新聞主題	針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)水問(wèn)題的分析與改進(jìn)

 

摘要：某型柴油發(fā)電機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)燃燒室、燃油系統(tǒng)進(jìn)水問(wèn)題，使柴油發(fā)電機(jī)的可靠性無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。柴油進(jìn)水了是不能繼續(xù)使用的，如果繼續(xù)使用，就會(huì)導(dǎo)致油水混合在一起。水是無(wú)法被壓縮的，進(jìn)入到氣缸之后，發(fā)動(dòng)機(jī)依然還處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，做功的過(guò)程中不能對(duì)水壓縮，從而使得活塞卡死，氣缸磨損情況會(huì)變得加劇。如果柴油中有水，除了會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)遲緩和不穩(wěn)定，甚至還會(huì)造成曲軸彎曲等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。我們對(duì)柴油發(fā)電機(jī)相關(guān)部位進(jìn)水的原因進(jìn)行分析，最終查明冷卻液泄漏位置，并釆用適宜的改進(jìn)措施，使問(wèn)題得到有效解決。

 

一、導(dǎo)致問(wèn)題的可能因素分析

 

檢查噴油器霧化情況發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)A、B列各4缸燃燒室內(nèi)有水，燃油系統(tǒng)回油管及濾清器中有大量的水。

1、燃油箱進(jìn)水常見(jiàn)主因

（1）由于燃油箱沒(méi)有清洗干凈，只要清洗干凈了就基本不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象。

（2）油品有問(wèn)題，通常直接在加油站購(gòu)買(mǎi)的柴油出現(xiàn)問(wèn)題可能性不大，絕大部分是因?yàn)橛脩魪乃饺嘶驘o(wú)資質(zhì)的企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的便宜油。

（3）燃油箱只有兩個(gè)口，一個(gè)柴油機(jī)和燃油箱連接的是高壓油泵，根本不可能是發(fā)動(dòng)機(jī)出問(wèn)題這邊的水回流。另一個(gè)入口就是燃油箱加油口，如果燃油箱處于室外，是很有可能雨水滲入燃油箱內(nèi)部。

 

圖1 柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油箱立體圖

圖2 柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油箱左右視圖

 

2、燃油回油管進(jìn)水原因分析

根據(jù)試驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，以及氣缸蓋圖紙分析.導(dǎo)致燃油回油管進(jìn)水的可能原因有兩種，見(jiàn)圖3。氣缸蓋燃油回油經(jīng)噴油器護(hù)套上的回油孔進(jìn)入氣缸蓋回油管道，最后經(jīng)過(guò)與回油管相連的燃油管，回到主燃油回油管。而氣缸蓋內(nèi)水腔遍布，可能是氣缸蓋燃油回油管道與某一水腔相通(見(jiàn)圖4圈出部分)，水進(jìn)入氣缸蓋燃油回油管道，經(jīng)過(guò)與回油管相連的燃油管，進(jìn)入燃油主回油管中；噴油器護(hù)套密封不嚴(yán)，水沿著噴油器護(hù)套與缸蓋結(jié)合面上翻，進(jìn)入氣缸蓋回油管道，導(dǎo)致燃油回油管內(nèi)有水出現(xiàn)，見(jiàn)圖4中箭頭。

 

圖3 柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋燃油回油管路

圖4 柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋噴油器護(hù)套

 

3、燃燒室內(nèi)進(jìn)水原因分析

燃燒室內(nèi)進(jìn)水如果是在試驗(yàn)過(guò)程中泄漏，在試驗(yàn)過(guò)程中就可能會(huì)有排氣冒白煙、冷卻水液位下降過(guò)快等現(xiàn)象，由于類似問(wèn)題在前期試驗(yàn)過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)，故判斷燃燒室內(nèi)進(jìn)水是由于氣缸蓋回油管道內(nèi)有水，在機(jī)組推進(jìn)特性結(jié)束拆噴油器時(shí)，燃油回油管道內(nèi)的水倒流，沿著噴油器護(hù)套內(nèi)壁流進(jìn)燃燒室導(dǎo)致。

4、燃油濾器中進(jìn)水原因分析

檢查柴油發(fā)電機(jī)外部設(shè)備，燃油冷卻器未發(fā)現(xiàn)冷卻液泄漏現(xiàn)象，故排除柴油發(fā)電機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)水是由于外部設(shè)備存在管路滲漏導(dǎo)致。正常情況下，柴油發(fā)電機(jī)燃油回油經(jīng)管道直接回到油柜。

