發(fā)動機的實用檢測技術(shù)是根據(jù)發(fā)動機在正常與非正常兩種狀態(tài)下的某些指標的對比及變化趨勢,對發(fā)動機的技術(shù)狀況和故障隱患進行定性、定量的分析,為故障的診斷和決策提供科學的依據(jù)的一種技術(shù)。此技術(shù)可用以確定發(fā)動機修理時機和手段,以實現(xiàn)其壽命周期內(nèi)使用費用最經(jīng)濟的目的。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代柴油機更多地采用了電控技術(shù)、信息傳感技術(shù)、故障自動監(jiān)控技術(shù)和工況自動選擇技術(shù)等。
但目前對發(fā)動機的技術(shù)狀況分析、故障判斷和維修方式等,依然沿用幾十年前的落后手段,輕者延誤維修時機,重則出現(xiàn)惡性損壞。
為了適應現(xiàn)代柴油機使用維修的需要,必須以檢測診斷技術(shù)為基礎(chǔ),加強故障潛伏期的監(jiān)控,實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控下的針對性維修。
一、發(fā)動機檢測診斷技術(shù)的應用現(xiàn)狀
1.檢測診斷技術(shù)的開發(fā)研制與用戶之間缺乏溝通
我國自20世紀80年代以來,對發(fā)動機檢測診斷技術(shù)進行了不斷地研究開發(fā),但由于缺乏使用維修人員的參與,對發(fā)動機真實運用情況了解不夠,使檢測診斷技術(shù)與實際應用之間相互脫節(jié)。因此,一些看似先進的檢測設備儀器卻因其不能直觀地確定故障的性質(zhì)、部位和評定發(fā)動機的技術(shù)狀況而一時難以找到用戶,距簡單適用、針對性強以及重復性好的要求仍有較大的差距。
2.對發(fā)動機檢測診斷技術(shù)的應用存在育gJ性
有些單位在對要解決的具體問題尚心中無數(shù),對檢測診斷設備的用途、性能的需要以及使用維修人員技術(shù)水平等缺乏深入了解、分析的情況下,卻盲目地購進檢測設備儀器,甚至只為貪大求洋,裝飾門面,迎合上級的驗收,結(jié)果導致了大量檢測設備儀器的閑置。這充分反映了有的企業(yè)領(lǐng)導對這個問題的錯誤認識及做法。
3.對檢測診斷技術(shù)的應用缺乏推廣和交流
幾十年來,檢測診斷技術(shù)的推廣應用在企業(yè)間是不平衡的,有的起步較早,有的還處于探索階段。如果行業(yè)之間能經(jīng)常組織一些經(jīng)驗交流活動,或者進行一些檢測診斷技術(shù)的學術(shù)活動以及現(xiàn)場觀摩,將會加大該技術(shù)的推廣應用,同時也會促進檢測設備儀器的研制和開發(fā)。
二、常用的發(fā)動機實用檢測診斷手段
1.運動件異響的診斷
發(fā)動機各運動件都裝在一個機體上,各運動件振動引起的異響相互干擾,影響對局部構(gòu)件異響的診斷。目前有效的手段是利用振頻可調(diào)式I聽診器對其進行測定和分析。
2.發(fā)動機性能指標惡化趨勢的檢測
隨著發(fā)動機的不斷磨損,其性能指標不斷惡化,在其未達到停機修理程度之前,應定期對發(fā)動機某些性能指標進行預防性檢測,根據(jù)指標的變化趨勢決定是否采取早期預知性維護和修理。
目前,比較成熟的性能指標測試方法有以下幾種:
(1) 無負荷測功法
一般情況下,采用國產(chǎn)無負荷加速測功儀,將發(fā)動機從中低速(一般在l000r/min)猛加速至額定轉(zhuǎn)速,以實測功率值不小于額定功率的80%為使用標準。
(2) 轉(zhuǎn)速的測定
用最高空轉(zhuǎn)速、額定功率時轉(zhuǎn)速、最大扭矩時轉(zhuǎn)速的測定值與其對應的標定值進行對Lb,以不低于標定值的90%為使用標準。
經(jīng)濟性能的評定手段是,燃油和潤滑油消耗量的測定值不超過制造廠規(guī)定值的l0%時,仍可繼續(xù)使用。
