背負式森林消防泵故障診斷與分析

劉澤民， 葉 辰

(奧丁(上海)消防設備有限公司，上海 201615)

隨著國家對林業(yè)防火日趨重視，所投入的滅火工具也趨于自動化、科技化，背負式森林消防泵在森林消防以水滅火中得到了廣泛應用。在背負式森林消防泵的動力選擇上一般選用二沖程發(fā)動機作為動力載體，優(yōu)點是質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高、滅火效果顯著。但二沖程發(fā)動機的使用與四沖程發(fā)動機相比較為復雜，因而做好二沖程發(fā)動機的維護保養(yǎng)和故障排查就顯得尤為重要[1-4]。

背負式森林消防泵主要由二沖程發(fā)動機與水泵組成，因此故障主要來源于這兩部分。

1 發(fā)動機故障

二沖程發(fā)動機故障分為氣路故障、油路故障和電路故障三部分。

1.1 氣路故障診斷與分析

氣路故障主要表現(xiàn)為發(fā)動機運行冒煙、發(fā)動機啟動困難甚至無法啟動。

二沖程發(fā)動機運行時排氣口冒黑煙，主要原因是空濾濾芯堵塞或化油器風門未完全開啟導致進氣不足引起燃燒不充分。因此，首先需要檢查化油器風門是否全部打開，其次檢查空濾濾芯是否未定期清洗而造成堵塞。

二沖程發(fā)動機啟動困難，就氣路分析而言，首先要做的是拉動啟動拉盤，確認發(fā)動機是否阻力偏小或阻力過大。阻力偏小主要是發(fā)動機存在漏氣導致密封性不足，因而難以使發(fā)動機內(nèi)腔形成一定的真空度，無法將足量的新鮮混合油汽吸入汽缸中。密封不足的原因主要有缸體蓋板松動漏氣、火花塞松動漏氣、發(fā)動機拉缸導致漏氣。檢查方式：①觀察發(fā)動機密封表面是否有漏油情況，螺栓是否存在松動；②檢查火花塞是否松動；③拆開消聲器，拉動啟動拉盤，觀察活塞及汽缸壁面是否存在拉痕。對于發(fā)動機阻力過大，同樣主要是由拉缸引起活塞與汽缸抱死，通過拆開消聲器觀察活塞情況及汽缸壁面可以進行判斷。

1.2 油路故障診斷與分析

二沖程發(fā)動機油路故障主要表現(xiàn)為：發(fā)動機不進油、發(fā)動機運行過程中斷油。其現(xiàn)象主要為發(fā)動機無法啟動，發(fā)動機啟動后低速熄火或啟動后拉高速熄火，發(fā)動機運行過程中熄火。

二沖程發(fā)動機不進油情況判斷，首先嘗試按標準操作流程(化油器風門處于關閉位置，其目的是通過關閉風門減少進氣量，使更多的混合油進入缸體)啟動發(fā)動機幾次，再拆開火花塞，觀察火花塞上是否有油，若沒油則說明發(fā)動機不進油，此時需做進一步檢查。二沖程發(fā)動機一般多為外置油箱，因此需檢查油箱接頭是否松動、油管是否存在堵塞、手油泵是否無法正常泵油、油管與發(fā)動機相連接的接頭是否未安裝好或接頭內(nèi)部有異物堵塞。檢查完成后若仍無法進油，則需檢查化油器是否堵塞，或化油器是否存在漏油。一般化油器堵塞一是由于上次停機時未通過運行將化油器中存油燒干，又因放置時間較長(半個月以上)，導致化油器內(nèi)部汽油揮發(fā)，機油黏度變大將化油器隔膜黏住從而無法泵油；二是化油器內(nèi)部進入雜質(zhì)導致堵塞，此時需要拆開化油器進行清洗。