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，油柜中的油沿著管道經(jīng)閥門(mén)進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)，回油沿著管道經(jīng)閥門(mén)回到油柜，如果燃油回油管中有水，燃油濾清器中不會(huì)有水岀現(xiàn)。但是當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行燃油消耗量測(cè)試時(shí)，燃油進(jìn)油沿著管道，經(jīng)閥門(mén)進(jìn)入油耗儀，油耗儀中的油經(jīng)閥門(mén)進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)，燃油回油沿管道經(jīng)閥門(mén)重新進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)。當(dāng)燃油回油中有水岀現(xiàn)時(shí)，就會(huì)由于回油不回油柜直接進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)而導(dǎo)致燃油濾清器中有水出現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)分析，初步判斷柴油發(fā)電機(jī)燃燒室、燃油系統(tǒng)回油管及濾清器進(jìn)水可能是柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋中的冷卻水腔發(fā)生泄漏，冷卻水一部分進(jìn)入氣缸蓋回油管，一部分沿噴油器護(hù)套流下，導(dǎo)致燃燒室、燃油回油管以及燃油濾清器中有水出現(xiàn)。

 

二、原因確認(rèn)和改進(jìn)設(shè)計(jì)

 

考慮柴油發(fā)電機(jī)正在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)缸蓋單獨(dú)進(jìn)行水壓試驗(yàn)工作量較大，因此決定對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行整機(jī)水壓試驗(yàn)。拆掉柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋罩、高壓油管，拔岀噴油器，拆掉缸蓋燃油回油管，之后通過(guò)外接水泵對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行整機(jī)水壓試驗(yàn)。

試驗(yàn)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)A4、A5、A6、B3、B6缸的燃油回油孔有乳白色液體流出，確定是含有緩蝕劑成分冷卻液的燃油，初步證明燃燒室和燃油回油中有水，是氣缸蓋冷卻液泄漏導(dǎo)致。

為進(jìn)一步確定氣缸蓋冷卻水腔漏點(diǎn)，將冷卻液泄漏的五個(gè)氣缸蓋進(jìn)行水壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中三個(gè)氣缸蓋冷卻液泄漏，且都是噴油器護(hù)套處滲水。拆檢發(fā)現(xiàn)，噴油器護(hù)套上有加工缺陷，導(dǎo)致噴油器護(hù)套密封不嚴(yán)，水沿著噴油器護(hù)套上翻，通過(guò)氣缸蓋回油管道進(jìn)入回油管，從而導(dǎo)致燃油回油管中有水出現(xiàn)。

為從根本上解決柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋從噴油器護(hù)套處冷卻液泄漏的問(wèn)題，技術(shù)人員從該位置的密封機(jī)理展開(kāi)分析研究。原柴油發(fā)電機(jī)的氣缸蓋噴油器護(hù)套密封是采用錐面密封，護(hù)套底部涂膠與氣缸蓋錐面形成較窄的線接觸密封，使用壓緊螺母擰緊（見(jiàn)圖5）。該結(jié)構(gòu)護(hù)套在使用中存在以下密封隱患：壓緊螺母、氣缸蓋與護(hù)套分別加工，安裝后護(hù)套與氣缸蓋孔的同軸度較難保證，容易出現(xiàn)壓偏現(xiàn)象，同時(shí)壓緊螺母施加壓力后容易出現(xiàn)護(hù)套變形現(xiàn)象，影響護(hù)套的密封性；護(hù)套底部與氣缸蓋接觸密封帶寬度較小，密封性受零件加工質(zhì)量、柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)等因素影響較大，且接觸面的貼合角度在機(jī)械加工過(guò)程中較難保證，易造成實(shí)際貼合面積不夠，影響密封；當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)使用一段時(shí)間后，噴油器易與護(hù)套產(chǎn)生粘連，保養(yǎng)拆卸噴油器時(shí)易造成護(hù)套底部與氣缸蓋錐面接觸松動(dòng)，同時(shí)再次安裝護(hù)套時(shí)，氣缸蓋密封面上殘留的密封膠、雜物難以徹底清理，影響后續(xù)再次安裝密封的可靠性。

為提高該位置密封的可靠性，技術(shù)人員決定采用雙向密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將柴油發(fā)電機(jī)的氣缸蓋噴油器護(hù)套錐面密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)為平面和螺紋雙向密封，加大密封面積，緊固螺紋由上方更改至下方，護(hù)套通過(guò)下部螺紋整體擰入氣缸蓋中（見(jiàn)圖6）。

