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造成柴油发电机组烧瓦和轴瓦失效现象的原因
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【摘要】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…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，我们要掌握备用柴油发电机曲柄连杆机构常见故障与维修排除方法.
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。
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）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）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，才能保证柴油发电机可靠工作，以免更换轴瓦后，再次发生同类故障。
一起了解发电机的种类
发电机是很多客户每天使用的一种机器，但还是有很多客户不了解发电机，下面康明斯发电机厂给大家分享发动机的分类知识。
首先根据发电机的用途在划分，基本上分为家用小型发电机、工业型发电机、大型持种发电机，家用发电机顾名思义就是家庭用的小功率，工业用的就是大型、还有超大功率的发电机。
其次根据发电机的动力来源可以分为风力发电机、柴油发电机、汽油发电这些种类、风力发电机在新疆以及一沿海城市比较多，一般用在城市照明的多一些．柴油发电机和汽油发电机就是我们经常所见到的，这两种用途多也广泛。因为柴油和汽油到处都可以买到，但是风有的地方就比较少了。
发电机的种类如果按照产划分可以分为国产发电机和进囗发电机．国产发电机的优势就是价格便宜，质量一般，没办法，咱们中国人就喜欢搞价格战，搞得太贵了也卖不上价格．进口发电机的价格就贵很多，但是品质和质量确实没得多。
按照声音划分就可以分为静音发电机、超静音发电机、低音发电机、无声发电机这几种，有的发电机声音就比大，如果用在小区里面，很多人就没法安心睡觉。
维曼机电设备有限公司(马鞍山分公司)将秉承“企业成功 、员工幸福 、回报社会”企业使命，凭借品牌、技术、市场、服务等强大实力，恪守“艰苦奋斗、务实、合作共赢”核心价值观，全力打造一个 100kw发电机租赁、550kw发电机租赁、100kw发电机租赁、200kw发电机租赁行业竞争优势显著、企业特色鲜明、社会尊重、员工自豪的优质企业。
发电机管理中的3个有用细节
故障背景：2017年5月20日该轮靠泊印度洋留尼旺岛，锅炉发生点火故障，于是发电机换用轻柴油。换油后不久，发现发电机上的燃油管有滴漏，当时忙于处理锅炉问题，为减少柴油损失，当即关闭了停车状态的一号和三号发电机燃油进出管路的相关阀门。
故障现象：第二天船舶离港时，当班轮机员凌晨4点打给我，说一号发电机不能并车，三号发电机能并车但只能承担150 KW，再加负荷就加不上去。我立即下机舱，检查发电机相关情况，滑油、冷却水各项参数未见明显异常。我尝试向三号发电机手动转移负载，多次手动调节调速器以增加燃油供油量，但负荷没有变化。尝试一号发电机并车，自动与手动并车都未成功，一号发电机显示频率过高。
打开三号发电机保护盖检查高压油泵，油泵齿条拉杆均能自由活动，油尺刻度指示在较大值，排除了油泵的问题，再检查相关管路，发现有个进油阀处于关闭状态，当即慢慢全开燃油阀，三号发电机立即加载到500KW，负荷转移正常。
注意力再转向一号发电机，发现一号发电机类似的进油阀也未打开，当即打开进油阀，并再次尝试并车，但还是并车失败。到港时一号发电机是正常使用的，频率、转速，负荷的转移各项指标都正常，怎么突然就转速过高了呢?
故障措施：三号发电机正常之后，我全部精力集中在一号发电机不能并车的问题上，之前发电机转速感应器出现过速度显示的问题，所以首先还是考虑转速感应器故障，怀疑有可能是感应器脏了或者跟飞轮的间隙超标。该发电机有两个pick-up(转速感应器)，一个用于机旁控制屏显示，一个用于发电机控制系统。当即取出两个感应器，其中一个确实脏了，擦拭干净后，检查了速度感应器的阻值，确认正常，重新装回，调整好间隙，重新启动发电机，转速还是过高--950RPM。
排除了转速感应器的问题，那么故障就应该在机械部分。检查高压油泵，调节拉杆活动正常；检查调速器，该调速器品牌是Regulateurs Europa，型号1102V-4G-25R。发现调速器上的手动速度调节旋钮卡住了，很难转动，联想到二管轮的交接班记录，提示该调速器的同步马达(下图中的021)不是原装备件，当时由于缺少原装备件，用的是上个管理公司遗留下来的其他制造商备件。拆下同步马达，与近期在新加坡刚接收到的原装备件对比，发现两个同步马达参数不一致：非原装备件，制造商Woodward，电压24V，转速2000 RPM，功率5瓦；原装备件，制造商Groschopp，电压24V ,转速2700RPM，功率2瓦,电流0.25A。进一步拆开非原装同步马达，发现马达的塑料齿轮磨损，不能转动。
