【船机帮】大型应急柴油发电机组检修及维护保养 ——柴油机部分

某大型柴油发电机组属于无人值守电站，控制系统具有：

应急段母线电压自动连续监测、自动程序启动、远程启动、就地手动启动，运行状态的柴油发电机组自动检测、监视、报警、保护，主电源恢复自动、就地手动、停机等功能，柴油发电机组控制信号与主控制室 (MCR) 有控制关系。

(一) 12V240ZD 型柴油机概述

柴油机是发电机组的核心，其动力性能及状态稳定性直接影响整个发电机组的运行状况。

12V240ZD型柴油机由机体、曲轴、凸轮轴、连杆、气缸套、缸头、减振器、油水系统、调控装置、弹性联轴节、空气系统等组成，柴油机结构如图 1 所示。

图 1  16V240ZC 型柴油机结构示意

（二）重要部件检修

1.曲轴

曲轴组由曲轴、密封堵、挡圈等组成，其结构如图 2 所示。 

图 2　曲轴装配

曲轴材料为42CrMoA，经调质和氮化处理。曲轴组必须经动平衡校验和油压试验。

（1）曲轴检修 

①检查曲轴表面 

打磨轻微拉伤处，清除棱角。 

②检查曲轴颈表面

如有轻微拉伤，允许用油石或油光锉修整，并进行抛光处理。 

③检查曲轴密封

检查油堵状态，卡环有无裂断。

更换密封油堵时，其过盈量为0.08～0.12 mm，并进行0.9MPa油压试验无泄漏。 

④测量曲轴

用175～200mm，200～225 mm 外径千分尺测量主轴颈和连杆颈，须符合要求。

（2）曲轴故障分析与处理

①轴颈磨损与拉伤

由于机油中携带杂质，会造成轴颈表面拉伤，若拉伤程度轻微，可用油石打磨光滑，并用布带抛光；如拉伤严重，可用磨削法消 除。

为防止轴颈拉伤，在柴油机拆检检修重装时，必须加强整机清洁度检查，包括机油管系、主机油道、 活塞内腔、连杆油孔等。

重装完成后，启机前应使用辅助机油泵打油，多循环几分钟，将残留在柴油机有关零部件中的杂质尽量冲洗出来。

及时清洗压差过大的滤清器，及时更换机械杂质超限的机油。

② 裂纹

轴颈上的轴向裂纹很细，也较浅，但裂纹条数很多。

产生这种裂纹的原因是曲轴在缺油状态下工作。

对于带有轴向裂纹的曲轴，如裂纹轻微，可进行抛光处理后继续使用；如裂纹严重，须进行等级磨削。

预防这种裂纹产生的办法是不要让曲轴在油压不足的情况下工作。

轴颈上其他形式裂纹及其轴颈过渡圆角处的裂纹 (可用着色探伤法确定)，轻微者可磨削处理，如经等级磨削修理仍无法消除，应作报废处理。

这种裂纹，特别是轴颈过渡圆角处的裂纹，与曲轴的支承阶梯度超差有密切关系。

曲轴的支承阶梯度是支承各主轴颈的轴瓦内圆表面的同轴度及曲轴各主轴颈的同轴度综合积累的差值，它极大地影响着曲轴颈圆根处的应力，因此必须严格控制同轴度。 

③断裂

造成曲轴断裂的主要原因有气缸水锤，油锤，轴瓦紧，余量不足，发生转动堵死机油油路后，轴瓦合金层发生剥离、烧损，使曲轴主轴颈在较大的支承阶梯度下工作，轴颈圆根应力成倍上升而发生断裂，或是因为机油泵本身损坏，轴瓦在缺油的情况下剥离烧损造成曲轴断裂等。

上述情况发生曲轴断裂的部位均在主轴颈圆根到连杆颈圆根连线的危险断面上。

为了防止曲轴断裂，须尽力防止上述情况的发生。 

④曲轴主轴颈跳动量超差

当曲轴使用后出现主轴颈跳动量超差时，可以校正处理。

一种是靠重力法自然恢复，即将曲轴搁置在存放架上，弯度朝上；另一种方法是用压力机校正，但弯度较大时不适用。

2.凸轮轴

凸轮轴分为左右 2 根，采用分段结构。

凸轮和轴颈表面采用中频淬火处理，以提高其接触强度和耐磨性。

凸轮轴装配如图 3 所示。

图 3　凸轮轴装配

（1）凸轮轴检修要求

① 缺陷

凸轮轴不允许有裂纹，凸轮轴及轴颈工作表面不允许有剥离、拉伤及碾堆等缺陷，轴端螺纹须良好。 

②精度

凸轮型面磨损大于0.15mm 时，允许成型磨修，磨修后的表面硬度不低于57HRC，升程 曲线须符合原设计要求，但配气凸轮基圆半径不小于49.5mm，供油凸轮基圆半径不小于47.0mm，轴颈磨耗合理修复。 

