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柴油机运转不稳的故障原因分析及处理方法

时间:2018/5/24 17:06:42 点击:

  内容提示:柴油机运转不稳定通常称作游车,是指柴油机的转速忽高忽低,忽快忽慢,波动较大,转速表指针来回摆动。这样不仅使柴油机振动,而且排烟不正常、功率下降、油耗增加。转速不稳定情况严重时,将会缩短发动机的使用寿命。...

柴油机运转不稳定通常称作游车,是指柴油机的转速忽高忽低,忽快忽慢,波动较大,转速表指针来回摆动。这样不仅使柴油机振动,而且排烟不正常、功率下降、油耗增加。转速不稳定情况严重时,将会缩短发动机的使用寿命。造成柴油机运转不稳定故障的原因主要有以下几点:

一、油路渗入空气或堵塞
  燃油系统中进入空气过多或油路堵塞严重时,会造成柴油机自行停车或不能起动等。燃油系统中进入空气不多、油路堵塞不严重时,柴油机仍可以运转,但燃油的供应不能连续地进行,进入气缸的燃油时多时少,导致柴油机运转不稳定。
柴油管路中渗入空气或堵塞的诊断方法:发动机起动前,若因油路渗入空气而不易起动时,其渗气部位一般在油箱至输油泵之间的管路上,例如油管接头、排气螺塞等处不密封致使空气渗入。发动机在运转过程中,若因油路中渗入空气而运转不稳或自行熄火时,其渗气部位一般也在油箱至输油泵之间的管路上,因为发动机工作中,该段管路内的压力低于大气压力,空气很容易从该段管路的不密封处渗入。柴油机工作过程中运转不稳或自行熄火除管路中渗入空气外,可能还会有油路堵塞、输油泵不供油、喷油泵供油齿条卡死在停车位置等原因。
其检查排除顺序为:首先排除油路空气;检查清理油路和各级滤清器;检查、修理供油齿条,使其能滑动自如;检查输油泵止回阀是否密封不良,密封不良予以更换。诊断柴油管路是否堵塞时,应拧松喷油泵上的放气螺塞,然后用手油泵泵油,观察放气螺塞处流油情况。若柴油随着手油泵的压动而成柱状喷出,表明油路畅通;若压动手油泵阻力较大,则表明油路堵塞或柴油滤清器过脏。
  燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中,不可避免地会形成胶质和积碳,在油道、喷油嘴和燃烧室中沉积下来,干扰燃油流动,破坏正常空燃比,使燃油雾化不良,造成内燃机喘抖、爆振、转速不稳、加速不良等性能问题。此外,油箱燃油不足或油箱盖通气孔堵塞也可引起供油不足,导致柴油机运转不稳定。因此,平时一定要注意加足燃油,定期清洗燃油系统。

二、调速器工作失常
  柴油机调速器是指能根据负荷变化情况自,动调节喷油泵循环供油量,协助操作人员稳定柴油机转速的装置。柴油机上均要用到调速装置,这是柴油机自身的特点,由扭矩速度特性及喷油泵速度特性所决定的。引起调速器工作失常的原因及处置方法:
  1.调速器弹簧弹性减弱或调整不当
  如果调速器弹簧弹性减弱或调整过松,当柴油机负荷减小时,则转速升高,飞锤的离心力增大,因弹簧的弹性弱,使喷油泵齿条移动的速度太快,供油量过大,便导致柴油机的转速降低过大。当柴油机的负荷增加时,由于弹簧的弹性弱,不能迅速推动喷油泵齿条移动,难以使供油量增加,也导致柴油机的转速下降过大,造成柴油机转速波动较大,运转不稳定。
  如果调速器弹簧调整的过紧,当柴油机负荷增加时,由于弹簧弹力过大,使喷油泵齿条移动过快过大,供油量增加过大,,从而使转速升高过大。当柴油机负荷减小时,转速升高,由于弹簧弹力过大,飞锤的离心力克服调速器弹簧的阻力大,使喷油泵齿条移动的速度慢,移动距离小,使供油量不能迅速减少,也导致柴油机转速升高过快,引起柴油机转速不稳定。在这种情况下,应调整调速器弹簧的弹力,或更换调速器弹簧。
  2.调速器工作不灵敏
  调速器内部润滑不良或调速器内机油过脏、过稠、机油过多,调速器飞锤或是其它运动配件出现严重的磨损情况或是发生卡滞现象,使运动部件活动受阻,调速作用滞后,调速器弹簧折断等,均会使调速器的灵敏度降低。当柴油机的负荷变化时,调速器不能灵活地控制喷油泵齿条的位置,及时改变供油量的大小,从而使柴油机的转速不稳定。因此,保持调速器各零部件动作灵活,使调速器内的机油量适当、质量符合要求,并及时修复或更换磨损过大的零件,对保持调速器的灵敏性和柴油机转速的稳定是非常重要的。
  调速器一般需要在喷油泵测试台上,由专业维修人员进行全面的检测和调试。调试前一定要记下各部位原来的位置,以便一旦调整无效,可以恢复原来位置。调试应在怠速运转时进行,用手轻触油门操纵臂上端,若有颤动感,说明调速器内部飞锤或杆系磨损严重,这种故障只能送修。

