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        柴油機運轉不穩的故障原因分析及處理方法

        時間:2018/5/24 17:06:42 點擊:

          內容提示:柴油機運轉不穩定通常稱作游車,是指柴油機的轉速忽高忽低,忽快忽慢,波動較大,轉速表指針來回擺動。這樣不僅使柴油機振動,而且排煙不正常、功率下降、油耗增加。轉速不穩定情況嚴重時,將會縮短發動機的使用壽命。...

        柴油機運轉不穩定通常稱作游車,是指柴油機的轉速忽高忽低,忽快忽慢,波動較大,轉速表指針來回擺動。這樣不僅使柴油機振動,而且排煙不正常、功率下降、油耗增加。轉速不穩定情況嚴重時,將會縮短發動機的使用壽命。造成柴油機運轉不穩定故障的原因主要有以下幾點:

        一、油路滲入空氣或堵塞
          燃油系統中進入空氣過多或油路堵塞嚴重時,會造成柴油機自行停車或不能起動等。燃油系統中進入空氣不多、油路堵塞不嚴重時,柴油機仍可以運轉,但燃油的供應不能連續地進行,進入氣缸的燃油時多時少,導致柴油機運轉不穩定。
        柴油管路中滲入空氣或堵塞的診斷方法:發動機起動前,若因油路滲入空氣而不易起動時,其滲氣部位一般在油箱至輸油泵之間的管路上,例如油管接頭、排氣螺塞等處不密封致使空氣滲入。發動機在運轉過程中,若因油路中滲入空氣而運轉不穩或自行熄火時,其滲氣部位一般也在油箱至輸油泵之間的管路上,因為發動機工作中,該段管路內的壓力低于大氣壓力,空氣很容易從該段管路的不密封處滲入。柴油機工作過程中運轉不穩或自行熄火除管路中滲入空氣外,可能還會有油路堵塞、輸油泵不供油、噴油泵供油齒條卡死在停車位置等原因。
        其檢查排除順序為:首先排除油路空氣;檢查清理油路和各級濾清器;檢查、修理供油齒條,使其能滑動自如;檢查輸油泵止回閥是否密封不良,密封不良予以更換。診斷柴油管路是否堵塞時,應擰松噴油泵上的放氣螺塞,然后用手油泵泵油,觀察放氣螺塞處流油情況。若柴油隨著手油泵的壓動而成柱狀噴出,表明油路暢通;若壓動手油泵阻力較大,則表明油路堵塞或柴油濾清器過臟。
          燃油在通過油路供往燃燒室燃燒的過程中,不可避免地會形成膠質和積碳,在油道、噴油嘴和燃燒室中沉積下來,干擾燃油流動,破壞正常空燃比,使燃油霧化不良,造成內燃機喘抖、爆振、轉速不穩、加速不良等性能問題。此外,油箱燃油不足或油箱蓋通氣孔堵塞也可引起供油不足,導致柴油機運轉不穩定。因此,平時一定要注意加足燃油,定期清洗燃油系統。

        二、調速器工作失常
          柴油機調速器是指能根據負荷變化情況自,動調節噴油泵循環供油量,協助操作人員穩定柴油機轉速的裝置。柴油機上均要用到調速裝置,這是柴油機自身的特點,由扭矩速度特性及噴油泵速度特性所決定的。引起調速器工作失常的原因及處置方法:
          1.調速器彈簧彈性減弱或調整不當
          如果調速器彈簧彈性減弱或調整過松,當柴油機負荷減小時,則轉速升高,飛錘的離心力增大,因彈簧的彈性弱,使噴油泵齒條移動的速度太快,供油量過大,便導致柴油機的轉速降低過大。當柴油機的負荷增加時,由于彈簧的彈性弱,不能迅速推動噴油泵齒條移動,難以使供油量增加,也導致柴油機的轉速下降過大,造成柴油機轉速波動較大,運轉不穩定。
          如果調速器彈簧調整的過緊,當柴油機負荷增加時,由于彈簧彈力過大,使噴油泵齒條移動過快過大,供油量增加過大,,從而使轉速升高過大。當柴油機負荷減小時,轉速升高,由于彈簧彈力過大,飛錘的離心力克服調速器彈簧的阻力大,使噴油泵齒條移動的速度慢,移動距離小,使供油量不能迅速減少,也導致柴油機轉速升高過快,引起柴油機轉速不穩定。在這種情況下,應調整調速器彈簧的彈力,或更換調速器彈簧。
          2.調速器工作不靈敏
          調速器內部潤滑不良或調速器內機油過臟、過稠、機油過多,調速器飛錘或是其它運動配件出現嚴重的磨損情況或是發生卡滯現象,使運動部件活動受阻,調速作用滯后,調速器彈簧折斷等,均會使調速器的靈敏度降低。當柴油機的負荷變化時,調速器不能靈活地控制噴油泵齒條的位置,及時改變供油量的大小,從而使柴油機的轉速不穩定。因此,保持調速器各零部件動作靈活,使調速器內的機油量適當、質量符合要求,并及時修復或更換磨損過大的零件,對保持調速器的靈敏性和柴油機轉速的穩定是非常重要的。
          調速器一般需要在噴油泵測試臺上,由專業維修人員進行全面的檢測和調試。調試前一定要記下各部位原來的位置,以便一旦調整無效,可以恢復原來位置。調試應在怠速運轉時進行,用手輕觸油門操縱臂上端,若有顫動感,說明調速器內部飛錘或桿系磨損嚴重,這種故障只能送修。

