工程機(jī)械柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷

陳恩來(lái)

摘要：在工程行業(yè)里，工程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是一種應(yīng)用比較廣泛的動(dòng)力機(jī)械。對(duì)于工程建設(shè)來(lái)說(shuō)，工程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)非常重要，其對(duì)整套設(shè)備的工作運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著重要的作用。所以，在實(shí)際的工作中，對(duì)工程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷，確保整個(gè)設(shè)備處于正常的狀態(tài)，提高設(shè)備維修質(zhì)量和效率是非常有必要的。工程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是一種復(fù)雜的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械，結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，運(yùn)行具有一定的往復(fù)性，很大程度上增加了工程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷的難度。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;柴油發(fā)動(dòng)機(jī);狀態(tài)檢測(cè);故障診斷

0? 引言

形象的來(lái)說(shuō)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于工程機(jī)械來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于心臟對(duì)于人的重要性。由于工程機(jī)械的工作環(huán)境比較復(fù)雜，通常也比較的惡劣，機(jī)械經(jīng)常也會(huì)超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就造成工程機(jī)械的故障率較高，而發(fā)生故障最高的部分就是總成部件，該部件是工程機(jī)械檢測(cè)的重點(diǎn)部位。在實(shí)踐中，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，原因是多方面的，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損。點(diǎn)火、冷卻、供油、潤(rùn)滑、啟動(dòng)等系統(tǒng)出現(xiàn)偏差，都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等性能變差。要想保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常的工作，非常有必要對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等進(jìn)行檢測(cè)及維修作業(yè)。一旦發(fā)現(xiàn)故障的存在，就要及時(shí)的采取措施進(jìn)行故障排除，保障柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，確保工程機(jī)械的良好工作狀態(tài)。

1? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)檢測(cè)分析

1.1 連續(xù)檢測(cè)

連續(xù)檢測(cè)，也可以稱之為運(yùn)行檢測(cè)，主要是指有關(guān)人員提供工程機(jī)械在運(yùn)行中的各種信息，技術(shù)維修人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的比對(duì)，確定柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在異常狀況，是否需要維修，保障機(jī)械能夠正常的使用。在運(yùn)用連續(xù)檢測(cè)方法對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要依靠的是機(jī)械設(shè)備上儀表盤的顯示數(shù)據(jù)。

1.2 定期檢測(cè)

技術(shù)人員在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)，運(yùn)用專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備，憑借專業(yè)和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、判斷，一旦發(fā)生機(jī)械故障，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維修和保養(yǎng)。通常情況下，定期檢測(cè)包含三種形式，即日常檢測(cè)、周期檢測(cè)及定修檢測(cè)。日常檢測(cè)，就是在每天下班之后，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行例行檢測(cè)，并對(duì)機(jī)械進(jìn)行必要的機(jī)械保養(yǎng);周期檢測(cè)，經(jīng)過(guò)一定的工周期，有專業(yè)的機(jī)械管理技術(shù)工作人員，利用儀器儀表等，對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行全面的檢測(cè)，同時(shí)完成對(duì)機(jī)械的維修和保養(yǎng)工作。這里的檢測(cè)周期并不是固定的時(shí)間點(diǎn)，而是可以依據(jù)工作環(huán)境、工作時(shí)間、工作的強(qiáng)度、機(jī)械的使用年限等因素，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，據(jù)實(shí)際情況而定。當(dāng)然，這個(gè)檢測(cè)周期的確定要遵循適當(dāng)?shù)脑瓌t，如果周期過(guò)短，必然會(huì)增加單位的機(jī)械檢測(cè)費(fèi)用開支，而如果檢測(cè)周期過(guò)程，則不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行中的故障，一旦故障發(fā)生，將直接影響機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給工程建設(shè)的順利進(jìn)行造成消極的影響;定修檢測(cè)，指的是在修理前進(jìn)行檢測(cè)工作，為的是精準(zhǔn)確定設(shè)備發(fā)生故障的部位、故障發(fā)生時(shí)的異常表現(xiàn)，從而為接下來(lái)的維修工作奠定良好基礎(chǔ)，確定維修的方法和準(zhǔn)備必要的配件等。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度大，長(zhǎng)時(shí)間做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中包含有復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)性能。與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的檢測(cè)和判斷相比較，狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷要復(fù)雜的多，難度也較大。隨著社會(huì)的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了很多的發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)儀器，最典型的有電子系統(tǒng)故障檢測(cè)儀、曲軸箱漏氣檢測(cè)儀、無(wú)外載測(cè)功儀等，這些檢測(cè)儀器，每一個(gè)類型都具有多種型號(hào)的儀器，可以滿足不同機(jī)械的檢測(cè)需求，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)與診斷中發(fā)揮著重要的作用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)通過(guò)壓力波形式的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，很多技術(shù)已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家的技術(shù)驗(yàn)收，批量生產(chǎn)上市已經(jīng)指日可待，必將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)與診斷工作起到一定的推動(dòng)作用，雖然只是某一單項(xiàng)性能的檢測(cè)和診斷。以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，運(yùn)用多種診斷技術(shù)和診斷設(shè)備，進(jìn)一步探索和研究特征參數(shù)、診斷程序及診斷標(biāo)準(zhǔn)等，大量的工作需要不斷付出努力，繼續(xù)探索和研究。