三、喷油器工作不良
  柴油机喷油器工作不良,会使喷射质量变差,出现间隔性滴油、歪射及油雾较粗或不均等现象。当柴油机工作时,喷油嘴的喷射量、喷射点和燃油喷射细密度都在发生间隔性变化,从而引起柴油机转速不稳。引起喷油器土作不良的原因和处置方法:
  1.喷油嘴针阀烧结
  喷油嘴针阀烧结会导致柴油机“缺缸”工作或雾化不良,产生敲击声并冒黑烟,导致柴油机运转不稳定。此时,可以把故障缸的喷油器拆下,取下喷油嘴放在装有机油或柴油的容器中加热,把针阀从针阀体中取出,清除积碳,用细铜丝疏通喷孔,并对针阀与针阀体进行研磨。当针阀与针阀体的配合合适时,装复后试机,大多数情况下可以使用。如果不行,可以将该缸的喷油器总成拆下,在该缸的高压油管上接一根塑料管或胶管,把该缸的供油直接引回油箱,发动机可以在该缸不工作的情况下继续应急使用,此法的目的是防止针阀卡死在不供油位置时,高压泵的来油在高压油管内因受阻而损坏高压泵柱塞和高压油管等部件;也可以防止针阀卡死在开启位置时,大量柴油未经燃烧而顺缸壁流入油底壳,导致机油变质而造成发动机损坏。此外,喷油嘴针阀在针阀体内运动呆滞,使每次的喷油规律和喷射质量不断发生变化,也会造成柴油机转速不稳。
引起喷油嘴针阀在针阀体内运动呆滞现象的原因一般是:油嘴压紧螺母拧得过紧而使喷油嘴偶件变形;新换的油嘴未洗净防锈油;柴油机过热;燃油中含杂质量过多;燃烧不良而产生严重积碳等。出现这种情况的处置方法一般是研磨油嘴偶件,待其动作灵活后装复,并按规定力矩拧紧油嘴压紧螺母。
  2.喷油器部件磨损
  轴针式喷油器经常发生磨损的部位有密封锥面、喷孔、针阀与针阀孔导向面。密封锥面(针阀锥面与针阀体锥面)的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的作用所致。密封锥面磨损后会使锥面密封环带接触面加宽、锥面变形,光洁度降低。其结果造成喷油嘴滴油,喷孔附近形成积碳,甚至堵塞喷孔。滴油严重的喷油嘴,在工作中还会出现断续的敲击声,导致柴油机转速不均匀,排气冒黑烟等。此外,如果喷油嘴的针阀偶件因磨损、烧蚀而漏气,就会导致燃烧气体反窜进入燃油油路。如果回油管直接接到柴油滤清器上,将导致燃油系统中出现大量气体而使供油不稳,由此产生的结果是柴油机工作不稳定,转速可能忽高忽低。
处置方法:拆开喷油器,在针阀头部沾少许氧化铬细研磨膏对锥面进行研磨,然后用柴油洗净,最后装入喷油器进行性能检测。若性能检测不合格,则需更换针阀偶件。实际维修过程中,特别要注意不要将研磨膏粘到针阀孔内,维修中如没有研磨膏也可用牙膏或机油替代。
  3.喷油器喷油压力不当
  喷油器喷油压力过低或喷油嘴偶件严重磨损,使柴油机工作时喷油嘴有严重滴油现象。这种无规则的滴油破坏了柴油机的喷油规律,使其混合气燃烧时刻忽早忽迟,引起转速不稳。
此时应调整喷油压力,如调后仍不能使喷油器恢复正常工作,则应及时更换油嘴。同时,调压弹簧折断,使喷油器工作时的喷油压力不断发生变化,造成柴油机转速不稳,此时应更换调压弹簧。此外,多缸柴油机喷油器的喷油压力误差较大,也会导致柴油机运转不稳。对一台柴油机而言,各缸的喷油压力一般都有一个规定范围,检修或更换喷油嘴时,喷油压力一定要控制在这个范围内,否则就可能因为喷油压力不一致而导致柴油机运转不稳定。

