论柴油机功率不足的原因与故障诊断策略

2019-11-28赵立民

商品与质量 2019年37期

赵立民

中海油田服务股份有限公司天津 300452

柴油机具有着负荷率高，冲击大。柴油机作为工程机械系统的原动机，负荷变化大，输出功率大。基于以上分析可见，如何最大限度利用柴油机的功率，提高柴油机的功率利用率，具有重要意义。笔者对柴油机的特性进行分析，并对柴油机的恒功率控制进行研究。

1 发动机达到额定功率的条件

柴油机功率指标能够综合反映技术状态。要想让柴油机维持正常的运转，首先就需要确保技术状态的稳定性。柴油机在出现功率不足后，需根据柴油机在工作方面的原理对其予以综合的分析，柴油机功率充足需达到下述条件：第一，数量充足以及雾化正常的燃油，按照规律与时间喷入汽缸；第二，充足的空气，同样是按照规律与时间进入到气缸中，然后将完全燃烧的废气按照规律与时间排出气缸；其三，燃油与空气之间的有效混合，并实现完全燃烧；其四，确保附件消耗与摩擦功率维持在较小的范围内，进而提高机械效率[1]。

所以，对柴油机功率不足的原因予以分析的过程中，应将以上内容作为立足点，结合功率不足故障的情况，按系统分析原因。

2 柴油机功率不足的原因分析

功率不足表现为柴油机工作无力，在满负荷(或较大负荷)时，转速明显下降，加速性能差，排气管冒黑烟，有敲击声，温度过高等。柴油机功率不足的主要原因有，供油量不足、燃油雾化不良、空气供给不足、排气不畅等。具体原因主要有：①燃油滤清器堵塞、燃油管路中有空气、燃油质量不好，油内含水、喷油泵柱塞磨损严重、个别缸供油量太小等，都会导致柴油机供油量不足。②燃油雾化不良、供油提前角不对、缸盖活塞积碳严重、压缩余隙太大、出油阀密封不严等，会导致燃油雾化不良。③空滤器脏污、中冷器脏污、压气机叶轮脏污、缸盖进气道脏污、进排气管漏气、配气定时不准、增压器故障，进气压力低，会导致空气供给不足。④排气消声器脏污、缸盖排气道脏污、排气定时不对等，会导致排气不畅。⑤供油时间不正确，喷油过早，早期燃烧的燃料所产生的膨胀压力，与活塞上行的力相反，使少部分能量互相抵消，从而减少功率的输出，通常伴随敲击声。喷油过迟，燃烧后燃期增加，燃料不能完全燃烧，使排气冒黑烟。当燃烧产生压力时，活塞正下行，汽缸容积增加，压力迅速下降，因此热能不能完全转化为机械能。导致供油时间不正确的原因有：供油时间调整不当；喷油泵柱塞偶件磨损或损坏；凸轮轴泵油凸轮磨损；出油阀偶件处有杂质垫住、偶件磨损或损坏，松下高压油管接头，可见柴油从出油阀紧座出口处泄出。曲轴轴向间隙过小。一般控制在0．20-0．25mm内，间隙过小，机件受热膨胀后会造成主轴瓦端边与曲轴侧面发生干涉，严重时烧损[2]。

3 故障的诊断与排除

如果柴油机在正常运转时，突然排出黑烟或白烟，温度迅速升高，同时发出放炮声，并且加油门转速上升较慢，还有可能出现熄火的情况。产生以上现象的原因为然后供给系统故障，即供油时间较迟，需要对供油提前角予以调整若柴油机处在中等负荷工作的过程中，表现十分正常，但只是最大功率不足。此现象的故障原因在于喷油泵，需要对最大供油量以及供油不均度予以检查、调整，或是把高压油泵之中的最大油量限制螺钉适当的旋出，进而让供油量提高。

柴油机在无负荷运转的过程中，排气管会排出大量的黑烟，如果将空气滤清器连接气盖的管子拆下，使空气直接进入到气道之中，那么黑烟会出现减少的现象。以上现象的原因在于进气系统故障，需检查空气滤清器以及气管是否存在堵塞的情况，若存在则需要及时的进行清除。若排气管冒蒸汽白烟，那么就代表柴油中存在水，需对柴油进行更换，或清除柴油中的水[3]。

柴油机无负荷运转时，排气管严重冒黑烟，同时伴随轻微的敲击声，此现象通常为配气机构气门间隙在调整方面存在着不当的情况，或是零件磨损导致气门间隙增大。需在冷车的过程中对气门间隙予以重新调整，并根据实际情况研磨气门。

柴油机功率不足，同时进、排气管会发出漏气声，或是气缸边缘存在气泡，机油加油口涌气，并发出漏风声，机油消化异常，或是排出蓝色烟，产生上述问题的原因为曲柄连杆机构或配气机构故障，要想解决需对柴油机进行维修，并对磨损的气门与缸塞组件予以更换。

柴油机排气口积碳呈黑灰色，表象覆盖着一层白霜，积碳层极薄，说明柴油机工况良好。积碳色泽黑亮，但不湿，说明柴油机轻微烧机油，应及时排除；某缸排气口积碳厚度明显高于其他缸排气口的，说明该缸喷油器工作不良或汽缸密封性变差，应进行修理或更换：个别排气口湿润或有机油的，说明该缸大量排机油，应进行修理；各缸排气口积碳层均较厚，且色泽较深的，多因工作温度过低或喷油过晚，柴油后燃严重所致，应正确使用并及时调整。将手靠近消声器处，手上会留有水珠，说明排气中含水量较大。则应检查柴油内有水分，并用单缸熄火法确定汽缸有无破裂、汽缸垫是否冲坏等。

如果柴油机功率不足是由喷油压力过低引起的，应旋紧调压螺钉调整之，调整最好在喷油器压力试验器上进行。没有压力试验器时，则可凭经验调整：一是听喷油声音的强弱，声音不应过大或过于微弱；二是喷射油束呈偏射、散射。一般原因是燃油不清洁，杂质进入喷孔处引起。应拆下针阀偶件，用铜丝或竹针清除杂质，并在清洁柴油或煤油中清洗针阀偶件[4]。