總的來(lái)說(shuō)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的故障包括兩種：

第一種故障，是發(fā)動(dòng)機(jī)尚能夠運(yùn)轉(zhuǎn)工作，但是工作效率變低。這種故障的排除比較簡(jiǎn)單些，只需要進(jìn)行一定的調(diào)整和保養(yǎng)即可，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以排除故障，正常的工作了。

第二種故障，比較嚴(yán)重些，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不能工作，只有經(jīng)過(guò)維修，才能排除的故障。這里我們主要探討的檢測(cè)與診斷主要是指第二種故障形式。

2? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)和診斷方案分析

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)與診斷的方式有如下幾種：

其一，從測(cè)功和油液分析著手，一般來(lái)講，發(fā)動(dòng)機(jī)中的零部件是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的保障，一旦它們出現(xiàn)問題，都會(huì)給整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響。在實(shí)踐中，最直接而有效的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的辦法，就是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率輸出是否正常。在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率測(cè)量和檢測(cè)過(guò)程中，無(wú)外載測(cè)功技術(shù)的運(yùn)用發(fā)揮著積極的作用。測(cè)量的輸出功率正常，則說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)也是正常的，至于這種正常狀態(tài)下，是否存在潛在的故障，一時(shí)也不好判斷，只能等待時(shí)間來(lái)證明。在實(shí)際工作中，一旦有雜物進(jìn)入到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料、潤(rùn)滑系統(tǒng)當(dāng)中，就會(huì)造成很多的異常情況，大塊磨粒會(huì)產(chǎn)生，通過(guò)直讀式鐵譜分析，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常，避免在不知情的情況下冒然開動(dòng)機(jī)器，給機(jī)器造成巨大損害的情況發(fā)生。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)行定期無(wú)外載測(cè)功，同時(shí)也要抽取潤(rùn)滑油樣作直讀鐵譜分析，兩項(xiàng)檢測(cè)的結(jié)果如果都顯示正常，則說(shuō)明柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)故障，可以堅(jiān)持到下次的檢測(cè)時(shí)間，再進(jìn)行檢測(cè)。兩次檢測(cè)時(shí)間間隔，最好控制在兩百至兩百五十個(gè)工作小時(shí)為宜。一旦檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率無(wú)任何問題，但是鐵譜分析顯示是超標(biāo)的情況，則證明柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了異常情況，應(yīng)該馬上著手進(jìn)行全面的故障檢測(cè)和維修。而如果鐵譜分析顯示正常，但是輸出的功率卻下降超標(biāo)，則應(yīng)該進(jìn)行更深層次的檢測(cè)，對(duì)功率下降的原因進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)和查找。

其二，對(duì)曲軸箱漏氣壓力進(jìn)行檢測(cè)，從而判定活塞、活塞環(huán)和氣缸的實(shí)際磨損情況。開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并將其調(diào)整到最佳的轉(zhuǎn)速，使用發(fā)動(dòng)機(jī)漏氣測(cè)定儀微壓表，對(duì)曲軸箱內(nèi)的氣體進(jìn)行壓力檢測(cè)。如果測(cè)量的壓力超出標(biāo)準(zhǔn)值，則說(shuō)明該部分的零部件出現(xiàn)了問題，最常見的是磨損嚴(yán)重，致使曲軸箱進(jìn)入了多余的燃?xì)猓瑥亩鴮?dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降的異常狀況發(fā)生。接下來(lái)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)拆開并做維修工作。當(dāng)然，如果檢測(cè)工具比較完備的話，運(yùn)用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的方法，或者借助振動(dòng)診斷儀器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)機(jī)身的振動(dòng)情況，通過(guò)這樣的方式就可以判斷出問題的所在。精準(zhǔn)的判斷，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)拆檢工作的效率，只要拆開一組缸筒、活塞就真相大白了。而假如發(fā)動(dòng)機(jī)漏氣測(cè)定儀的測(cè)量結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)，則發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降與缸筒、活塞及活塞環(huán)磨損沒有關(guān)系，要想找到故障發(fā)生的真正原因，只有繼續(xù)從其他方面進(jìn)行考慮了。

