工程機械發(fā)動機狀態(tài)檢測及故障診斷

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摘要：在工程行業(yè)里，工程柴油發(fā)動機是一種應(yīng)用比較廣泛的動力機械。對于工程建設(shè)來說，工程柴油發(fā)動機的運行狀態(tài)非常重要，其對整套設(shè)備的工作運轉(zhuǎn)發(fā)揮著重要的作用。所以，在實際的工作中，對工程柴油發(fā)動機進行狀態(tài)檢測和故障診斷，確保整個設(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)動機是一種復(fù)雜的往復(fù)式動力機械，結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，運行具有一定的往復(fù)性，很大程度上增加了工程柴油發(fā)動機的故障診斷的難度。

關(guān)鍵詞：工程機械；柴油發(fā)動機；狀態(tài)檢測；故障診斷

引言

形象的來說，柴油發(fā)動機對于工程機械來說，就相當(dāng)于心臟對于人的重要性。由于工程機械的工作環(huán)境比較復(fù)雜，通常也比較的惡劣，機械經(jīng)常也會超負荷的運轉(zhuǎn)，這就造成工程機械的故障率較高，而發(fā)生故障最高的部分就是總成部件，該部件是工程機械檢測的重點部位。在實踐中，發(fā)動機發(fā)生故障，原因是多方面的，例如，發(fā)動機零件的磨損。點火、冷卻、供油、潤滑、啟動等系統(tǒng)出現(xiàn)偏差，都會造成發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性等性能變差。要想保證柴油發(fā)動機能夠正常的工作，非常有必要對柴油發(fā)動機等進行檢測及維修作業(yè)。一旦發(fā)現(xiàn)故障的存在，就要及時的采取措施進行故障排除，保障柴油發(fā)動機的正常運行，確保工程機械的良好工作狀態(tài)。

1柴油發(fā)動機的狀態(tài)檢測分析

1.1連續(xù)檢測

連續(xù)檢測，也可以稱之為運行檢測，主要是指有關(guān)人員提供工程機械在運行中的各種信息，技術(shù)維修人員依據(jù)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的比對，確定柴油發(fā)動機是否存在異常狀況，是否需要維修，保障機械能夠正常的使用。在運用連續(xù)檢測方法對儀器設(shè)備進行檢測時，主要依靠的是機械設(shè)備上儀表盤的顯示數(shù)據(jù)。1.2定期檢測技術(shù)人員在規(guī)定的時間范圍內(nèi)，運用專業(yè)的檢測設(shè)備，憑借專業(yè)和豐富的工作經(jīng)驗，對設(shè)備進行檢測、判斷，一旦發(fā)生機械故障，對其進行及時的維修和保養(yǎng)。通常情況下，定期檢測包含三種形式，即日常檢測、周期檢測及定修檢測。日常檢測，就是在每天下班之后，對機械設(shè)備進行例行檢測，并對機械進行必要的機械保養(yǎng)；周期檢測，經(jīng)過一定的工周期，有專業(yè)的機械管理技術(shù)工作人員，利用儀器儀表等，對工程機械運行的狀態(tài)進行全面的檢測，同時完成對機械的維修和保養(yǎng)工作。這里的檢測周期并不是固定的時間點，而是可以依據(jù)工作環(huán)境、工作時間、工作的強度、機械的使用年限等因素，進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，據(jù)實際情況而定。當(dāng)然，這個檢測周期的確定要遵循適當(dāng)?shù)脑瓌t，如果周期過短，必然會增加單位的機械檢測費用開支，而如果檢測周期過程，則不能及時的發(fā)現(xiàn)機械運行中的故障，一旦故障發(fā)生，將直接影響機械的正常運轉(zhuǎn)，給工程建設(shè)的順利進行造成消極的影響；定修檢測，指的是在修理前進行檢測工作，為的是精準確定設(shè)備發(fā)生故障的部位、故障發(fā)生時的異常表現(xiàn)，從而為接下來的維修工作奠定良好基礎(chǔ)，確定維修的方法和準備必要的配件等。柴油發(fā)動機的工作強度大，長時間做高速往復(fù)運動，其中包含有復(fù)雜的動力學(xué)性能。與旋轉(zhuǎn)機械的檢測和判斷相比較，狀態(tài)檢測和故障診斷要復(fù)雜的多，難度也較大。隨著社會的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了很多的發(fā)動機檢測儀器，最典型的有電子系統(tǒng)故障檢測儀、曲軸箱漏氣檢測儀、無外載測功儀等，這些檢測儀器，每一個類型都具有多種型號的儀器，可以滿足不同機械的檢測需求，特別是在發(fā)動機的檢測與診斷中發(fā)揮著重要的作用。柴油發(fā)動機的燃油系統(tǒng)通過壓力波形式的研究已經(jīng)取得了很大的進步，很多技術(shù)已經(jīng)通過了國家的技術(shù)驗收，批量生產(chǎn)上市已經(jīng)指日可待，必將對發(fā)動機的檢測與診斷工作起到一定的推動作用，雖然只是某一單項性能的檢測和診斷。以柴油發(fā)動機為研究對象，運用多種診斷技術(shù)和診斷設(shè)備，進一步探索和研究特征參數(shù)、診斷程序及診斷標準等，大量的工作需要不斷付出努力，繼續(xù)探索和研究。總的來說，柴油發(fā)動機的故障包括兩種：第一種故障，是發(fā)動機尚能夠運轉(zhuǎn)工作，但是工作效率變低。這種故障的排除比較簡單些，只需要進行一定的調(diào)整和保養(yǎng)即可，發(fā)動機就可以排除故障，正常的工作了。第二種故障，比較嚴重些，柴油發(fā)動機已經(jīng)不能工作，只有經(jīng)過維修，才能排除的故障。這里我們主要探討的檢測與診斷主要是指第二種故障形式。