改進(jìn)后的柴油發(fā)電機(jī)的氣缸蓋噴油器護(hù)套結(jié)構(gòu)具有明顯的易于加工性和密封可靠性，主要體現(xiàn)在以下幾方面：改進(jìn)后噴油器護(hù)套與氣缸蓋接觸的密封面為平面和螺紋面，易于加工、檢驗(yàn)，較錐面更容易保證零部件的加工質(zhì)量；噴油器護(hù)套上部橡膠密封圈由一件增加為兩件，提高了密封的可靠性；改進(jìn)后噴油器護(hù)套靠底部螺紋涂膠擰緊在氣缸蓋上，使用過(guò)程中的密封不易受到柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)等因素影響，保養(yǎng)時(shí)拆下噴油器，不易破壞噴油器護(hù)套底部密封，再次安裝噴油器護(hù)套時(shí)，氣缸蓋底孔殘留的密封膠、雜物使用刮刀、絲錐可徹底清理，易于保證安裝后的密封可靠性。

 

圖5 柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋噴油器護(hù)套結(jié)構(gòu)圖

圖6 改進(jìn)后柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋噴油器護(hù)套結(jié)構(gòu)圖

 

 

三、試驗(yàn)驗(yàn)證

 

燃油系統(tǒng)進(jìn)水是柴油機(jī)的常見(jiàn)故障。還有，濾清器變臟并阻塞燃油流動(dòng)。如果您懷疑柴油中進(jìn)水了，那么在操作之前請(qǐng)將水排出。柴油比水輕，所以水會(huì)沉到底部。在底部有一個(gè)排水口，用于將水排出系統(tǒng)。在一些柴油機(jī)系統(tǒng)中，燃油箱的底部或主濾清器罐和副濾清器罐的底部有幾個(gè)稱為閥頭的閥門(mén)，這些閥門(mén)的作用是從系統(tǒng)中排水。應(yīng)定期用它們進(jìn)行排水。

將采用新結(jié)構(gòu)噴油器護(hù)套的氣缸蓋更換到柴油機(jī)上，再次開(kāi)機(jī)進(jìn)行8 h驗(yàn)證試驗(yàn)，停機(jī)后再次檢查柴油發(fā)電機(jī)燃油回油管和燃油濾清器，未再發(fā)現(xiàn)有水岀現(xiàn)。對(duì)其它柴油發(fā)電機(jī)的氣缸蓋按改進(jìn)后的狀態(tài)進(jìn)行替換，經(jīng)試驗(yàn)后也未再發(fā)現(xiàn)冷卻液泄漏問(wèn)題的發(fā)生，可確認(rèn)此次柴油發(fā)電機(jī)燃燒室、燃油系統(tǒng)回油管及濾清器進(jìn)水問(wèn)題得到有效解決。

注意事項(xiàng)：

1、盡快把電瓶負(fù)極線拆下來(lái)，以免柴油發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)因進(jìn)水而發(fā)生短路；

2、使用下列常規(guī)步驟更換燃油濾清器：

找到主濾清器和副濾清器；將扳手調(diào)到正確的尺寸，小心地拆下濾清器，小心不要濺出濾清器罐中的燃油。

3、柴油的密度比水小，因此水一般都是沉淀在底部的位置。如果柴油進(jìn)水不是很多，其具體的處理方法就是，先把柴油靜置一段時(shí)間，讓水慢慢沉淀下去，等到水和柴油成功分層以后，此時(shí)再去使用管子，把上面的柴油吸出去即可。

4、如果進(jìn)水的量比較大，應(yīng)將原有的變質(zhì)柴油換了，因?yàn)椴裼屠镉兴畷?huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)冒白煙或者銹蝕以及工作無(wú)力。

 

四、結(jié)論

 

通過(guò)原理分析，此次柴油發(fā)電機(jī)燃油系統(tǒng)回油管及濾清器中出現(xiàn)進(jìn)水問(wèn)題的原因是由于原使用氣缸蓋的噴油器護(hù)套密封不嚴(yán)，導(dǎo)致冷卻水沿著噴油器護(hù)套上翻，進(jìn)入氣缸蓋燃油回油管道，經(jīng)氣缸蓋燃油回油管進(jìn)入主回油管，造成燃油主回油管內(nèi)有水出現(xiàn)，繼而進(jìn)入燃油濾清器。同時(shí)拆檢噴油器時(shí)，氣缸蓋回油管道內(nèi)的混和著冷卻水的燃油，沿著燃油回油管道回流，經(jīng)噴油器護(hù)套內(nèi)壁流入柴油發(fā)電機(jī)燃燒室，進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)燃燒室。

根據(jù)拆檢發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員對(duì)柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋存在的密封隱患進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，考慮到密封設(shè)計(jì)原理和零部件的易加工性、易維修性，替換原噴油器護(hù)套的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并在氣紅蓋有限的空間內(nèi)調(diào)整到最佳狀態(tài)，通過(guò)整機(jī)性能試驗(yàn)驗(yàn)證，最終圓滿解決燃燒室、燃油系統(tǒng)進(jìn)水問(wèn)題。

 

 

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