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柴油發電機組總體構造與維修基礎
2014-03-22

柴油發電機組在使用過程中不可避免地會發生故障和損壞,為了延長其使用壽命,必須進行必要的維修。柴油發電機組維修與其他機械設備維修的基本要求、基本方法相似。本節主要介紹與柴油發電機組維修相關的基礎知識。

  2.4.1柴油發電機組維修基本概念

  柴油發電機組維修包括柴油發電機組維護和柴油發電機組修理,柴油發電機組維護與柴油發電機組修理是性質不同的兩種技術措施。柴油發電機組維護的目的是采用相應的技術措施保持機組整潔,減少零件磨損,防止故障發生,延長機組使用壽命。柴油發電機組修理的目的是排除機組已發生的故障、更換或修複已損壞的零件,恢複其使用性能。

  2.4.2柴油發電機組維護基礎知識

  1.柴油發電機組維護的分類

  柴油發電機組維護是對機組采取的預防性技術措施,維護作業的內容和時機,按預先規定的計劃執行,其目的是為了預防故障發生和維持機組的工作能力。柴油發電機組維護通常分為例行維護和計劃維護。

  例行維護的內容和時機與機組的工作時數無關,如日常維護、月維護、季維護、年維護和磨合期維護等。計劃維護的內容和時機與機組的工作時數有關,如一級維護、二級維護和三級維護等。在計劃維護中,維護作業按計劃強製執行的則稱為定期維護,如果維護作業是按定期檢查的結果按需執行的則稱為視情維護。

  2.柴油發電機組維護作業的基本內容

  (1)清潔作業

  清潔作業主要是清除機組外表的泥汙,打掃、清洗和擦拭柴油機、交流同步發電機和控製屏(箱)內外表麵以及各類附件。

  (2)檢查與緊固作業

  檢查與緊固作業主要是檢查機組外露的各零部件連接或安裝情況,必要時緊固已鬆動的部位,並更換個別丟失或損壞的螺栓、螺母、螺釘和鎖止銷等。

  (3)檢查與調整作業

  檢查與調整作業主要是檢查機組各機構、儀表和總成的技術狀況,必要時按技術要求或使用條件進行調整。如柴油機的氣門間隙、供油時間、機油壓力等。

  (4)電器作業

  電器作業主要是清潔、檢查和調整電器和儀表,潤滑其運動機構,更換個別已損壞或不適用的零件及導線,檢查和維護蓄電池等。

  (5)潤滑作業

  潤滑作業主要是清洗柴油機潤滑係和機油濾清器,必要時更換濾芯或濾清器,並在機組相關部位加注潤滑脂(如風扇、軸承等處)。

  (6)加注作業

  加注作業主要是檢查油箱並觀察存油量,按需加注柴油;檢查油底殼並觀察機油質量與數量,必要時更換或加注潤滑油;檢查水箱並觀察冷卻液數量,必要時加注冷卻液。

  2.4.3柴油發電機組修理基礎知識

  1.柴油發電機組修理的分類

  柴油發電機組修理按作業範圍可分為柴油發電機組大修、總成大修、柴油發電機組小修和零件修理四類。

  (1)柴油發電機組大修

  柴油發電機組在運行一定時數後,經過檢測診斷和技術鑒定,多數總成已達到使用極限時,對機組進行的一次全麵恢複性修理稱為柴油發電機組大修。

  (2)總成大修

  為了恢複機組某總成的技術狀況,修理或更換總成任何零部件(包括基礎件)的修理作業稱為總成大修。

  (3)柴油發電機組小修

  根據需要,修理或更換機組個別零部件的修理作業稱為柴油發電機組小修。

  (4)零件修理

  對因磨損、變形、損傷而不能繼續使用的零件,利用適當的加工方法進行修理以恢複其使用性能的作業稱為零件修理。零件修理應符合經濟性原則。

  2.柴油發電機組零件的清洗

  在柴油發電機組修理中,經常需要清潔零件表麵的油汙、積炭、水垢和鏽蝕物等。由於各種汙物的性質不同,其清除方法也不一樣。

  (1)油汙清洗

  零件表麵的油汙沉積較厚時應先刮除。一般應在熱的清洗液中清洗零件表麵油汙,常用的清洗液有堿性清洗液和合成洗滌劑。使用堿性清洗液進行熱清洗時,加熱至70~90℃,將零件浸入10~15min,然後取出並用清水衝洗幹淨,再用壓縮空氣吹幹。