2柴油發(fā)動機的檢測和診斷方案分析

柴油發(fā)動機檢測與診斷的方式有如下幾種：其一，從測功和油液分析著手，一般來講，發(fā)動機中的零部件是發(fā)動機正常工作的保障，一旦它們出現(xiàn)問題，都會給整個發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)造成影響。在實踐中，最直接而有效的檢測發(fā)動機的辦法，就是測量發(fā)動機額定功率輸出是否正常。在發(fā)動機的輸出功率測量和檢測過程中，無外載測功技術(shù)的運用發(fā)揮著積極的作用。測量的輸出功率正常，則說明發(fā)動機運轉(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，一時也不好判斷，只能等待時間來證明。在實際工作中，一旦有雜物進入到柴油發(fā)動機的燃料、潤滑系統(tǒng)當(dāng)中，就會造成很多的異常情況，大塊磨粒會產(chǎn)生，通過直讀式鐵譜分析，可以及時的發(fā)現(xiàn)異常，避免在不知情的情況下冒然開動機器，給機器造成巨大損害的情況發(fā)生。對發(fā)動機實行定期無外載測功，同時也要抽取潤滑油樣作直讀鐵譜分析，兩項檢測的結(jié)果如果都顯示正常，則說明柴油發(fā)動機無故障，可以堅持到下次的檢測時間，再進行檢測。兩次檢測時間間隔，最好控制在兩百至兩百五十個工作小時為宜。一旦檢測發(fā)動機的輸出功率無任何問題，但是鐵譜分析顯示是超標的情況，則證明柴油發(fā)動機已經(jīng)出現(xiàn)了異常情況，應(yīng)該馬上著手進行全面的故障檢測和維修。而如果鐵譜分析顯示正常，但是輸出的功率卻下降超標，則應(yīng)該進行更深層次的檢測，對功率下降的原因進行細致的檢測和查找。其二，對曲軸箱漏氣壓力進行檢測，從而判定活塞、活塞環(huán)和氣缸的實際磨損情況。開動發(fā)動機，并將其調(diào)整到最佳的轉(zhuǎn)速，使用發(fā)動機漏氣測定儀微壓表，對曲軸箱內(nèi)的氣體進行壓力檢測。如果測量的壓力超出標準值，則說明該部分的零部件出現(xiàn)了問題，最常見的是磨損嚴重，致使曲軸箱進入了多余的燃氣，從而導(dǎo)致發(fā)動機輸出功率下降的異常狀況發(fā)生。接下來可以將發(fā)動機拆開并做維修工作。當(dāng)然，如果檢測工具比較完備的話，運用瞬時轉(zhuǎn)速的方法，或者借助振動診斷儀器檢測發(fā)動機工作時機身的振動情況，通過這樣的方式就可以判斷出問題的所在。精準的判斷，提升了發(fā)動機拆檢工作的效率，只要拆開一組缸筒、活塞就真相大白了。而假如發(fā)動機漏氣測定儀的測量結(jié)果在標準值范圍之內(nèi)，則發(fā)動機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)從其他方面進行考慮了。其三，測量發(fā)動機缸蓋振動特性，從而準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重的話，閉合程度將不能夠完全達到要求，發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，氣門關(guān)閉時的沖擊量增大，閉合不緊密的話，往往會有燃氣漏出，從而導(dǎo)致缸蓋的振動與正常情況下的振動出現(xiàn)了差別。