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操作使用与维护保养 |
柴油发电机组带载运行出现功率不足的现象 |
摘要：动力性能好是康明斯柴油发电机组的优点之一。若柴油发电机组出现了功率不足现象，则会造成柴油发电机组的动力性能下降、经济性能降低、排放性能变差，也无法体现出柴油发电机组的动力性好和燃油经济性能好的优点。本文分析柴油发电机组的发动机功率不足的故障现象、故障原因，为排除柴油发电机组功率不足故障提供理论依据。
一、功率不足的主要原因
柴油发电机组是非常常见的备用供电设备，因其具有燃油效率高而且成本低的优点，从而被各个行业领域广泛用于重点部位部件的电力供应。您在使用过程中是否遇到过发电机组输出功率不足的现象呢？导致发电机组输出功率不足的原因主要有以下几个方面：
1、超出额定功率
一旦发电机组处于过载状态，那么控制柜上的仪表数值会相应作出反应，此时的电压和负载电流已经超出额定值，为了保证发电机的正常运行，操作人员必须将不必要的负荷及时进行切断处理。发电机组如果长期处于过载运行的状态，既会对柴油发电机的供电性能造成影响也会影响柴油发电机的使用寿命，严重时甚至会酿成重大安全事故。
2、冷却液温度过高
冷却液温度对发电机的功率输出具有很大的影响作用，冷却液温度要求如图1所示。柴油发电机冷却液温度应该尽量低于70℃，一旦超过这个度数会造成单位提及的热容量减少，而导致输出功率降低或者不足，影响冷却系统的部件。除此以外，机房温度过高、排气管阻塞等问题也会影响发电机组输出功率。
3、空气滤清器不清洁
空气滤清器过脏会造成阻力增加，空气流量减少，影响空气和柴油的比例，混合气就不能完全燃烧，浪费柴油致使发动机功率不足。应根据要求清洗柴油空气滤清器芯子或清除纸质滤芯上的灰尘，必要时更换滤芯。
4、排气管堵塞
排气管阻塞会造成排气不畅通，新一轮工作循环的吸环节也会受阻，燃油效率下降。柴油发电机动力下降。应检查是否由于排气管内积炭太多而造成排气导阻力增加。一般排气背压不宜超3.3kPa，平时应经常清降排气管内的积炭。
一般情况下，排烟管的出口端均从烟囱的顶部穿出，且在穿出烟囱顶板处采用带有防雨罩的甲板弹性导管来解决排烟管固定及防雨问题。但在某些安装条件或要求下，如烟囱顶部需要布置对外消防炮等设备时，排烟管只能从烟囱的侧壁穿出，而在现有的排烟管侧壁穿舱结构中，排烟管采用腹板焊接的方式固定焊接于烟囱侧壁上，这虽然能够保证排烟管的水密性，防止雨水进入烟囱内部，但却导致排烟管没有了热胀冷缩的变形空间，排烟管较为容易损坏；同时，排烟管内部的热量将直接传递至烟囱侧壁上，容易引起烟囱上的油漆受热脱落，既导致烟囱容易发生腐蚀而影响使用寿命，也影响了烟囱的美观性。
5、供油提前角过大或过小
供由提前角过大或过小会造成油泵喷油时间过早或过晚，使燃烧过程不是处于最佳状态，从而使柴油机燃油耗增加，排温增高，噪声大。使柴油机可靠性降低此时应检查喷油传动轴接合器钉是否松动，如果松动，则应重新按照要求调整供油提前角，并拧紧螺钉。
柴油机的最佳供油提前角是指在一定的转速和供油条件下，能够实现最大功率、最小油耗和最佳排气净化的供油提前角。这个角度的存在是为了更好的雾化燃油，作用相当大。转速高、供油量大时，最佳供油提前角要大。例如，在常用的供油量和转速范围内，采用直接喷射燃烧室的柴油机最佳喷油提前角为28°～35°；采用分隔式燃烧室的柴油机最佳喷油提前角为15°～20°。柴油机供油提前角度数示意图如图2所示。
6、活塞缸套拉伤
由于活塞与缸套拉伤严重或磨损过，以及活塞环结胶造成摩擦损失增大，造成发动机自身的机械损失增大，压缩比减小，着火困难或燃烧不充分，下充气增大，漏气严重。此时，应更换缸套、活塞和活塞环。
7、燃油系统有故障
燃油滤清器或管路内进入空气或阻塞，造成油路不畅通，功率不足、甚至着火困难应清除进入管路的空气，清洗柴油滤芯，必要时更换。喷油偶件损坏造成漏油、咬死或雾化不良，此时容易导致缺缸、发动机功率不足。应及时清洗、研磨或换新。喷油泵供油不足也会造成功率不足，应及时检查、修理或更换偶件并重新调整喷油泵供油量。
8、日常管理
保持柴油发电机组运行环境的整洁，降低安全隐患工作人员应该提升自身的专业技能，熟悉发电机组的基本操作和性能，一旦出现问题能够及时准确的作出判断保证柴油发电机组机油和柴油储备充足，一旦发生断电现象不会影响柴油发电机组的正常运行操作人员在发电机组运行时应该对发电机组进行检查，确保没有异常情况的发生冬季应该及时更换防冻油料和冷却液，避免发生结冰现象。
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图2 柴油机供油提前角度数示意图 |
图1 柴油机冷却液温度过高示意图 
二、功率不足原因分析和检修思路
1、功率不足原因分析
柴油机功率不足，一个是“油”、一个是“气”，再有就是柴油机本身的问题。所谓“油”的问题就是供油不足和燃烧不充分，如图4所示。而这类问题又有“堵”和“漏”两个方面。
（1）所谓“堵”往往发生在长期不保养。