换上新的同步马达，启动发电机，调节手动转速旋钮，使转速达到916RPM, 待发电机转速稳定后尝试并车，发电机可以成功并车。但是又出现个新问题，并车后一号发电机功率并未提高，相反地，出现逆功率跳闸的现象，几次尝试都是如此。我决定让三管轮在并车屏上尝试并车，我与电机员在发电机旁观察，双方用对讲机联系，发现当发电机并车成功后，调速器速度控制旋钮被同步马达向逆时针方向旋转导致柴油机减速，这与并车后调速器的正确动作恰恰相反，正常情况下，调速器速度控制旋钮应该顺时针方向旋转使柴油机加速从而增加本机承载负荷能力，维持转速稳定。查找到问题症结后，我们再对比同步发电机马达的电压与电流情况、查找相关发电机电线接线图纸，发现一号发电机相关接线控制板亦与原厂图纸一致，这说明接线未曾改动过。于是我们改变同步马达背后的接线，将其对调，再次启动发电机，并车成功，负荷转移顺畅，问题解决。
经过该事件，发现以下几点在未来的轮机管理工作中值得引起注意：
启动发电机之前，一定要检查相关管路系统，之前做出过状态改变的相关阀门，一定要及时设置好。交接班工作一定要交接清楚，不能有遗漏；
该事件的起因在于启动发电机之前没有将关闭的燃油阀打开，该轮经过几任管理公司管理，燃油管路的阀门老化，在全关时仍然存在些许燃油泄漏，造成一号发电机启动时，能正常启动，调速器在燃油量不足的情况下加大油门以保持额定转速，但同步马达因为调速器不正常动作导致里面的齿轮损坏，造成了同步马达卡死，以至于发电机转速达到950RPM 后不能减速。这一点在发电机的管理工作中一定要考虑到；
不同管理公司的备件采购途径不一样，存在大量第三方生产的备件，与原厂备件相比，有些参数都不一致，有些即使铭牌上参数一致，但物理尺寸却不一致。这给轮机员维护保养时带来了诸多不便。主管轮机员在接受备件时一定要仔细核对，避免到使用时陷入被动；即使是原装件，电器要考虑正负极性，机械要考虑左旋右旋。
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柴油发电机故障分析判断方法
1、观察法：
用眼观察柴油发电机运转的外部特征，如机油颜色有无污染；排气颜色的白烟、黑烟还是蓝烟；观察仪表读数是否正常；发动机有无漏油、漏水、漏气的地方。
2、听声法：
柴油发电机运转的声音是否正常，可用长螺钉旋具（或长金属棒）贴耳或用听诊器监听柴油发电机各部位的工作响声。同时改变油量，倾听柴油发电机在各种转速下声响的变化，也可根据声音的有无节奏性，判断工作循环的间隔是否一致。
3、接触法：
用手触摸检查柴油发电机各部位温度是否正常。一般的轴承温度不应超过60℃。用手触摸时，根据经验，手摸记数，从1数到7（约5~6s），若数不到7就感觉灼热不能忍耐，需松手时，则认为该温度已超过60℃。手摸不仅可以用来感温，而且通过手感可以检查连接是否可靠，间隙大小如何，甚至机油有无稀释，粘度大小均可以用手感来做初步判断。
4、脉动感知法：
当柴油发电机运转时，用手紧握高压油管以感受喷油泵供油时所产生的脉动情况，据此判定各缸的工作状况。采用此法时，可同时结合感温法和听声法进行分析比较，以确定故障缸和产生问题的原因。一般情况是，若脉动大，爆发声音强和瞬间温度高，则表明该缸供油量偏大；反之，若脉动小，爆发声音弱和瞬间温度低，则表明改缸供油量偏小；若脉动大，但爆发声音弱和瞬间温度低，则表明喷油器喷孔堵塞或针阀发卡，造成高压油管内油压很高，但不喷油或喷油很少；若脉动小，但爆发声音不正常和瞬间温度高，则表明喷油器喷油压力下降、雾化不良，造成不能及时点火和完全燃烧，因而后燃严重，排气温度增高。
5、断油法：
为了准确判断哪一个缸有故障，可逐个拧松高压油管一端的紧固螺母或用一字槽螺钉旋具撬起喷油泵分泵的滚轮体部件，切断喷油泵到喷油器的高压油路，逐个停止各缸工作；同时观察柴油发电机的工作情况有无变化，以此判定各缸的工作情形。如果柴油发电机的转速和声音有变化，说明该缸工作正常；如果无变化，说明该缸基本不工作，有故障现象（如敲缸、冒黑烟等）时，若切断某缸油路后，故障现象消失，则说明该缸有故障。
6、比较法：
当已确定某缸或某一零部件工作不正常时，为了进一步判定故障的所在部位，可以进行对比检查，或将怀疑有故障的零部件，以本机其他缸的相同机件来代替，或者用备件更换的方法检查，如故障现象转移或消失，则证明该零部件有故障。
7、验证法：
对经过分析判断的故障原因，常常通过试探性的调整或拆卸，以验证原来分析的正确性，从而找到故障所在。例如，经过分析查找已知某一缸排气冒烟正常，并知道是空气系统的原因—压缩不良，那么是气门泄露呢？还是活塞与气缸套之间磨损过大而漏气呢？可向该缸内注入少许润滑油（约4~5g），若压缩力提高了，就说明是气缸漏气。
