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如何檢測工程機(jī)械發(fā)動機(jī)？ |
發(fā)動機(jī)的實(shí)用檢測技術(shù)是根據(jù)發(fā)動機(jī)在正常與非正常兩種狀態(tài)下的某些指標(biāo)的對比及變化趨勢，對發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀況和故障隱患進(jìn)行定性、定量的分析，為故障的診斷和決策提供科學(xué)的依據(jù)的一種技術(shù)。此技術(shù)可用以確定發(fā)動機(jī)修理時(shí)機(jī)和手段，以實(shí)現(xiàn)其壽命周期內(nèi)使用費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)的目的。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柴油機(jī)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(jī)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(shí)機(jī)，重則出現(xiàn)惡性損壞。
為了適應(yīng)現(xiàn)代柴油機(jī)使用維修的需要，必須以檢測診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)故障潛伏期的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控下的針對性維修。
一、發(fā)動機(jī)檢測診斷技術(shù)的應(yīng)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(jì)80年代以來，對發(fā)動機(jī)檢測診斷技術(shù)進(jìn)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(jī)真實(shí)運(yùn)用情況了解不夠，使檢測診斷技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用之間相互脫節(jié)。因此，一些看似先進(jìn)的檢測設(shè)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(jī)的技術(shù)狀況而一時(shí)難以找到用戶，距簡單適用、針對性強(qiáng)以及重復(fù)性好的要求仍有較大的差距。
2．對發(fā)動機(jī)檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用存在育性
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(shè)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(jìn)檢測設(shè)備儀器，甚至只為貪大求洋，裝飾門面，迎合上級的驗(yàn)收，結(jié)果導(dǎo)致了大量檢測設(shè)備儀器的閑置。這充分反映了有的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對這個(gè)問題的錯(cuò)誤認(rèn)識及做法。
3．對檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用缺乏推廣和交流
幾十年來，檢測診斷技術(shù)的推廣應(yīng)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(yàn)交流活動，或者進(jìn)行一些檢測診斷技術(shù)的學(xué)術(shù)活動以及現(xiàn)場觀摩，將會加大該技術(shù)的推廣應(yīng)用，同時(shí)也會促進(jìn)檢測設(shè)備儀器的研制和開發(fā)。
二、常用的發(fā)動機(jī)實(shí)用檢測診斷手段
1．運(yùn)動件異響的診斷
發(fā)動機(jī)各運(yùn)動件都裝在一個(gè)機(jī)體上，各運(yùn)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(jìn)行測定和分析。
2．發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)惡化趨勢的檢測
隨著發(fā)動機(jī)的不斷磨損，其性能指標(biāo)不斷惡化，在其未達(dá)到停機(jī)修理程度之前，應(yīng)定期對發(fā)動機(jī)某些性能指標(biāo)進(jìn)行預(yù)防性檢測，根據(jù)指標(biāo)的變化趨勢決定是否采取早期預(yù)知性維護(hù)和修理。
目前，比較成熟的性能指標(biāo)測試方法有以下幾種：
(1)無負(fù)荷測功法
一般情況下，采用國產(chǎn)無負(fù)荷加速測功儀，將發(fā)動機(jī)從中低速(一般在l000r／min)猛加速至額定轉(zhuǎn)速，以實(shí)測功率值不小于額定功率的80％為使用標(biāo)準(zhǔn)。
(2)轉(zhuǎn)速的測定
用最高空轉(zhuǎn)速、額定功率時(shí)轉(zhuǎn)速、最大扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速的測定值與其對應(yīng)的標(biāo)定值進(jìn)行對Lb，以不低于標(biāo)定值的90％為使用標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)濟(jì)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(shí)，仍可繼續(xù)使用。
(3)發(fā)動機(jī)各運(yùn)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(jī)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(xiàng)測試技術(shù)。例如：發(fā)動機(jī)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(jī)故障的實(shí)際檢測診斷
1．按程序?qū)ΠY檢測診斷
①查清故障現(xiàn)象。
②對故障進(jìn)行機(jī)理分析，以故障樹的形式列舉故障原因。
②依據(jù)故障機(jī)理分析制定檢測程序。
④對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定故障部位。
⑤提出修理方案。
2．發(fā)動機(jī)實(shí)用檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用
如發(fā)動機(jī)功率不足，其影響因素較多。除調(diào)整不當(dāng)?shù)囊蛩赝猓ㄟ^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(fù)荷加速測功法測定發(fā)動機(jī)的有效功率，如果實(shí)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(jī)的密封性能，查明功率不足的原因。
發(fā)動機(jī)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(jìn)行分析的。
(2)測定氣缸壓力
測定的方法是，待發(fā)動機(jī)運(yùn)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(gè)缸的壓力，測完后裝復(fù)噴油器。如實(shí)測值比規(guī)定值低5％或各缸的壓力差達(dá)5％—8％時(shí)，即認(rèn)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(yàn)，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(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下，將被測氣缸的進(jìn)、排氣門置于壓縮行程的上止點(diǎn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，將會聽到進(jìn)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(biāo)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行曲軸箱竄氣量的試驗(yàn)，以便確定引起漏氣量超標(biāo)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至正常工作溫度、轉(zhuǎn)速在1000r／min時(shí)，用壓力式或容積式測試儀進(jìn)行檢測，其竄氣量合格的標(biāo)準(zhǔn)分別為不大于4kPa或40L。如果超過此標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)、排氣門封閉不嚴(yán)而導(dǎo)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(yīng)對燃油供給系進(jìn)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(jī)供油提前角的檢測是在發(fā)動機(jī)動態(tài)情況下進(jìn)行的。發(fā)動機(jī)低速或高速時(shí)供油提前角的變化量應(yīng)滿足以下要求：有供油提前器和無供油提前器的發(fā)動機(jī)其供油提前角的變化量應(yīng)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(yán)重磨損，將導(dǎo)致燃燒惡化、功率下降。
(6)發(fā)動機(jī)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(shí)間不超過20min。應(yīng)用鐵譜分析可確定發(fā)動機(jī)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(xiàng)檢測診斷和油樣分析的結(jié)果，基本上能掌握發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀況及故障所在。
20世紀(jì)90年代以來，由于檢測診斷技術(shù)落后，造成工程機(jī)械的維修費(fèi)用高、運(yùn)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(yīng)用都落后。因此，只有提高
企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者對這個(gè)問題的認(rèn)識，才能較好地推廣應(yīng)用檢測診斷技術(shù)。
今后的任務(wù)是，在推廣應(yīng)用檢測診斷技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其逐步規(guī)范化、數(shù)據(jù)化，并提高到計(jì)算機(jī)的程序化、自動化和智能化，以實(shí)現(xiàn)檢測診斷技術(shù)的現(xiàn)代化。
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