(3) 發(fā)動機各運轉(zhuǎn)部件磨損程度的檢測分析
目前,比較成熟的手段是鐵譜分析法,通過鐵譜儀觀測潤滑油中金屬顆粒的數(shù)量、大小、形貌、濃度和顏色的變化,據(jù)此確定其磨損部位、性質(zhì)與程度。它為發(fā)動機的磨損分析提供了有效依據(jù)。
除了上述常用的檢測手段外,還有很多成熟的單項測試技術(shù)。例如:發(fā)動機的密封性、氣缸壓力及其平衡性、曲軸箱竄氣量、尾氣排放以及燃油供給系和起動系的測試都是簡單有效的手段。
三、發(fā)動機故障的實際檢測診斷
1.按程序?qū)ΠY檢測診斷
?、俨榍骞收犀F(xiàn)象。
②對故障進行機理分析,以故障樹的形式列舉故障原因。
?、谝罁?jù)故障機理分析制定檢測程序。
?、軐z測數(shù)據(jù)進行分析,確定故障部位。
⑤提出修理方案。
2.發(fā)動機實用檢測診斷技術(shù)的應用
如發(fā)動機功率不足,其影響因素較多。除調(diào)整不當?shù)囊蛩赝?,通過對故障的分析知,主要原因在于磨損帶來的密封性能下降。檢測診斷程序、方法如下:
(1) 測定功率并制定其最低使用極限
用無負荷加速測功法測定發(fā)動機的有效功率,如果實測值小于額定功率的80%即視為功率不足,然后測定發(fā)動機的密封性能,查明功率不足的原因。
發(fā)動機的密封性是通過測定氣缸壓力、氣缸漏氣量和曲軸箱竄氣量進行分析的。
(2) 測定氣缸壓力
測定的方法是,待發(fā)動機運轉(zhuǎn)至正常工作溫度后,拆下各缸噴油器并用氣缸壓力表在啟動轉(zhuǎn)速下分別測定每個缸的壓力,測完后裝復噴油器。如實測值比規(guī)定值低5%或各缸的壓力差達5%—8%時,即認為氣缸壓力不足。然后,做氣缸漏氣量和曲軸箱竄氣量的試驗,查明氣缸壓力不足的原因。
(3) 氣缸漏氣量的測定
測試方法是,在發(fā)動機靜止狀態(tài)下,將被測氣缸的進、排氣門置于壓縮行程的上止點位置,以0.8MPa的壓力向該缸連續(xù)充氣,利用氣缸漏氣量測試儀測定其壓力能否達到規(guī)定值。如果壓力值低于0.25MPa,則視為氣缸漏氣量超過標準。同時,將會聽到進氣管或排氣管內(nèi)及曲軸箱里有漏氣聲音,從而可確定該缸的漏氣部位。
(4) 曲軸箱竄氣量的測定
如測出氣缸漏氣量超標時,應進行曲軸箱竄氣量的試驗,以便確定引起漏氣量超標的具體部位。曲軸箱竄氣量測試儀,可分為壓力式和容積式的兩種,兩者的測試條件、方法及步驟都是相同的。將測試儀安放在曲軸箱廢氣通氣孔處,待發(fā)動機運轉(zhuǎn)至正常工作溫度、轉(zhuǎn)速在1000r/min時,用壓力式或容積式測試儀進行檢測,其竄氣量合格的標準分別為不大于4kPa或40L。如果超過此標準即可確定是由于活塞環(huán)、活塞與氣缸壁過度磨損而造成的漏氣降壓;否則,即是因進、排氣門封閉不嚴而導致的漏氣降壓。
經(jīng)上述檢測基本能查清壓力不足引起功率下降的主要原因,如其測定結(jié)果均符合要求而功率仍不足,則應對燃油供給系進行檢測。
(5)供油提前角及其在高、低轉(zhuǎn)速下變化量的測定
柴油發(fā)動機供油提前角的檢測是在發(fā)動機動態(tài)情況下進行的。發(fā)動機低速或高速時供油提前角的變化量應滿足以下要求:有供油提前器和無供油提前器的發(fā)動機其供油提前角的變化量應分別不大于12。和6。(相對曲軸轉(zhuǎn)角),如果超過該極限值,說明燃油高壓泵的柱塞、出油閥或噴油器已嚴重磨損,將導致燃燒惡化、功率下降。
(6)發(fā)動機潤滑油的鐵譜分析
鐵譜分析技術(shù)簡單、成本低,每份油樣分析時間不超過20min。應用鐵譜分析可確定發(fā)動機氣缸套與活塞環(huán)、連桿軸承和主軸承等的磨損狀況。
由上述各項檢測診斷和油樣分析的結(jié)果,基本上能掌握發(fā)動機的技術(shù)狀況及故障所在。