四、喷油泵工作不良
  喷油泵长期工作,由于磨损、燃油腐蚀和冲击等原因,使柱塞副、出油阀副、出油阀减压环带、套筒与阀座的接触等密封不良,造成喷油泵供油开始和结束不能迅速干脆,泵油能力下降,也会引起喷油器雾化不良或滴油,导致柴油机运转不稳定。对于多缸柴油机,由于装配调整不当,喷油泵供油量不均,供油正时相差过大,各缸喷油泵磨损不一致等原因,造成柴油机各缸负荷不均匀,也会导致柴油机运转不稳定。此外,高压油管漏油也会导致发动机转速不稳。由于高压油管接头螺纹损坏或未拧紧、接头焊接不良或接头的配合面不好或油管折断等,均会引起漏油。于是,供给气缸的油量减少,漏油严重时,就无法供油,导致各缸产生功率不等,即表现为发动机转速不稳。
  要保证柴油机的稳定运转,保持喷油泵技术状态正常是非常必要的。对磨损过大、密封性能降低的零件,应及时修复或更换。喷油泵装配后,必须保证各机构动作灵活,供油正时正确。多缸柴油机的各缸供油量必须调整一致,其偏差不得超过规定范围。多缸柴油机各缸供油量的调整,一般应在油泵试验台上进行,也可以在柴油机上进行。
在柴油机上进行调整时,先拆下各缸喷油器,使喷孔向外,再与高压油管连接,在每缸喷油器下面放一个量杯,收集喷油器喷出的燃油。然后把调速手柄置于最大供油量的位置上,用起动机带发动机转动使喷油泵泵油,根据各量杯收集燃油的数量进行比较,判断各缸供油量不均匀的情况。若相差过大,应进行调整。可改变喷油泵油量调节拉杆(即齿杆)上拔叉(或齿圈)的相对位置进行调整。在进行供油量的调整时,应确保油量不得高于标准供油量。这是因为调整是在低速下进行的,考虑到漏油等诸多因素的影响,此时允许有较大的不均匀度(30%),但高速时受节流作用等因素的影响,其允许不均匀度较小(3%)。如果在低速时的油量高于标准供油量,那么高速油量可能会有较大变化,甚至超过额定供油量。如果在同一发动机上最大供油量与最小供油量相差较大,不要急于调整,可先将两分泵的出油阀对调安装,进行检查比较,这样做有时也可以改变供油量。上述方法虽然比较精确,但比较麻烦,操作者往往难以办到。在条件不允许的情况下,可以用停缸的办法进行检查。用螺丝刀撬起喷油泵柱塞使其停止供油,根据柴油机声音变化的强弱或转速降低的多少,判断各缸负荷的大小和供油量的多少。停缸后,转速降低愈多或声音变化愈大的一缸,说明供油量多;反之说明供油量少。

五、其它原因
  1.各缸压力相差过大
  如果多缸柴油机各缸压缩压力相差过大,必然影响各缸的燃烧情况,使各缸燃烧产生不均匀,即使在各缸喷油量相等的条件下,各缸的负荷也不会一致,柴油机仍不能稳定运转。
  多缸柴油机某气缸缸垫烧损或气门密封不好、活塞环过度磨损等使气缸压缩不良或不工作,由于装配调整不当,各缸燃烧室余隙高度不一致,或运转中各缸磨损不一致,气缸中新鲜空气的泄漏相差过大等,均会使各缸压缩压力相差过大,导致各缸负荷的不均匀,造成柴油机转速波动。
处置方法:更换气缸垫,调整燃烧室余隙高度,对磨损过大的零件进行修复或更换。
  2.共振引起游车
  由于柴油机地脚螺栓松动、轴承间隙过大、曲轴平衡不良、飞轮与曲轴连接松动、曲轴轴向游动过大、机架损坏或刚性差等,使发动机在工作中发生振动,引起调速弹簧共振,使供油量忽大忽小,造成发动机转速不稳。

作者:船泊天下 来源:船管网

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