柴油发电机“超速”故障原因和处理方法

发动机超速故障被发电机组行业称之为飞车现象。飞车是指柴油机的转速快速升高，超过最高空转转速，并且失去控制，同时发出巨大吼声的故障现象。飞车是柴油机的一种特有故障，柴油机发生“飞车”后，往往引起活塞、连杆、曲轴、气缸盖甚至气缸体等大型机件损坏。

一、柴油机“飞车”现象的定义

所谓柴油发动机飞车故障，是指发动机突然自行加速运转，转速越来越高，超过柴油发电机额定转速1500r/min以上。此外，排气管冒出大量黑烟或蓝烟，并形成很大的噪声和振动现象。柴油发动机“飞车”有两种表现：

（1）在冷车启动后，发动机的转速猛增，但过几秒钟转速即可稳定，称之为启动“飞车”。

（2）在热车工作中，发动机转速突然失去控制，发动机狂转，转速远远超过规定的转速。发生“飞车”后，随着柴油机转速的增高，进入缸内的柴油增加，导致其转速再增高，从而形成恶性循环。柴油机转速的不断增高，使汽缸内温度不断上升，活塞的膨胀量增加，活塞连杆组各零件运动加剧，负荷增大，超过其强度极限后，将发生打坏缸体，连杆折断，曲轴断裂，以及活塞、缸套打坏等严重事故。

因此，发动机超速简单来说，就是指发动机的转速超过了其规定的转速的最大值。当发动机处于超高速时，就会损坏发动机的零部件。发动机超速一般会导致凸轮轴齿轮甩出，气阀拍打活塞顶部或者影响气阀的正常工作顺序，对燃油系统的来说，超速一般会损坏飞锤。

气阀拍打活塞一般发生在活塞到达上至点的位置。在超高速时，进气门和排气门不能完全关闭，这种情况一般会导致“气门浮动”。当活塞撞击到一个开启的气阀时，气门浮动就会导致发动机的损坏。气阀拍打活塞会损坏推杆，挺杆体，气门弹簧，气阀，活塞，气缸盖，更有甚者会导致气缸体，增压器以及其他过热件的损坏；同时在发动机高速运转下，气阀高频率的运动会破坏其工作顺序，从而会影响与气阀工作顺序相关的零部件的负荷能力，最终有可能会损坏推杆，凸轮轴的凸轮，挺杆体表面，甚至会使气阀锁夹破裂。

二、超速“飞车”产生的原因分析

柴油机“飞车”的实质，是油料过量且无节制地进入气缸内燃烧。在大多数情况下，这是由于调速器性能失常、燃油泵柱塞调节齿杆卡清在最大供油位置、喷油器的针阀卡死在开启位置等原因引起的，但是也有不少例外，即故障原因不在调速器和燃油供给系统，而是柴油或润滑油通过非正常途径（即从喷油器以外）进入气缸内，并且参与燃烧的结果。归纳起来，引起“飞车”的特殊原因大致有以下几种：

1、预热器损坏

若柴油机进气管上安装了预热器，预热器的阀芯与阀座关闭不严，在非预热状态下，预热柴油经过阀座孔进入进气管，并且随气流源源不断地进入气缸燃烧。

2、油底壳内机油过多

柴油机运转时，机油在曲轴、连杆等零件的强烈搅拌和激溅下，从气缸壁与活塞环的间隙处大量进入气缸参与燃烧。

3、活塞环“对口”

油底壳内的机油从“对口”处比较顺畅地进入燃烧室，这种情况在卧式柴油机上比较容易发生。

4、曲轴箱通气装置堵塞

当该通气装置堵塞后，从气缸壁与活塞环的间隙处泄漏的废气越积越多，曲轴箱内的气压越来越高，迫使油底壳内的机油窜入气缸参与燃烧。

5、空气滤清器油面过高

对于油浴式空气滤清器，由于在油盘内加注的机油过多，或因为空气滤清器吸入了水，使油盘内的油平面升高，机油被强气流吸入气缸。

6、空气滤清器滤芯清洗不当

在用柴油，煤油甚至汽油清洗空气滤清器的滤芯后，未甩净滤芯上粘附的残油就装上了，工作中这部分燃油被强气流吸入燃烧室。

7、调速装置失效

在开机运行情况下，电子调速器最高设置为1800r/min，超速值为1725r/min，常规值是1475-1575r/min为正常范围，停机报警功能是自由设定。当调速装置中的电子调速器或转速传感器因故障而失效时，会造成柴油发电机超速误报警现象。此种情况下，并非设备真实在超速状态，只是由于调速装置传输错误的数据给主控器，误导致其下达停机命令。

要判断一台发动机是否超速，一般要从相关的零部件的损坏状态来判断。如果一个零件的损坏状况符合发动机超速的症状，但发动机本身显示没有超速的异相，那么该零件的损坏就不是因为超速而引起的。发动机超速的极端情况就会导致发动机抖动，发动机抖动时间过长，减震器和飞轮上的螺栓就会松动，这种故障模式一般发生在发动机的高速运转下。如果是因为超速引起了减震器和飞轮的松动，那么不久就会有更多的故障呈现出来。 

四、柴油机“飞车”的紧急应对措施

众所周知，柴油机要能运转，必须同时具备3个条件，一是气缸具有足够大的压缩力；二是定时有雾化的燃油喷入；三是有充足的空气供应。三者缺一不可。根据上述“飞车”形成机理的分析，需要迅速采取如下紧急措施终止“飞车”:

1、断气

切断燃烧室空气的来源。对于进气管设置有阀门的柴油机，可以将该阀门关闭。也可以拆除空气滤清器的上部，用座垫、细密的棉布等物堵死柴油机的进气口，迫使柴油机“室息”而熄火。当然，要达到憋灭柴油机的目的，必须以进气系统不漏气为前提。如果进气系统各接头密封不严，采取断气的方法难以奏效。

2、减压

破坏气缸内燃烧的条件。可以扳下减压手柄，让部分气门一直打开，使气缸内的混合气无法压缩，混合气不能达到高温和高压，最终柴油机停止运转。

3、断油

切断柴油发电机燃油系统的供应。

① 迅速收回油门，并且将手油门拉到“熄火”位置；

② 如果燃油泵的柱塞调节齿杆露在外面，可以用手直接将其拉到熄火位置；

③ 快速拧松或者破坏高压油管。由于曲轴和活塞具有很大的惯性，所以采取断油的方法见效较慢。

4、安装超速保护板

超速报警保护板用于柴油发电机组仪表控制箱内，当转速超过额定转速便报警停车，以达到保护柴油机、防止飞车之目的。

总结：

柴油发电机发生的超速现象俗称“飞车”，是柴油发电机的一种特殊故障。它不仅会造成柴发机组零部件的严重损坏，而且还有可能危及操作员人身安全。因此特别需要注意，一旦柴油或机油通过喷油器之外的渠道进入气缸燃烧而发生“飞车”，采取松开高压油管接头、按熄火开关等断油措施往往无济于事，并且安装的超速保护装置失效情况下，应当采用断气、减压、超载等方法尽快终止“飞车”。