，起动前 用摇把将曲轴转动几圈，使磨擦表面保持一定的润滑油。 6.机组拉缸的表现油路、电路和气管密封性，供油不足是很常见的表现，电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高，密封性要检查气管卡箍是否密封良好。 柴油发电机组是机动性强的特色供电设备。因其使用基本不受场所的限制，且能够连续、稳定、地提供电能，因而被广泛地引用于应急供电设备。作为应急电源，在使用、管理方面有着特殊的要求，避免故障的发生，使供电的保障受影响，甚至导致整机的报废，造成重大的损失。本文以某单位采用的12V135AJZD高速柴油机配以上海电机（集团）公司革新电机厂生产的T2XU-250-4三相同步发电机作为应急电源，在使用过程中，出现严重“拉缸”、活塞烧熔等，导致整机报废的事故进行分析，探讨其故障的原因及避免再次发生此类故障现象的日常管理应注意的问题。 故障分析 上述现象是一起因拉缸导致柴油机报废的重大事故。从发动机的工作原理可知，引起柴油机产生“拉缸”的原因有很多，如：活塞—连杆组变形，发动机不完全燃烧或后燃，超负荷运转，冷却水温度过高，润滑油温度过高或压力过低等等。这些都可引起柴油机在工作过程中，使活塞与缸套之间因为缺乏一层润滑油膜的润滑作用而导致活塞（环）与缸套内壁的直接接触，在相对的运动过程中，接触的金属表面氧化层被磨掉后，金属原子间的吸引力大，且熔点又相对减低；加上在相对运动过程因摩檫产生大量的热量没有及时地被带走，引起极部高温，温度的积累达到一定的值，使两金属熔焊在一起。随着活塞上、下往复运动的撕（推）拉作用，使缸套上的材料比较薄弱部分出现细小裂纹，极少量润滑油的进入裂纹处后，由于活塞的推压，裂纹部分形成一个密闭的空间，油压剧增，裂纹进一步扩张深入，终可使裂纹透过缸套或是撕下金属碎屑。造成缸套冷却水漏入油底壳或引起润滑油滤器的堵塞等事故。另外，由于“拉缸”破坏了原有的活塞与缸套的配合间隙，使吸入的空气涡动效果变差，喷入燃油的雾化质量变差，引起后燃严重，且“拉缸”产生的热量没有及时散出去，缸内的温度上升过高，进而引起活塞头部的熔化、烧塌等现象。海锋柴油发电机组提供技术支持。 从上面分析可见，造成上述严重事故的根本原因是润滑不良引起的。该机润滑系统采用飞溅润滑的形式，其润滑油路是这样：润滑油从油底壳→粗滤器→润滑油泵→细滤器→冷却器，分三路： （1）主轴承→连杆大端轴承→连杆→连杆小端轴承→活塞→油底壳； （2）摇臂轴→凸轮轴→油底壳； （3）蜗轮增压器，回油底壳。而引起润滑不良的原因有：润滑油的氧化粘度大），润滑油温度高，润滑油压力低或流量小等。因该柴油机发电机组不久前曾对发电机进行大修，同时更换润滑油，排除润滑油氧化导致粘度大，但在更换润滑油之前，没有对润滑系统进行清洗，使冷却效果变差是可能的。在试车过程中，从仪表板的指示值可知，润滑油的压力为３．２ｋｇ／ｃｍ２，而润滑油温度达到９０~９５℃、冷却水温度达到８５℃左右，温度偏高，从量油孔可见明显的油气冒出（当时已发出警告并提出温度过高处理的处理意见），导致润滑油的润滑性能变差的原因是温度问题。 而润滑油冷却器的冷却介质是来自发动机冷却水箱的冷却水；冷却水箱采用风冷式，由发动机通过皮带轮带动风扇转动；发动机舱的通风条件差，发动机工作时，室内温度可达４０℃以上。海锋柴油发电机组提供技术支持。正是由于周围冷却介质的温度高，润滑油冷却器脏，使润滑油冷却器的冷却效果变差，润滑油的温度偏高，粘度下降，油膜难于形成，运动副间的磨损加剧，磨掉的金属碎屑掉在油底壳中，被润滑油泵吸出，细小的金属碎屑随润滑油循环而增加磨料磨损，大颗粒的金属碎屑堵在滤器中，使进入系统的润滑油量大大下降，进一步加剧磨损，这就是为什么后来打开的润滑油细滤器中能发现大量金属碎屑。终润滑油滤器的全堵塞，造成断油，运动副的摩擦热来不及带走，使主轴承熔化、拉缸等事故。导致柴油机突然停机。
