第三节 柴油机转速不稳
一. 故障现象
柴油机正常运转时,依靠调速器的自动调节作用,柴油机的转速是稳定的。波动值只有几转。转速波动率在0.5%以内。
当转速不稳时,有二种现象:
①柴油机转速有规律的忽高忽低。通常所说的“游车”.“喘气”。此种情况多发生在柴油机低速运行工况。
②柴油机转速无规律的忽高忽低。
二. 后果危害
柴油机出现转速不稳,不仅影响柴油机功率的发挥,而且还使油耗增加,影响经济性。而且由于转速不稳,极大地影响了与之配套的工作机械的稳定性。特别作为发电动力时,柴油机转速不稳,将导致所发出电源的频率和电压不稳,既影响用电设备.仪器的正常工作,又影响了和电网或机组间的并网运行。同时柴油机转速不稳,还将缩短柴油机的使用寿命。
三. 原因分析
对190系列柴油机为例,造成高速大功率柴油机转速不稳的原因如图2-5所示。
燃油系统内有空气,有水,气阻或水阻现象,造成供油稳
喷油器雾化不良,喷油不稳隔次喷油或断续喷油
喷油泵柱塞出油阀磨损过大,供油不稳
喷油泵齿条卡滞,喷油器针阀卡滞
喷油器弹簧.出油阀弹簧.喷油泵弹簧断裂
喷油泵油量调节齿圈松动
各缸供油量严重不均匀
调速器内机油太多
调速器弹簧变形.断裂或刚度减小
调速器飞铁衬套磨损严重
调速器运动件卡滞或磨损严重
带变速箱的柴油机离合器接合不良打滑
工作机械负荷严重不稳
图2一5柴油机转速不稳原因
当一台柴油机正常运转时,只要工况一定,柴油机每个循环功能是相同的,因此其转速也应当是稳定的。只有每个循环作功不同,才会出现转速忽快忽慢。所以要保持柴油机转速稳定,有三个基本条件:
①柴油机每个循环供油均匀(数量相同)喷油器雾化质量均匀(质量相同);
②柴油机调速器调节灵敏。因为调速器有自动调节转速的功能,即随外界负荷的变化,自动调节供油量,使柴油机转速变化一致;
③柴油机有足够大的飞轮,贮藏惯性力,保持柴油机平稳的运转。此项,一般柴油机制造厂予以充分保证,使用中不会存在这个问题。
针对以上柴油机稳定运转的基本条件,对图2—5的原因分析如下:
⑴ 燃油系统原因
首先,燃油系统任何一个环节,造成各缸、各循环供油不一致,将使柴油机各缸.各循环做功不均匀,引起转速不稳。
①当燃油系统有空气、有水,将导致气阻、水阻现象,使柴油机供油不连续,时多时少,引起各循环作功不一,转速忽快忽慢,满足不了柴油机稳定运转的第一个条件。这种现象在高速、高负荷时更明显。
②喷油器针阀卡滞、喷油泵柱塞卡滞、喷油泵齿条卡滞,均造成柴油机各循环供油不均、雾化质量不均,满足不了平稳运转第一个条件,从而影响了作功的均匀性,造成转速不稳。
③喷油泵柱塞磨损过大、出油阀磨损过大、喷油器针阀磨损过大,均造成供油规律、雾化质量、供油数量的不稳定,满足不了柴油机稳定运转的第一个条件,转速忽快忽慢。
④喷油器雾化质量不好,出油阀减压容积不够或高压油管阻力过大等因素,引起喷油器二次、多次喷射或隔次喷射及滴漏现象,也使柴油机工作不稳,转速忽快忽慢。
⑤喷油泵各缸供油量误差太大,各缸作功误差大,也容易引起柴油机转速不稳。这种情况在低速、低负荷时比较明显。
⑵ 调速系统的原因
柴油机调速器的作用是,随时调节柴油机的油量,使柴油机稳定运转。即柴油机外界负荷增加.减小,柴油机转速也变化不大。所以调速器部件任何一个环节出现问题,都将引起调节失效,导致柴油机转速不稳,从而满足不了柴油机稳定运转的第二个条件。
①调速器内机油过多,调速器飞铁和其它运动件工作阻力增大,而且不均匀,影响了调节的灵敏性和均匀性,引起转速不稳。
②调速弹簧变形、断裂、刚性变小,将造成调速器调节失灵或调节不够,引起柴油机转速不稳。
③调速器飞铁衬套磨损严重,或飞铁等运动件工作卡滞,均使调速器的调节功能失灵或调节不均,导致柴油机转速不稳。
至于,柴油机通过变速箱、离合器与工作机械配套时,当出现离合器打滑或工作机械负荷严重不稳所造成的柴油机转速不稳,是由于此时柴油机总是处于负荷突变状态,负荷运转和空车运转交替,.调速器总是处于动态调节。此时无论柴油机的转速还是声音,均处于不稳定状态。
四. 诊断方法
诊断时用仪器法或听诊法,判断转速不稳的性质和程度。如属有规律的忽快忽慢,多为调速系统的原因引起;如属无规律的转速波动多系燃油系统引起。对具体原因的诊断可采用部分停止法和比较法或者析检法。
具体诊断时,可按图2—6所示的柴油机转速不稳诊断流程图进行。
五. 排除措施
针对诊断出的原因和故障的部位,有的放矢的予以排除。
1.保证燃油系统工作正常
① 放掉系统中空气和水分,清洗柴油滤保证供油通畅、充足;
② 检查和修理喷油器,使其雾化良好;
④ 检查和修理喷油泵柱塞、齿条、.各缸供油量,出油阀及弹簧、调节齿圈等,使喷油泵工作正常,各缸供油均匀。
2.检查和修理调速器
检查和修理调速器有关零部件,使其工作正常。
① 放掉调速器内多余之机油;
② 修理或更换磨损大的调速器运动件,使其运动通畅;
③检查和修理调速器弹簧;
3.检查与工作机械之间的传动
检查与工作机械之间的传动,使其离合自如,结合良好。