20世紀90年代以來,由于檢測診斷技術(shù)落后,造成工程機械的維修費用高、運轉(zhuǎn)率低,現(xiàn)在的主要矛盾仍是檢測診斷技術(shù)的研究和應用都落后。因此,只有提高企業(yè)領(lǐng)導者對這個問題的認識,才能較好地推廣應用檢測診斷技術(shù)。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代柴油機更多地采用了電控技術(shù)、信息傳感技術(shù)、故障自動監(jiān)控技術(shù)和工況自動選擇技術(shù)等。
但目前對發(fā)動機的技術(shù)狀況分析、故障判斷和維修方式等,依然沿用幾十年前的落后手段,輕者延誤維修時機,重則出現(xiàn)惡性損壞。
為了適應現(xiàn)代柴油機使用維修的需要,必須以檢測診斷技術(shù)為基礎(chǔ),加強故障潛伏期的監(jiān)控,實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控下的針對性維修。
一、發(fā)動機檢測診斷技術(shù)的應用現(xiàn)狀
1.檢測診斷技術(shù)的開發(fā)研制與用戶之間缺乏溝通
我國自20世紀80年代以來,對發(fā)動機檢測診斷技術(shù)進行了不斷地研究開發(fā),但由于缺乏使用維修人員的參與,對發(fā)動機真實運用情況了解不夠,使檢測診斷技術(shù)與實際應用之間相互脫節(jié)。因此,一些看似先進的檢測設備儀器卻因其不能直觀地確定故障的性質(zhì)、部位和評定發(fā)動機的技術(shù)狀況而一時難以找到用戶,距簡單適用、針對性強以及重復性好的要求仍有較大的差距。
2.對發(fā)動機檢測診斷技術(shù)的應用存在育gJ性
有些單位在對要解決的具體問題尚心中無數(shù),對檢測診斷設備的用途、性能的需要以及使用維修人員技術(shù)水平等缺乏深入了解、分析的情況下,卻盲目地購進檢測設備儀器,甚至只為貪大求洋,裝飾門面,迎合上級的驗收,結(jié)果導致了大量檢測設備儀器的閑置。這充分反映了有的企業(yè)領(lǐng)導對這個問題的錯誤認識及做法。
3.對檢測診斷技術(shù)的應用缺乏推廣和交流
幾十年來,檢測診斷技術(shù)的推廣應用在企業(yè)間是不平衡的,有的起步較早,有的還處于探索階段。如果行業(yè)之間能經(jīng)常組織一些經(jīng)驗交流活動,或者進行一些檢測診斷技術(shù)的學術(shù)活動以及現(xiàn)場觀摩,將會加大該技術(shù)的推廣應用,同時也會促進檢測設備儀器的研制和開發(fā)。
二、常用的發(fā)動機實用檢測診斷手段
1.運動件異響的診斷
發(fā)動機各運動件都裝在一個機體上,各運動件振動引起的異響相互干擾,影響對局部構(gòu)件異響的診斷。目前有效的手段是利用振頻可調(diào)式I聽診器對其進行測定和分析。
2.發(fā)動機性能指標惡化趨勢的檢測
隨著發(fā)動機的不斷磨損,其性能指標不斷惡化,在其未達到停機修理程度之前,應定期對發(fā)動機某些性能指標進行預防性檢測,根據(jù)指標的變化趨勢決定是否采取早期預知性維護和修理。
目前,比較成熟的性能指標測試方法有以下幾種:
(1) 無負荷測功法
一般情況下,采用國產(chǎn)無負荷加速測功儀,將發(fā)動機從中低速(一般在l000r/min)猛加速至額定轉(zhuǎn)速,以實測功率值不小于額定功率的80%為使用標準。
(2) 轉(zhuǎn)速的測定
用最高空轉(zhuǎn)速、額定功率時轉(zhuǎn)速、最大扭矩時轉(zhuǎn)速的測定值與其對應的標定值進行對Lb,以不低于標定值的90%為使用標準。
經(jīng)濟性能的評定手段是,燃油和潤滑油消耗量的測定值不超過制造廠規(guī)定值的l0%時,仍可繼續(xù)使用。
(3) 發(fā)動機各運轉(zhuǎn)部件磨損程度的檢測分析
目前,比較成熟的手段是鐵譜分析法,通過鐵譜儀觀測潤滑油中金屬顆粒的數(shù)量、大小、形貌、濃度和顏色的變化,據(jù)此確定其磨損部位、性質(zhì)與程度。它為發(fā)動機的磨損分析提供了有效依據(jù)。
