柴油机工作粗暴原因分析与预防措施

王立杰



柴油机工作粗暴原因分析与预防措施

王立杰

（吉林省白山市浑江区七道江农机技术推广站）

柴油机由于它的多火源自行着火的特点，压力升高率一般比汽油机大。压力升高率决定了柴油机运转的平稳性。当着火延迟期内喷入的燃料较多，进而形成了较多的可燃混合气后，较多的混合气在着火延迟期后急燃期内便会一起燃烧，燃烧是冲击性的，使燃烧初期的压力急剧升高，当气缸内压力升高率过大，当压力超过390～580 kPa时，急剧升高的气体压力直接冲击燃烧室壁及活塞顶面，传给连杆及曲轴等机件而产生强烈的振动，并通过缸壁传到外部，发生尖锐的敲击声。这样的现象就是工作粗暴。柴油机工作粗暴，工作时噪声和振动会增大，曲柄连杆机构磨损量增加。如果是长期在粗暴状态下工作，极易出现冲蚀缸垫、拉伤缸壁、轴承剥落、曲轴或机体变形等异常现象，各受力机件加速损坏，寿命缩短。因此，应引起使用维修人员的重视。

1　引起工作粗暴的原因

性能良好的柴油机工作时是比较柔和而平稳的。但使用维修不当，会导致柴油机产生的工作粗暴，常见的故障原因有以下几点。

1.1供油时间过早（供油提前角过大）

气缸压力和温度都不够高就喷入燃油，备燃期(又叫滞燃期、着火落后期)会加长，喷入气缸中的柴油不能很快自燃而是积存下来，一旦着火燃烧，就有大量热能释放出来，压力和温度升高太猛，造成柴油机工作粗暴、敲缸，功率下降，油耗增加。

1.2喷油延续角过小

喷油延续角小，喷油量相对固定，则喷油速度过快，虽可以得到较好的油耗和排烟度，但会导致工作粗暴。如喷油泵的三副精密偶件，以及凸轮轴凸轮、滚轮、滚轮销、调整垫块、轴承等转动零件都会受到磨损，不但引起供油时间的变化，而且还使喷油延续角减小，使正常的喷射过程和喷油规律遭受到破坏，也有可能导致柴油机工作粗暴。

1.3喷油质量差

由于喷油器雾化不良或滴油渗漏，混合气形成困难，将使喷入气缸的燃料不能完全及时燃烧，使备燃期延长，补燃增加，因而柴油机柴热效果降低，工作粗暴，排气冒烟。

1.4个别气缸供油量过大

柴油机工作一段时间之后，各缸的柱塞副偶件和出油阀偶件的磨损程度必然出现差异，或者是出油阀弹簧、喷嘴调压弹簧弹力减弱，致使各缸供油量不均匀，会有个别气缸产生供油量过大，也使备燃期延长，瞬时急剧燃烧，气缸压力突然上升，使柴油机工作粗暴。

1.5压缩比改变

为了保证燃料可靠的燃烧，要求气缸有足够的压缩比。但压缩比过大，会增加未燃混合气的自燃，速燃期的压力升高率速度过大，燃烧最高压力会过分增高，使零件的机械负荷过重，柴油机出现工作粗暴。如果压缩比过低，气缸压力下降，使备燃期延长，导致柴油机排黑烟和产生敲击声，也使柴油机工作粗暴。

1.6超负荷运转

由于机车装载超重或机车在作业中。机手操作问题，使柴油机超负荷运转，转速会自动降低，致使柴油机供油量增加，造成备燃期延长，柴油机也工作粗暴。

1.7燃油选用不当

柴油发动机燃烧时，着火延迟期越长，喷入燃烧室的油量就越多，着火后一起燃烧，使燃烧加剧，导致气缸内压力上升很快，最高压力增大，工作粗暴。如所用燃油不符合要求，甚至是用劣质柴油，如十六烷值过低（低于40），由于自燃性差，备燃期延长，柴油机工作中会变得十分粗暴，尤其对直喷式柴油机影响很大。还有在怠速或预热运转时，燃烧室壁温度低，燃料更难着火，致使出现工作粗暴。

2　工作粗暴的预防措施

降低着火延迟期内形成的可燃混合气量，便可有效地控制急燃期内燃料的燃烧，进而使初期燃烧压力升高和压力升高率得到抑制，使压力控制在390 kPa以下，可有效防止柴油机工作粗暴的发生。具体措施如下：

1）调整准确的供油提前角。①由于喷油泵传动零件的磨损，会引起供油提前角的改变，因此，柴油机在进行维护保养时，必须检查调整准确的供油提前角；②决不能以达到提高柴油机功率为目的，而人为地将供油提前角加大、调过早；③在对柴油机进行维修时，切不可忽略对喷油泵的驱动齿轮、凸轮轴、凸轮、滚轮体等传动件的检查、维修和安装。

2）喷油提前角和喷油延续角，对柴油机性能有重要影响。喷油延续角小，喷油量相对固定，则喷油速度过快，可以得到较好的油耗的排烟度，但会导致柴油机工作粗暴。因此，柴油机每工作500 h，应对喷油器进行检查和调校；每工作1 500 h，严格按照技术要求在试验台上校准一次喷油泵。在无试验设备的条件下，不允许拆装喷油泵或更换其他零件。

3）为了防止缸内积炭过厚而致使燃烧室容积变小，压缩比增大，应定期及时清除缸盖、活塞顶、活塞环、气门头及喷油嘴上的积炭。

4）严格按照出厂标识的吨位进行装载，重视正确操作使用机车，尽量避免柴油机超负荷运转而作业。

5）选用品质好的燃油。选择十六烷值高（在40～50之间）和蒸发性好的燃油，自燃性好，在着火落后期内，气缸中形成的混合气少，着火后压力升高速度低，柴油机工作柔和而平稳。

6）在修理过程中，维修人员必须掌握有关资料及技术参数，严格按照修理规范施工，以保证压缩比值符合要求。如气门在气缸盖下平面的下陷值应符合标准；活塞连杆组安装后，活塞顶平面凸出气缸体上平面的距离应符合要求；如缸盖平面翘曲变形需进行磨削修复时，其磨削量最多不得超过0.5 mm；修磨曲轴时，必须以标准回转半径为依据，避免增大或减小曲轴回转半径；不能随意改变气缸垫的厚度，使压缩比值增加或减少。