③组装

更换凸轮轴轴段时，应按有关标记进行组装。

整根凸轮轴的各轴颈圆跳动不大于0.12mm  (支承于第1、4、7 轴颈)；各凸轮相对于第1凸轮的分度允差不大于0.5°。

（2）凸轮轴检修方法

①拆卸螺堵

拆下输出端的 ZG1/ 4 螺堵。 

②清洗

将整根凸轮轴用专用吊具吊至清洗油槽内，用清洗柴油将凸轮轴清洗干净，用压缩空气吹净凸轮轴，特别要注意凸轮轴内油道及各油孔。 

③探伤

对凸轮轴和调速器传动法兰进行探伤，不得有裂纹。探伤后须重新清洗。 

④外观检查

检查凸轮轴各工作表面，如有毛刺和轻微拉伤，允许用细油石或金相砂纸打磨光滑；如表面有严重拉伤、剥离或堆碾时，必须更换。 

⑤检查各档轴颈尺寸

其圆度、圆柱度不得大于0.04mm，圆度、圆柱度超限可磨削处理。 

⑥检查凸轮夹角

如更换的凸轮轴为单节，必须检查各单节同名凸轮对称中心线之间的夹角，其偏差不得大于0.5°。 

⑦安装堵头

装好输出端 ZG1/ 4 螺堵，然后将凸轮轴的所有油孔用工艺堵堵好。 

⑧检查相位角

各节凸轮轴同名凸轮 (以供油凸轮为准) 相位差不得大于0.5°。 

（3）凸轮轴故障分析与处理

①凸轮轴裂纹

如凸轮型面及轴颈油孔边缘产生裂纹，要更换发生裂纹的单节凸轮轴，各凸轮相对于第1凸轮的分度误差不大于0.5°。 

②凸轮型面及轴颈损伤

造成凸轮型面及轴颈剥离、严重拉伤、点蚀碾堆及偏磨现象的原因为机油不清洁、滚轮安装与凸轮型面不平行、推杆导块导向销磨耗过大使滚轮转位、凸轮型面与滚轮的热处理硬度不符合要求等。

凸轮型面磨损大于0.15mm时，允许成型修理，磨修后的表面硬度不低于57HRC，升程曲线须符合产品图样要求。

其他大部件如机体、连杆、气缸套、缸头、减振器、油水系统、调控装置、弹性联轴节、空气系统等，不再逐一叙述。

3.柴油机维护保养

做好维护检修是柴油机正常、可靠工作，延长其使用寿命的重要保证。 

（1）日保养

①检查燃油箱油位，检查油底壳，查看是否有不正常增高或下降现象，必要时添加机油，柴油机运转时，一次加油量不要太多；

②检查膨胀水箱水位，必要时添加冷却水和药剂，检查气源压力和油雾器油位； 

③柴油机停机状态，检查差示压力计 U 形管的水位，水位应为“0”，低于“0”时，应及时补充； 

④ 擦拭柴油机表面，检查仪表查看显示参数是否正常；

⑤监视仪表所指示的柴油机工作参数，应特别注意机油压力和油水温度变化；

⑥观察柴油机排烟状况，监听柴油机工作响声，如发现异常现象应及时查找原因，给予排除； 

⑦检查柴油机和增压器是否有漏气、漏油、漏水现象，保持柴油机外观整洁； 

⑧检查柴油机各连接、紧固情况；

⑨柴油机启动前进行扫缸，不得有异声，不得有机油、燃油、水等异物从示功阀向外排出； 

⑩运转中，打开一次机体稳压箱排污阀，不应有机油、燃油、水流出。 

（2）周保养

①完成日常保养规定的项目； 

②检查必要时清理增压器空气滤清器； 

③排放空气启动系统贮气罐及分离器内的积水和沉淀物； 

④检查空气启动马达输出齿轮与柴油机启动齿轮盘的啮合表面状态，并涂以少量润滑机油； 

⑤向启动空气马达油嘴加注润滑脂一次；

⑥打开曲轴箱检查孔盖和凸轮，检查油底壳滤网上有无异物，凸轮轴的凸轮表面、推杆滚轮、活塞、连杆及气缸套等可见部位有无拉伤或异常。 

（3）月保养

①完成日、周保养所规定的项目；

②清洗机油离心精滤器； 

③清洗增压器的消音器； 

④测量压缩压力和标定功率时的爆发压力；

⑤柴油机启动后，观察各缸喷油器回油管的回油状态，应有燃油滴出，但不得成线，也不得有机油或气体流出。 

（4）季保养

①完成日、周、月保养所规定的项目； 

②检查增压器转子转动的灵活性，检查蜗壳及涡轮的结碳情况，并查看是否有异物侵入，并作相应处理； 

③检查调整气门的间隙，进气门为0.2 mm，排气门为0.8 mm； 

④ 取下全部喷油器，检查调整喷射压力和喷雾质量； 

⑤检查曲轴横动量，不小于0.25mm，不大于0.50mm； 

⑥进行机油化验；

⑦每隔 3 个月对空气启动马达的注油杯注一次润滑脂。 

（5）半年保养

①完成日、周、月、季保养所规定的项目；

②检查曲轴各曲拐臂距差，测量位置，臂距差表支撑在距曲轴连杆轴颈表面200mm 处，臂距差不得大于0.066 mm； 

③校验油压继电器的动作值。 

（6）换季保养

柴油机进入冬、夏季运行交接之前，应进行换季保养，具体时间应根据当地气候条件确定：

①清洗全部冷却水系统，严寒地区进入冬季时，应采取加热及保温措施。必要时换用防冻液； 

② 清洗机油系统，检查机油油质，必要时更换机油；

③ 清洗燃油箱，根据季节转换，换用相应牌号的柴油； 

④清洗增压器的压气机蜗壳及叶轮处的油污及结炭； 

⑤检验全部安全保护装置及仪表； 

⑥检查柴油机启动装置； 

⑦拆检、清洗空气冷却器；

⑧检验机油系统和燃油系统的全部阀门；

⑨气温低于 0 ℃ 时，若停用柴油机，应注意柴油机放水。

通过对 12V240ZD 型柴油机进行科学有效的检修及维护保养，能够最大限度的提升柴油机的相关机械性能及动力性能，延长柴油机的使用寿命，节约柴油机使用的经济成本，同时对整个柴油发电机组的检修及维护保养工作起到积极的促进作用，并为其他类型柴油的机检修及维护保养工作提供了经验。

END