某型柴油机异常停机故障原因分析

发表时间:2021/8/6   来源:《中国电业》2021年第9期   作者:朱巧明
[导读] 针对某型柴油机在工作过程中出现的“飞车”故障问题,结合整机拆检分析可能原因。

        朱巧明
        中国人民解放军91428部队 浙江宁波 315456
        摘要:针对某型柴油机在工作过程中出现的“飞车”故障问题,结合整机拆检分析可能原因。分析表明:气门调整螺钉的锁紧螺母松动,引发一系列连锁反应,最终导致气门、活塞、缸头等零部件严重损坏,机组无法工作。
        关键词:柴油机;“飞车”;锁紧螺母;松动
        0  引言
        从意大利进口的某型双缸四冲程高速柴油机,主要应用于小型发电机组的动力源,自交付以来,工作较为稳定可靠。本文就该型机组极少发生的“飞车”故障,对整机进行拆检,推理分析查找诱因。
1  故障描述:
        某型柴油发电机组在带50%额定负载运行过程中,出现转速不稳后异常停机,操作人员在未查明原因的情况下,再次启动机组试机,空载运行5分钟后,转速急剧上升,排气管冒大量浓烟,操作人员立即手动断油应急停机。
2  整机拆检情况:
(1)外观检查
        整机表面清洁,外部机件无松动和损坏,排气管口存在油液喷出的痕迹。
(2)机油检查
        机油液面超过最高刻线5毫米,机油中混入了柴油,粘度较低,有焦糊气味。
(3)输油泵、喷油泵检查
        对输油泵、喷油泵进行性能复试,工作正常,无柴油渗漏现象。
(4)喷油器检查
        第1缸喷油器油嘴破损,对第2缸喷油器进行性能复试,工作正常。

(5)调速系统检查
        拆解机械调速系统,检查相关机件,飞锤、弹簧、齿杆等均正常,工作灵活无卡滞。
(6)曲柄连杆机构检查
        第1缸活塞顶部损坏严重,存在不规则形状穿孔,碎片掉入曲轴箱,其余部件无明显异常。

(7)配气机构检查
        第1缸进气门调整螺钉断裂,锁紧螺母松动,进气门锁片变形脱落,进气门头部变形,气门杆断裂,气门座及缸头部分碎裂;第2缸无明显异常。

3  机理分析
        结合整机拆检情况,对该故障原因进行分析推理,具体如下:
        在机组长期使用的过程中,未及时对气门间隙及相关组件进行检查,在某一时刻,第1缸进气门调整螺钉的锁紧螺帽开始松动,引起气门间隙不规则变化。在柴油机高速运转的情况下,摇臂撞击气门尾部的力量变得不稳定,导致气门锁片逐渐产生形变,达到一定的程度后,气门锁片功能失效,导致气门从锁夹脱落,气门弹簧从弹簧座弹出。
        另一方面,由于气门调整螺钉锁紧螺母的松动,调整螺钉在运动过程中会震动加剧,在应力集中部位会加速老化,当气门弹簧从弹簧座中弹出后,与摇臂直接接触,在杠杆作用下,调整螺钉的应力集中部位断裂。此时,第1缸已停止工作,由于第2缸未损坏,机组仍继续运转,但是由于调速系统的响应延迟,会出现转速不稳的现象。
        气门脱落后,会随机组的震动掉入气缸,此时,气门已不受配气正时的控制,气门会与活塞直接碰撞而断裂。断裂后的气门完全落入燃烧室,在高速运转下,导致活塞穿孔,喷油器碎裂,缸头损坏,此时单缸工作的柴油机功率不足,异常停机。
        第二次启动机组时,由于空载运行,且第2缸仍能工作,所以机组仍能启动。但是第1缸的柴油会从损坏的喷油器喷出,小部分会随第1缸进气道反向进入第2缸,大部分柴油会直接进入曲轴箱与机油混合。当曲轴箱内的混合油达到一定的程度后,混合油会从活塞与缸套的间隙进入第2缸燃烧室。额外的燃油进入气缸后,会引起转速急剧上升,导致机组“飞车”。
4  结  论
        通过分析推理,可得出结论:由于长期未对气门调整螺钉进行检查,未能及时发现松动的锁紧螺母,导致在高强度的运行中引发一系列连锁反应,最终引起其他部件的损坏。
        为避免类似问题,应严格按照维护保养规程检查气门组件。
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