柴油滤清器被脏物部分堵塞，供油阻力增加供油不畅，在小负荷少油量的情况下供油够用，在大负荷大油量的情况下供油量不足造成柴油机动力下降。而导致柴油机功率不足。为了保证供油系统畅通，必须按规定进行保养。
（2）所谓“漏”就是从油箱至供油泵的低压油路漏气。
同样，在小负荷少油量的情况下供油够用，在大油量的情况下由于漏气而低压油路吸入空气，使供油量不足造成柴油机功率不足的故障。“漏”往往出现在修理保养之后，在保养中拆卸柴油滤清器及管线，组装时如果接头封闭不严或滤清器安装密封圈封闭不严就会造成“漏气”的故障。
2、功率不足的故障检修思路
（1）看现象、查油路
如果柴油机空载运行正常，而且柴油机运行过程中没有其他异常现象，但在大负荷情况下柴油机转速严重下降，去掉负荷后变正常，这种现象一般是油路问题，如果柴油机停机一段时间后启动困难，而且运行过程中功率不足，应该检查回油溢流阀密封不严或损害。
（2）看积碳、查工况
柴油机排气口积碳呈现黑灰色表面像覆盖着一层白霜，积碳层极薄，说明柴油机工况良好，积碳色泽黑亮而不湿，说明柴油机轻微烧机油。某一气缸排气口的积碳较厚，说明该气缸的喷油器工作不良或密封性差，应更换或修理。
（3）看冷却液温度
如果柴油机工作时冷却系统冷却温度过高，则说明柴油机冷却水垢太厚或冷却系统有关部件（节温器、水泵、风扇）效率低或失效。
（4）看状态、查喷油
喷油器喷油嘴的喷油状态应是不射偏，雾化良好，射程合适，喷油良好不能说明油路没有问题，因此还要检查油门拉杆和接头等发卡是否有松动。
（5）看正时、查早晚
喷油过迟，柴油机启动困难，燃烧不完全，排气冒黑烟，功率不足。喷油太早，柴油机工作时有敲击声易损坏零件，同时也影响柴油机功率。
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图3 柴油发电机功率不足的诊断与分析 |
图4 柴油发电机功率下降的原因（燃烧不充分） |
三、故障诊断原则
在柴油发电机发电机出现功率不足故障的时候，不要手忙脚乱，不要盲目地对机器进行拆装检查，应该始终保持头脑清醒，根据“声音、出现时机、转速、功率”等方面异常现象现象，进行综合判断分析，先推断出有可能导致这种现象的原因，根据经验判断有可能出现故障的部位，然后再有目的地对机器进行检查。
1、要整体分析故障
彻底全面地清除故障我们在分析故障原因的时候，要综合各种迹象进行全面系统地分析，不能完全凭经验，不能“头疼治头、脚疼治脚”。机械设备各个零部件之间是具有密切关系的，当一个零部件出现故障的时候，一定会引起其他零部件不同成都地损坏，因此，要想彻底地、全面地排除故障，不留后患，就要对与发生故障的关键部位结合紧密的零部件进行全面细致的检查和维修。
2、要尽量减少拆装工作量
不要在设备出现故障的时候，盲目地把设备拆分地七零八落，实际上，并不是拆分地越细就对排除故障越有利。我们在拆卸以前，要依据实际情况，首先初步判断出发生故障的部位，然后再根据机械的整体结构和故障排除时的必要性进行有目的地拆卸，这样可以减少拆分的工作量，为尽快恢复生产节省时间。
3、多感官相结合细心查找故障
设备发生故障的时候，大多是在条件不比较简单的生产现场，很多时候没有专门的检查设备，但是，由于生产任务比较紧，对于出现的故障又要尽快排除，我们就要综合利用看、听、摸、嗅等多种感官，认真进行故障查找。
（1）我们要观察柴油发电机在运转过程中排气管的排烟情况是否有异常，柴油发电机组的机油颜色是否正常，油路系统是否有漏油的痕迹，冷却系统以及润滑系统是否存在漏水、漏油的现象，各种仪表指示是不是正常，各部件的螺母有没有松动现象，机器运转的时候，震动是否强烈。
（2）在听的方面，我们主要是听柴油发电机在运转过程中是否有异常响声，依据响声的部位和性质推断出现故障的位置。重点注意设备运转过程中活塞、连杆、曲轴的冲击声、进、排气阀及柴油发电机定时传动齿轮等是否有异常响声。如果单缸停火，也会引起声音异常。
（3）我们所说的“摸”就是在故障发生是用手试摸的办法来感知油管的脉动和发电机组的震抖，或者感知机油管和机油壳的温度，根据温度的变化来判断发生故障的原因和位置。
（4）我们通过味道也可以判断是否发生故障，如果有焦味，说明发电机的工作是不正常的。柴油发电机在烧机油的情况下，会出现有焦味的现象。
实际柴油发电机维修过程中，要根据不同故障以及故障的特点，灵活运用多种手段进行诊断，对各方面的因素进行综合分析，最后找出事故原因，并制定有针对性的排除措施。
总结：
动力性能优良是康明斯柴油发电机组的优势之一。柴油机功率不足或没劲的原因可以归结为供油问题、进气量问题、气缸压力问题、控制系统问题或其他因素等。因此，柴油机功率不足的原因是多方面的，针对不同的问题原因，应采取不同的诊断方法进行排查和修复是解决柴油机功率不足问题的关键。在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的诊断方法，以便快速准确地找到问题所在并加以解决。
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