二沖程發(fā)動機啟動后低速熄火或啟動后拉高速熄火，其主要原因是發(fā)動機油針存在變動。二沖程發(fā)動機出廠前均進行了調(diào)試，使每臺發(fā)動機均處于最佳狀態(tài)，無需用戶再去調(diào)節(jié)化油器油針，但難免存在用戶自行調(diào)節(jié)或誤操作。二沖程發(fā)動機化油器通常采用膜片式化油器，其存在高速和低速兩個油針，一般低速油針位于化油器右側(cè)。若無法判斷發(fā)動機低速油針位置則啟動發(fā)動機，使發(fā)動機油門處于低速位置，分別用螺絲刀調(diào)節(jié)化油器油針，觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速(通過聲音判斷)是否存在明顯變化，調(diào)節(jié)時存在變化的為低速油針。對于低速熄火情況，一般調(diào)節(jié)低速螺釘，通過將低轉(zhuǎn)速調(diào)高來保證發(fā)動機不熄火。調(diào)節(jié)方法如下：用一字螺絲刀將低速螺釘瞬時針擰到感覺有阻力，然后再逆時針回調(diào)1～ 1.5圈，再啟動發(fā)動機，使發(fā)動機置于低速狀態(tài)，對油針進行微調(diào)(低速油針一般為順時針調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，逆時針調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降)，直至發(fā)動機低速穩(wěn)定。一般低速要求1 800～3 000 r/min為宜。對發(fā)動機油門拉高速熄火問題，可調(diào)節(jié)高速油針，調(diào)節(jié)方法與低速油針調(diào)節(jié)類似，將油針順時針擰緊，再逆時針調(diào)節(jié)1.5～2圈，具體圈數(shù)每個公司產(chǎn)品均存在差異(高、低速油針調(diào)節(jié)需注意不能用力過大，否則容易將油針擰斷)。

二沖程發(fā)動機運行過程中熄火，主要原因可能為：① 燃油不足導致熄火；② 外置油箱透氣口沒有打開，導致運行一段時間后油箱真空度較大，油箱與發(fā)動機汽缸內(nèi)部氣壓形成平衡，無法將混合油吸入缸內(nèi)導致熄火；③ 油管接頭漏氣導致發(fā)動機供油不足熄火。

此外，二沖程發(fā)動機使用的是混合油，因此其機油等級牌號、汽油機油配比是否正確非常重要。作為背負式森林消防泵所配置的二沖程發(fā)動機，一般使用的機油等級應為2T、FD級，其原因是在森林消防泵運用上該發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高，一般為6 000～7 000 r/min，高時可達8 000 r/min以上，為滿足高轉(zhuǎn)速下的潤滑需求，機油等級不能像風機、油鋸一樣使用FA、FB或FC級機油。汽油和機油的配比要求一般按體積比30∶1配制，且需混合均勻。機油等級使用不對或牌號使用不對，使用四沖程(4T)機油或使用FA、FB級機油均會造成發(fā)動機拉缸。前者是因為四沖程發(fā)動機機油不參與燃燒，一旦使用則會引起積碳偏多導致拉缸，后者是因為使用FA、FB、FC級機油潤滑不夠?qū)е吕?。配比使用比例偏稀同樣會因為潤滑不足而拉缸，比例過濃則使積碳增多而拉缸。此外，配好的混合油放置一段時間，若再使用需搖勻，否則會因汽油、機油分層導致運行拉缸，且放置超過半個月的混合油建議不再使用。對于二沖程發(fā)動機而言，正確按照廠家要求使用混合油十分重要。

1.3 電路故障診斷與分析

電路故障主要表現(xiàn)為火花塞故障，或啟動電機線路故障等。對火花塞故障，首先拆下火花塞，觀察其是否積碳偏多導致積碳將側(cè)電極與中心電極連接而無法產(chǎn)生火花。若積碳偏多，則需用鋼刷進行積碳清理，火花塞積碳嚴重意味著汽缸內(nèi)部燃燒不充分，正?；鸹ㄈ鸪鰰r其火花塞頭部應為棕褐色。積碳的主要原因有：① 火花塞使用規(guī)格與原規(guī)格不匹配。對于二沖程發(fā)動機，尤其是轉(zhuǎn)速偏高的發(fā)動機，需選擇高熱值的火花塞，因此其熱值需與原廠提供火花塞熱值相匹配。② 發(fā)動機進氣不足導致積碳，需檢查空濾是否堵塞、化油器進氣口是否堵塞、風門是否全開等。③ 機油使用不正確或機油與汽油配比濃度偏高。其次，需檢查火花塞側(cè)電極與中心電極之間間隙是否偏大或偏小，標準火花塞要求其間隙為0.6～0.7 mm，間隙過大或過小均會導致火花塞無法點火。最后，以上均正常情況下，在火花塞與高壓包線連接后，將火花塞置于缸頭離隔熱罩或其他金屬5～8 mm位置處，并使火花塞裙部正對著我們的視線，即我們的眼睛能看到火花塞中心電極內(nèi)部的空間部分(火花塞需遠離汽缸缸蓋火花塞安裝口)，打開點火開關，電啟動或手拉啟動發(fā)動機，觀察火花塞側(cè)電極與中心電極、側(cè)電極與隔熱罩或所處位置的金屬間是否有火花。若均有火花，則表示火花塞正常，電路正常，若無火花或僅僅其中一種情況有火花，則存在電路問題。這時可以更換一個同熱值的火花塞進行驗證，檢查是否為火花塞問題。若火花塞正常，則需排查是否為高壓包本身的問題或點火開關的問題導致無法點火?；鸹ㄈ姌O間隙示意圖如圖1所示。