  注意:使用汽油清洗不安全;鋁合金零件不能在強堿性清洗液中清洗;非金屬類橡膠零件應使用酒精或製動液進行清洗。

  (2)積炭清除

  清除積炭可使用簡單的機械清除法,即用金屬刷子或刮刀等進行清除,但此方法不易將積炭清除幹淨,而且易損傷零件表麵。最好采用化學方法清除積炭,即先使用退炭劑(化學溶液)加熱至80~90℃,將零件上的積炭膨脹軟化,然後再用毛刷等進行清除。

  (3)水垢的清除

  水垢一般采用化學清除法,將清除水垢的化學溶液加入到冷卻液中,發動機工作一定時間後,再更換冷卻液。常用清除水垢的化學溶液有:苛性鈉溶液或鹽酸溶液、氟化鈉鹽酸除垢劑和磷酸除垢劑,磷酸除垢劑適合用於清除鋁合金零件上的水垢。
3.柴油發電機組零件的修複方法

  柴油發電機組零件的修複方法有很多種,可根據零件缺陷的特征和修複成本核算選用相應的修複方法。常用零件修複方法有:機械加工修複法、壓力加工修複法、焊接修複法和粘接修複法等。

  (1)機械加工修複法

  通過機械加工方法使已磨損的零件恢複正確的幾何形狀和配合特性的修複方法稱為機械加工修複法。常用的有修理尺寸法和鑲套修理法。

  修理尺寸法是對配合副已磨損的零件按規定的修理尺寸加大或減小,再選配具有相同修理尺寸的另一零件與之配合以恢複配合副配合性質的修理方法。

  鑲套修理法是對零件磨損部位進行機械加工整形後,再按過盈配合鑲入一金屬套以恢複零件基本尺寸的修理方法。

  (2)壓力加工修複法

  通過對零件施加外力,利用材料的塑性變形恢複零件損傷部位的尺寸和形狀的修複方法稱為壓力加工修複法。

  (3)焊接修複法

  利用電弧或氣體燃燒產生的熱量將零件損傷部位局部和焊條熔化並溶合,以填補零件磨損部位或連接斷裂零件的修複方法稱為焊接修複法。

  (4)粘接修複法

  使用粘接劑粘補或連接斷裂零件的修複方法稱為粘接修複法。

  4.柴油發電機組修理工藝的組織

  柴油發電機組修理工藝的組織方法,直接影響到修理質量、修理成本、修理時間和生產效率等。各修理單位應根據本單位的具體情況(如設備條件、技術水平、修理對象及材料配件供應等),采用合理的工藝組織。柴油發電機組修理工藝的組織方法,可根據機組修理作業的基本方法和勞動組織形式兩種方式來劃分。

  (1)修理作業的基本方法

  對於機組的修理,就其基本方法來說可分為:就機修理法和總成互換修理法。

  ①就機修理法在機組修理過程中,原機拆下的零件、合件、總成等,除報廢件外,凡可修複的零件經修複後仍裝回原機的修理方法,稱為就機修理法。目前,各單位大多采用這種修理方法。采用這種修理方法時,由於各零件、合件或總成的損壞程度不同,修理的工作量和所需修複的時間也各不相同,因而經常影響修理和裝配工作的連續性。整機的裝配往往需要等待修理時間最長的零件、合件或總成修好後才能進行,其修理時間較長。但對於一般的單位,同一種機型不多,在配件緊缺的情況下,采用這種修理方法是有利的。

  ②總成互換修理法在機組修理過程中,除機體外,其餘需修理的總成、合件、零件均換用儲備件(修理好的或新購買的),而替換下來的總成、合件、零件,經修理後進入儲備倉庫作備件用,這種修理方法叫總成互換修理法。這種修理方法減少了因修理總成、合件、零件所耽擱的時間,保證了修理工作的連續性,大大縮短了機組零件的修理時間,提高了生產效率。它適用於同一機型比較多,配件儲備比較充足的單位。

  (2)修理作業的勞動組織形式

  機組修理就其勞動組織形式來說,一般分為綜合作業法和專業分工法。

  ①綜合作業法綜合作業法是指整個機組的修理作業除個別零件修理加工(如鍛造、機械加工等)由專業車間或專業工組配合完成外,其餘工作全部由一個工作組完成。采用這種作業方法,工組的作業範圍比較廣(柴油機修理技術、發電機修理技術以及控製箱維修技術均要掌握),對工作人員的技術要求比較全麵。目前各單位大多采用這種方法。

  ②專業分工法專業分工法是指將機組修理作業按工種、部位、總成、合件或工序,劃分為若幹個作業單元,每個單元由一個工人或一個工組來擔任。這種作業方法,易於提高工作人員單項作業的技術熟練程度,便於采用專業工具,從而達到高質量的修理目的。但要求技術管理部門具有完整健全的管理方法,以保證修理工作有節奏地進行。