        三、噴油器工作不良
          柴油機噴油器工作不良,會使噴射質量變差,出現間隔性滴油、歪射及油霧較粗或不均等現象。當柴油機工作時,噴油嘴的噴射量、噴射點和燃油噴射細密度都在發生間隔性變化,從而引起柴油機轉速不穩。引起噴油器土作不良的原因和處置方法:
          1.噴油嘴針閥燒結
          噴油嘴針閥燒結會導致柴油機“缺缸”工作或霧化不良,產生敲擊聲并冒黑煙,導致柴油機運轉不穩定。此時,可以把故障缸的噴油器拆下,取下噴油嘴放在裝有機油或柴油的容器中加熱,把針閥從針閥體中取出,清除積碳,用細銅絲疏通噴孔,并對針閥與針閥體進行研磨。當針閥與針閥體的配合合適時,裝復后試機,大多數情況下可以使用。如果不行,可以將該缸的噴油器總成拆下,在該缸的高壓油管上接一根塑料管或膠管,把該缸的供油直接引回油箱,發動機可以在該缸不工作的情況下繼續應急使用,此法的目的是防止針閥卡死在不供油位置時,高壓泵的來油在高壓油管內因受阻而損壞高壓泵柱塞和高壓油管等部件;也可以防止針閥卡死在開啟位置時,大量柴油未經燃燒而順缸壁流入油底殼,導致機油變質而造成發動機損壞。此外,噴油嘴針閥在針閥體內運動呆滯,使每次的噴油規律和噴射質量不斷發生變化,也會造成柴油機轉速不穩。
        引起噴油嘴針閥在針閥體內運動呆滯現象的原因一般是:油嘴壓緊螺母擰得過緊而使噴油嘴偶件變形;新換的油嘴未洗凈防銹油;柴油機過熱;燃油中含雜質量過多;燃燒不良而產生嚴重積碳等。出現這種情況的處置方法一般是研磨油嘴偶件,待其動作靈活后裝復,并按規定力矩擰緊油嘴壓緊螺母。
          2.噴油器部件磨損
          軸針式噴油器經常發生磨損的部位有密封錐面、噴孔、針閥與針閥孔導向面。密封錐面(針閥錐面與針閥體錐面)的磨損是由于噴油器彈簧的沖擊與柴油中雜質的作用所致。密封錐面磨損后會使錐面密封環帶接觸面加寬、錐面變形,光潔度降低。其結果造成噴油嘴滴油,噴孔附近形成積碳,甚至堵塞噴孔。滴油嚴重的噴油嘴,在工作中還會出現斷續的敲擊聲,導致柴油機轉速不均勻,排氣冒黑煙等。此外,如果噴油嘴的針閥偶件因磨損、燒蝕而漏氣,就會導致燃燒氣體反竄進入燃油油路。如果回油管直接接到柴油濾清器上,將導致燃油系統中出現大量氣體而使供油不穩,由此產生的結果是柴油機工作不穩定,轉速可能忽高忽低。
        處置方法:拆開噴油器,在針閥頭部沾少許氧化鉻細研磨膏對錐面進行研磨,然后用柴油洗凈,最后裝入噴油器進行性能檢測。若性能檢測不合格,則需更換針閥偶件。實際維修過程中,特別要注意不要將研磨膏粘到針閥孔內,維修中如沒有研磨膏也可用牙膏或機油替代。
          3.噴油器噴油壓力不當
          噴油器噴油壓力過低或噴油嘴偶件嚴重磨損,使柴油機工作時噴油嘴有嚴重滴油現象。這種無規則的滴油破壞了柴油機的噴油規律,使其混合氣燃燒時刻忽早忽遲,引起轉速不穩。
        此時應調整噴油壓力,如調后仍不能使噴油器恢復正常工作,則應及時更換油嘴。同時,調壓彈簧折斷,使噴油器工作時的噴油壓力不斷發生變化,造成柴油機轉速不穩,此時應更換調壓彈簧。此外,多缸柴油機噴油器的噴油壓力誤差較大,也會導致柴油機運轉不穩。對一臺柴油機而言,各缸的噴油壓力一般都有一個規定范圍,檢修或更換噴油嘴時,噴油壓力一定要控制在這個范圍內,否則就可能因為噴油壓力不一致而導致柴油機運轉不穩定。