除了上述常用的檢測手段外,還有很多成熟的單項測試技術(shù)。例如:發(fā)動機的密封性、氣缸壓力及其平衡性、曲軸箱竄氣量、尾氣排放以及燃油供給系和起動系的測試都是簡單有效的手段。
三、發(fā)動機故障的實際檢測診斷
1.按程序?qū)ΠY檢測診斷
?、俨榍骞收犀F(xiàn)象。
②對故障進行機理分析,以故障樹的形式列舉故障原因。
?、谝罁?jù)故障機理分析制定檢測程序。
?、軐z測數(shù)據(jù)進行分析,確定故障部位。
⑤提出修理方案。
2.發(fā)動機實用檢測診斷技術(shù)的應用
如發(fā)動機功率不足,其影響因素較多。除調(diào)整不當?shù)囊蛩赝?,通過對故障的分析知,主要原因在于磨損帶來的密封性能下降。檢測診斷程序、方法如下:
(1) 測定功率并制定其最低使用極限
用無負荷加速測功法測定發(fā)動機的有效功率,如果實測值小于額定功率的80%即視為功率不足,然后測定發(fā)動機的密封性能,查明功率不足的原因。
發(fā)動機的密封性是通過測定氣缸壓力、氣缸漏氣量和曲軸箱竄氣量進行分析的。
(2) 測定氣缸壓力
測定的方法是,待發(fā)動機運轉(zhuǎn)至正常工作溫度后,拆下各缸噴油器并用氣缸壓力表在啟動轉(zhuǎn)速下分別測定每個缸的壓力,測完后裝復噴油器。如實測值比規(guī)定值低5%或各缸的壓力差達5%—8%時,即認為氣缸壓力不足。然后,做氣缸漏氣量和曲軸箱竄氣量的試驗,查明氣缸壓力不足的原因。
(3) 氣缸漏氣量的測定
測試方法是,在發(fā)動機靜止狀態(tài)下,將被測氣缸的進、排氣門置于壓縮行程的上止點位置,以0.8MPa的壓力向該缸連續(xù)充氣,利用氣缸漏氣量測試儀測定其壓力能否達到規(guī)定值。如果壓力值低于0.25MPa,則視為氣缸漏氣量超過標準。同時,將會聽到進氣管或排氣管內(nèi)及曲軸箱里有漏氣聲音,從而可確定該缸的漏氣部位。
(4) 曲軸箱竄氣量的測定
如測出氣缸漏氣量超標時,應進行曲軸箱竄氣量的試驗,以便確定引起漏氣量超標的具體部位。曲軸箱竄氣量測試儀,可分為壓力式和容積式的兩種,兩者的測試條件、方法及步驟都是相同的。將測試儀安放在曲軸箱廢氣通氣孔處,待發(fā)動機運轉(zhuǎn)至正常工作溫度、轉(zhuǎn)速在1000r/min時,用壓力式或容積式測試儀進行檢測,其竄氣量合格的標準分別為不大于4kPa或40L。如果超過此標準即可確定是由于活塞環(huán)、活塞與氣缸壁過度磨損而造成的漏氣降壓;否則,即是因進、排氣門封閉不嚴而導致的漏氣降壓。
經(jīng)上述檢測基本能查清壓力不足引起功率下降的主要原因,如其測定結(jié)果均符合要求而功率仍不足,則應對燃油供給系進行檢測。
(5)供油提前角及其在高、低轉(zhuǎn)速下變化量的測定
柴油發(fā)動機供油提前角的檢測是在發(fā)動機動態(tài)情況下進行的。發(fā)動機低速或高速時供油提前角的變化量應滿足以下要求:有供油提前器和無供油提前器的發(fā)動機其供油提前角的變化量應分別不大于12。和6。(相對曲軸轉(zhuǎn)角),如果超過該極限值,說明燃油高壓泵的柱塞、出油閥或噴油器已嚴重磨損,將導致燃燒惡化、功率下降。
(6)發(fā)動機潤滑油的鐵譜分析
鐵譜分析技術(shù)簡單、成本低,每份油樣分析時間不超過20min。應用鐵譜分析可確定發(fā)動機氣缸套與活塞環(huán)、連桿軸承和主軸承等的磨損狀況。
由上述各項檢測診斷和油樣分析的結(jié)果,基本上能掌握發(fā)動機的技術(shù)狀況及故障所在。
20世紀90年代以來,由于檢測診斷技術(shù)落后,造成工程機械的維修費用高、運轉(zhuǎn)率低,現(xiàn)在的主要矛盾仍是檢測診斷技術(shù)的研究和應用都落后。因此,只有提高企業(yè)領(lǐng)導者對這個問題的認識,才能較好地推廣應用檢測診斷技術(shù)。