  5.柴油發電機組修理工藝流程

  按一定順序完成機組修理作業的過程稱為機組修理的工藝流程。

  由於修理工藝組織方法的不同,采用的工藝流程也不一樣。目前,多數單位采用就機修理法,這種修理方法的工藝流程如圖2-41所示。
2.4.4柴油發電機組故障診斷基礎知識

  1.柴油發電機組故障的定義

  剛出廠的柴油發電機組必須具有一定的工作能力和必要的耐久性。所謂工作能力是指設計製造時所給予發電機組的主要工作性能,如發電機組的輸出功率、發動機的燃油消耗率和機組的噪聲水平等。耐久性是指機組保持工作能力在一定範圍內的使用時間。發電機組的工作能力和耐久性變壞,是其發生故障的根本標誌。也就是說:當發電機組各部分的技術狀態,在工作一定時間後會發生變化,當這種變化超出了允許的技術範圍,而影響了發電機組的工作性能時,就稱發電機組產生了故障。

  按喪失工作能力的程度,柴油發電機組故障可分為局部故障和完全故障。局部故障是指柴油發電機組部分喪失工作能力,即僅導致柴油發電機組性能降低但仍能運行的故障,如發動機冒黑煙、敲缸、功率下降等故障。完全故障是指柴油發電機組完全喪失工作能力,導致柴油發電機組不能繼續運行的故障,如起動蓄電池電壓過低、空氣濾清器完全堵塞、交流同步發電機不發電等故障。

  2.柴油發電機組故障的產生原因

  發電機組是由發動機、交流同步發電機和控製箱(屏)三部分組成。其中,發動機是機組產生動力的部分,最易產生故障。實踐證明:機組產生故障的原因是多種多樣的,但歸根結底不外乎內部原因和外部原因兩個方麵:

  (1)故障產生的內部原因

  ①材料及油料的性質在設計製造過程中,要根據發電機組零件的工作性質和特點正確選擇材料。材料選用不當、材質不符合規定和選用了不適當的代用品是零件產生磨損、腐蝕、變形、疲勞損傷、破裂和老化等現象的主要原因。機組所用的各種材料和油料的性質,歸納起來不外乎是物理性質、化學性質及機械性質三個方麵。機組的許多故障正是由於外界因素的影響,通過這些性質而起作用的結果。如金屬材料受力過大後會產生變形和裂紋甚至折斷,在高溫作用下會氧化,在各種載荷下會產生疲勞損傷;非金屬材料會產生老化;油料中所含的酸性物質對金屬有腐蝕作用,並會使油料變質等。

  ②機件的結構特點機組各機件在結構形式上各有特點。在工作中,外界因素往往通過這些特點起作用,使相關機件產生故障。例如:由於發動機水套的本身結構特點,在高溫作用下,冷卻水容易在氣缸套外壁形成水垢,而影響氣缸套的冷卻效果。

  ③機件的工作特點直接接觸並有相對運動的機件之間因摩擦而產生磨損:例如,柴油機的活塞環直接與氣缸接觸,在工作過程中,活塞環在氣缸中作高速的往複直線運動,致使氣缸產生磨損。工作時溫度變化劇烈的機件,因熱應力而產生變形和裂紋:例如,在發動機工作過程中,氣缸體和氣缸蓋因受高溫的作用,其內應力重新分配,達到新的平衡,結果造成氣缸體和氣缸蓋平麵的翹曲變形。

  (2)故障產生的外部原因

  ①使用不當使用人員沒有按照操作規程使用機組。如經常低速運轉、沒有暖機就迅速增加負荷、機油壓力過低等都會加速機件的磨損;工作時間過長、負荷變化過大、長期超負荷運行等也會引起零件的過早損壞。

  ②維護不良在維護機組時,沒有嚴格按照規定的技術要求完成各項工作,或者采取了錯誤的操作方法,造成人為故障等。在平時的維護保養中,要及時更換機油、定期清潔空氣濾清器和水箱的水垢等。按要求進行機組的日常維護和一、二、三級保養。

  ③修理質量不高在修理過程中,如果加工不當,沒有達到修理技術要求,如各零件的配合間隙(或公盈)不當、表麵光潔度不夠、裝配時清洗不幹淨等都會使機組在使用過程中產生故障。裝配過程中各零件之間的相互位置精度也很重要,若達不到要求,會引起附加應力,產生偏磨等不良後果,加速機件的失效。

  建立合理的維護保養製度,嚴格執行柴油發電機組的技術保養和使用

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