圖1 火花塞電極間隙示意圖

啟動電機線路問題主要表現(xiàn)為啟動電機不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速偏慢，啟動電機不轉(zhuǎn)的主要問題可能為：①啟動電機本身燒毀，需更換啟動電機；② 繼電器損壞，需更換繼電器(使用電池啟動時，若繼電器有滴答聲，則表示其正常)；③ 連接線路斷路，導致電路不通；④啟動按鈕開關損壞導致無法啟動。

電機轉(zhuǎn)速偏慢的主要原因有：① 電池電量不足；② 發(fā)動機存在內(nèi)部卡澀；③ 啟動電機內(nèi)部電刷部分脫離。

2 水泵故障

水泵故障主要表現(xiàn)為機封損壞漏水、葉輪葉片堵塞、水泵進口引水管濾網(wǎng)堵塞、水泵進口漏氣等[5-8]。

背負式森林消防泵一般使用的是低比轉(zhuǎn)速、高揚程的水力模型，其葉輪形式一般為單級閉式葉輪，也有部分廠家使用多級離心泵。因其要求高揚程，因此葉輪一般為窄出口、大直徑。因此，葉輪更容易造成堵塞。設計要求引水管濾網(wǎng)網(wǎng)口直徑必須小于葉輪出口寬度，以免引起葉輪堵塞，但實際使用中仍會因為水含沙量大或其他原因?qū)е氯~輪堵塞。葉輪堵塞直接反映在水泵上就是水力性能下降，壓力降低。因此，在使用過程中需注意引水管必須帶濾網(wǎng)，介質(zhì)含沙量不能過高。其次，由于引水管濾網(wǎng)口較小，需防止濾網(wǎng)進口堵塞。一般方法為在濾網(wǎng)上綁浮球，防止濾網(wǎng)沉底而吸入泥沙水草等，或者在濾網(wǎng)外再套上一個網(wǎng)口較大的濾網(wǎng)，進行雙重過濾，但需注意要保證濾網(wǎng)過水總面積不小于水泵進口面積的1.5倍。

機封漏水以及水泵進口漏氣，均會導致水泵性能下降，嚴重時無法進行引水。而機封損壞的原因主要由水泵干轉(zhuǎn)引起，水泵干轉(zhuǎn)的原因可能是由于使用時未接引水管直接啟動泵導致或在運行中由于水泵漏氣，停機后再次啟動時泵空轉(zhuǎn)導致。因此，在使用過程中一定要避免泵內(nèi)無水啟動。同時，在進口引水管連接時，一定要檢查進口連接接頭內(nèi)部橡膠密封圈是否存在，連接是否緊密，禁止泵內(nèi)無水而啟動發(fā)動機。此外，對于水泵使用時若所抽介質(zhì)為酸、堿含量較高或黏度較高時，使用完畢后需通過輸送清水對設備進行清洗，否則會造成葉輪等水力部件的腐蝕或因內(nèi)部高黏度介質(zhì)沉積而使葉輪卡死。

3 小結(jié)

根據(jù)對森林背負式消防泵的故障診斷與分析，對二沖程發(fā)動機及水泵的一些簡單常見故障進行初步判斷與處理，有助于消防官兵在使用設備時能及時應對設備出現(xiàn)的各種突發(fā)情況，為滅火提供有效的保障，同時對背負泵的使用及維護具有一定的指導意義。