依據(jù)這種狀況，可以準確的判斷出氣門的技術(shù)狀態(tài)，從而找出發(fā)動機輸出功率出現(xiàn)下降的主要原因。在拆檢的過程中，具體查看零部件的磨損情況，依據(jù)經(jīng)驗判斷是維修，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)實生活中，發(fā)動機不能正常工作，就要及時檢測是否燃油氣筒調(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。運用故障診斷儀對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，能夠及時的找到相應(yīng)的故障位置，并依據(jù)實際情況開始恰當(dāng)?shù)木S修，排除發(fā)動機故障，保障正常的工作。上面的幾種故障診斷和檢測方法，都是使用頻率較高的診斷方法，只要合理的運用，就可以準確的判斷發(fā)動機是否存在故障、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，就可以對發(fā)動機的實際磨損情況進行準確的判斷，為接下來的維修工作提供參考依據(jù)。

3柴油發(fā)動機檢測診斷方案和設(shè)備的配置分析

選擇曲軸箱漏氣壓力，影響發(fā)動機功率的關(guān)鍵因素是燃燒過程，不考慮燃燒質(zhì)量的因素，影響發(fā)動機燃燒過程中的因素，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，還不能準確的對燃油系統(tǒng)進行檢測，因此，可以將燃燒室的密封性問題放在第一位，首先進行故障考慮和分析。在實踐中，經(jīng)常利用真空壓力表、氣缸壓力表、曲軸箱漏氣測試儀和曲軸箱漏氣壓力測試儀對燃燒室的密封性進行檢測。使用真空壓力表進行故障檢測，使用體驗并不好，不僅安裝起來比較復(fù)雜，而且噴油器也不好拆卸，使用性能也不穩(wěn)定。曲軸箱檢測漏氣量的檢測，要用到空氣壓縮機，也比較麻煩。使用最便捷的要數(shù)曲軸箱漏氣壓力測試儀，是對工程機械發(fā)動機進行故障診斷的最常用的儀器，優(yōu)勢比較明顯。實踐中，對油液進行磨損狀態(tài)的檢測，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)。采用光譜分析測量出油液中所含金屬磨粒的成分和數(shù)量，有助于對磨損部位進行準確的判斷。相比較光譜分析儀，分析式鐵譜分析儀分析儀價格便宜，但是操作復(fù)雜。直讀式鐵譜儀具有較強的靈敏性，價格便宜，使用也方便，是油液磨損狀態(tài)檢測的首選。

4結(jié)束語

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

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作者：陳恩來 單位：福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院