其三，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋振動(dòng)特性，從而準(zhǔn)確的判斷氣門的技術(shù)狀態(tài)。假如氣門和氣門座圈磨損或者燒蝕嚴(yán)重的話，閉合程度將不能夠完全達(dá)到要求，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，氣門關(guān)閉時(shí)的沖擊量增大，閉合不緊密的話，往往會(huì)有燃?xì)饴┏觯瑥亩鴮?dǎo)致缸蓋的振動(dòng)與正常情況下的振動(dòng)出現(xiàn)了差別。依據(jù)這種狀況，可以準(zhǔn)確的判斷出氣門的技術(shù)狀態(tài)，從而找出發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率出現(xiàn)下降的主要原因。在拆檢的過(guò)程中，具體查看零部件的磨損情況，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷是維修，還是更換新的零部件。

其四，借助于燃油系統(tǒng)故障診斷儀尋找故障原因。在現(xiàn)實(shí)生活中，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，就要及時(shí)檢測(cè)是否燃油氣筒調(diào)整存在問題，或者燃油系統(tǒng)的某些零部件是否已經(jīng)損壞了。運(yùn)用故障診斷儀對(duì)高壓油管壓力波形的分析，使得探尋燃油系統(tǒng)故障不再如此困難，能夠及時(shí)的找到相應(yīng)的故障位置，并依據(jù)實(shí)際情況開始恰當(dāng)?shù)木S修，排除發(fā)動(dòng)機(jī)故障，保障正常的工作。

上面的幾種故障診斷和檢測(cè)方法，都是使用頻率較高的診斷方法，只要合理的運(yùn)用，就可以準(zhǔn)確的判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在故障、故障發(fā)生的大致部位等。如果加之光譜分析儀和分析式鐵譜分析儀，就可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際磨損情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，為接下來(lái)的維修工作提供參考依據(jù)。

3? 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)診斷方案和設(shè)備的配置分析

選擇曲軸箱漏氣壓力，影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率的關(guān)鍵因素是燃燒過(guò)程，不考慮燃燒質(zhì)量的因素，影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中的因素，就可以斷定是燃油系統(tǒng)的狀況，或者是燃燒室的密封發(fā)生了狀況。當(dāng)前的技術(shù)手段限制，還不能準(zhǔn)確的對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，因此，可以將燃燒室的密封性問題放在第一位，首先進(jìn)行故障考慮和分析。在實(shí)踐中，經(jīng)常利用真空壓力表、氣缸壓力表、曲軸箱漏氣測(cè)試儀和曲軸箱漏氣壓力測(cè)試儀對(duì)燃燒室的密封性進(jìn)行檢測(cè)。使用真空壓力表進(jìn)行故障檢測(cè)，使用體驗(yàn)并不好，不僅安裝起來(lái)比較復(fù)雜，而且噴油器也不好拆卸，使用性能也不穩(wěn)定。曲軸箱檢測(cè)漏氣量的檢測(cè)，要用到空氣壓縮機(jī)，也比較麻煩。使用最便捷的要數(shù)曲軸箱漏氣壓力測(cè)試儀，是對(duì)工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷的最常用的儀器，優(yōu)勢(shì)比較明顯。

實(shí)踐中，對(duì)油液進(jìn)行磨損狀態(tài)的檢測(cè)，可以利用光譜分析、分析式鐵譜分析及直讀式鐵譜分析等技術(shù)。采用光譜分析測(cè)量出油液中所含金屬磨粒的成分和數(shù)量，有助于對(duì)磨損部位進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。相比較光譜分析儀，分析式鐵譜分析儀分析儀價(jià)格便宜，但是操作復(fù)雜。直讀式鐵譜儀具有較強(qiáng)的靈敏性，價(jià)格便宜，使用也方便，是油液磨損狀態(tài)檢測(cè)的首選。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)在工程實(shí)施過(guò)程中發(fā)揮著重要的核心作用，因此，做好發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷是非常重要的工作內(nèi)容，不僅能夠保障發(fā)動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行正常的工作，而且能夠有效避免機(jī)械運(yùn)行事故的發(fā)生，保證機(jī)械設(shè)備的安全性，提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，為單位降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

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