        四、噴油泵工作不良
          噴油泵長期工作,由于磨損、燃油腐蝕和沖擊等原因,使柱塞副、出油閥副、出油閥減壓環帶、套筒與閥座的接觸等密封不良,造成噴油泵供油開始和結束不能迅速干脆,泵油能力下降,也會引起噴油器霧化不良或滴油,導致柴油機運轉不穩定。對于多缸柴油機,由于裝配調整不當,噴油泵供油量不均,供油正時相差過大,各缸噴油泵磨損不一致等原因,造成柴油機各缸負荷不均勻,也會導致柴油機運轉不穩定。此外,高壓油管漏油也會導致發動機轉速不穩。由于高壓油管接頭螺紋損壞或未擰緊、接頭焊接不良或接頭的配合面不好或油管折斷等,均會引起漏油。于是,供給氣缸的油量減少,漏油嚴重時,就無法供油,導致各缸產生功率不等,即表現為發動機轉速不穩。
          要保證柴油機的穩定運轉,保持噴油泵技術狀態正常是非常必要的。對磨損過大、密封性能降低的零件,應及時修復或更換。噴油泵裝配后,必須保證各機構動作靈活,供油正時正確。多缸柴油機的各缸供油量必須調整一致,其偏差不得超過規定范圍。多缸柴油機各缸供油量的調整,一般應在油泵試驗臺上進行,也可以在柴油機上進行。
        在柴油機上進行調整時,先拆下各缸噴油器,使噴孔向外,再與高壓油管連接,在每缸噴油器下面放一個量杯,收集噴油器噴出的燃油。然后把調速手柄置于最大供油量的位置上,用起動機帶發動機轉動使噴油泵泵油,根據各量杯收集燃油的數量進行比較,判斷各缸供油量不均勻的情況。若相差過大,應進行調整。可改變噴油泵油量調節拉桿(即齒桿)上拔叉(或齒圈)的相對位置進行調整。在進行供油量的調整時,應確保油量不得高于標準供油量。這是因為調整是在低速下進行的,考慮到漏油等諸多因素的影響,此時允許有較大的不均勻度(30%),但高速時受節流作用等因素的影響,其允許不均勻度較小(3%)。如果在低速時的油量高于標準供油量,那么高速油量可能會有較大變化,甚至超過額定供油量。如果在同一發動機上最大供油量與最小供油量相差較大,不要急于調整,可先將兩分泵的出油閥對調安裝,進行檢查比較,這樣做有時也可以改變供油量。上述方法雖然比較精確,但比較麻煩,操作者往往難以辦到。在條件不允許的情況下,可以用停缸的辦法進行檢查。用螺絲刀撬起噴油泵柱塞使其停止供油,根據柴油機聲音變化的強弱或轉速降低的多少,判斷各缸負荷的大小和供油量的多少。停缸后,轉速降低愈多或聲音變化愈大的一缸,說明供油量多;反之說明供油量少。

        五、其它原因
          1.各缸壓力相差過大
          如果多缸柴油機各缸壓縮壓力相差過大,必然影響各缸的燃燒情況,使各缸燃燒產生不均勻,即使在各缸噴油量相等的條件下,各缸的負荷也不會一致,柴油機仍不能穩定運轉。
          多缸柴油機某氣缸缸墊燒損或氣門密封不好、活塞環過度磨損等使氣缸壓縮不良或不工作,由于裝配調整不當,各缸燃燒室余隙高度不一致,或運轉中各缸磨損不一致,氣缸中新鮮空氣的泄漏相差過大等,均會使各缸壓縮壓力相差過大,導致各缸負荷的不均勻,造成柴油機轉速波動。
        處置方法:更換氣缸墊,調整燃燒室余隙高度,對磨損過大的零件進行修復或更換。
          2.共振引起游車
          由于柴油機地腳螺栓松動、軸承間隙過大、曲軸平衡不良、飛輪與曲軸連接松動、曲軸軸向游動過大、機架損壞或剛性差等,使發動機在工作中發生振動,引起調速彈簧共振,使供油量忽大忽小,造成發動機轉速不穩。

        作者:船泊天下 來源:船管網

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