柴油机敲缸的分析及预防

学习本课程的目的与意义

作为一名机制专业的学生，以后将会与各种机械打交道，而发动机是机械的心脏，学习本课程将会让我们更好、更快、更直接的了解机械的动力来源，同时我们将来进行设计机构、机械的时候，也会考虑它的动力性问题，学习这门课给我们以后的工作或者研究提供了方便，能让我们更加直接、快捷的进行设计研究。同时学习这门课还有一个好处，现在社会告诉发展，人们需求也逐步增大，对物质要求也越来越丰富，汽车逐替代了人原始的步行，成为人的主要代步工具，学习这门课能助我们在以后原车过程中更加的准确和不被盲目欺骗。

学习本课程的体会

经过了一个学期的系统学习，我从中学到了很多知识，本身是机制专业的，所以对这门课程接触的比较快，本课程包括了发动机性能评价、基本工作过程（换气过程及混合气行程与燃烧过程）、发动机特性、增压、平衡等，通过这些知识的系统学习，更加让我理解并且明白我专业的发展及方向，让我在以后的学习上走的更远，更长。

柴油机敲缸的分析及预防

摘要：“敲缸”顾名思义就是柴油机在工作时,气缸发出了与正常声音不一致的声响。由于产生敲缸的原因比较复杂，有机械原因(机械敲缸)，也有燃烧原因(油敲缸)，而且从这两个大方面又可以分解成各自的具体原因，由此造成的后果也是不同的。如因活塞与气缸套间隙过大，以及燃烧方面的原因引起的敲缸，均会使未完全燃烧或没燃烧过的燃油进入曲轴箱的机油内，使机油发生稀释；而敲缸是由于燃烧室内有异物造成的，则异物不但会打坏气缸盖底面、活塞顶部、气门、喷油器等，而且当异物由排气支管进入到总管后，会随着废气到达增压器，打坏增压器的喷嘴环和涡轮叶片，将会造成“机破”，后果是非常严重的。

关键词：敲缸；机械；柴油机；燃烧

前言

柴油发动机相对于汽油发动机来讲，正常工作时，其声音比汽油发动机的声音要粗暴，虽然粗暴，正常工作时是比较有节奏感的，但是随着其油量控制拉杆即齿条位置不同或其负荷不同，其节凑快慢也不同，而汽油发动机正常工作时其声音比较柔和。但因为柴油机发动机的工作环境一般比汽油发动机比较恶劣（柴油发动机大多安装在大功率的工程机械、轮船或农用机械上，有的也作发动机组用），输出功率或扭矩大，由于种种原因，燃烧室内会发出异常噪音，即柴油发动机发生敲缸。因为柴油发动机工作时声音比较粗暴，且振动也比较大，所以必须仔细观察才能进行诊断。下面从四个方面简单分析柴油发动机敲缸的实质、原因、诊断排除方法和预防措施。

1 柴油发动机的敲缸分析

1.1 敲缸的实质

活塞发生“敲缸”的实质是，活塞在汽缸里的运动实际上相当于滑块在导向轨道里作往复式的导向运动，连杆实际上就是简单的二力构件，因为连杆两端都是铰链连结，连杆本身也只承受拉力或压力的作用，且主要是承受压力作用，而其他外力可忽略不计。因此活塞敲缸异响的实质是活塞侧面敲击汽缸壁产生的异响。当活塞与汽缸配合间隙因磨损严重而过大时，活塞在压缩行程中受测压力即连杆给活塞的作用力沿水瓶方向的分力作用，活塞经过瞬时换向时，从靠汽缸壁一侧迅速转变到靠向另一侧，与汽缸壁发生重击而产生响应，从发动机前端往后看，若发动机曲轴回转方向是顺时针转向，则此响声发生活塞作功行程刚开始瞬间发动机横向左侧缸壁与活塞之间且在汽缸壁中上部位置。

1.2 敲缸的常见原因

发动机敲缸的原因常见于燃烧系统与机械系统，前者是由于燃油迅速燃烧引起燃烧室内压力变化导致，后者是由于连杆、润滑、喷油泵等与附近金属高速运动引起机械碰撞。

1.2.1 燃烧系统

1)在柴油机启机前，燃烧室内有积存的燃油，启机时，积存的燃油与进入气缸的新鲜空气混合，达到一定条件时，这些燃油的混合气体会突然燃烧，出现“爆燃”而引起燃烧室内的压力过分几句上升，冲击活塞和缸套，产生振动和特有的金属敲击声。

2)供油时间过早当柴袖机活塞向上运动还没达到规定的喷油位置，喷油器就开始喷油，使燃油燃烧提前，气缸内的高压燃气冲击活塞，发出有节奏的嗒、嗒的清脆敲缸声，减小油门，敲缸声很明显。

3)燃油质量差、直燃性较低，燃烧室温度低，泄燃期就长。喷油提嚼角过大时，滞燃期也会廷长。这样，使滞燃期内喷入气缸的燃油相应增多，着火后气缸压力的上升加快，柴油机燃烧不良，发出“粗暴”的响声，发生敲缸，噪音增大。

4)喷油泵供油量不均匀引起的敲缸。由于各缸喷油泵的调控系统的误差使少数缸的供油量较大,喷射压力过高,喷入气缸的角度和时间发生变化，爆发的声音比其他缸大,引发敲缸声。

1.2.2 机械系统

1)汽缸壁润滑不良。润滑条件不佳，机油压力低或机油粘度过低，汽缸壁飞溅润滑不良，活塞与缸壁之间不能行程正常的润滑油膜，活塞与汽缸直接相碰而敲缸。

2)连杆弯曲或扭曲变形，活塞连杆组的装配使活塞在汽缸中歪斜量超过许可范围，不但使密封性变坏、润滑条件恶化，而且造成汽缸不正常磨损，从而使活塞与汽缸壁敲击而出现响声。

3)润滑油道堵塞，不能形成正常的压力润滑；连杆轴瓦或活塞销配合过劲，引起活塞运动中与缸壁产生撞击发出响声。

4)气缸内进入异物引起的敲缸。在气缸盖安装时，由于工作者的疏忽或气门阀面脱块、掉头，喷油器掉头等原因，致使异物掉入气缸内，导致活塞和气缸盖产生直接撞击而发出敲缸声。

2 敲缸的诊断及预防

2.1 敲缸的诊断方法

1)若各缸普遍有敲缸现象，而且油、水温度较低，待油、水温度升高后敲缸现象消失，说明这是温度偏低引起的机械敲缸。油、水温度升高后敲缸声仍存在，差示压力计显示曲轴箱压力又较高，则说明是活塞与缸套间隙过大所引起的。

2)启机时，就出现敲缸声，而此时油、水温度已在20℃以上，这种敲缸声又发生在个别气缸时，首先用手摸高压油管，如未感觉到脉动，说明喷油器喷头已落入燃烧室内；高压油管脉动正常，此时关停该缸的喷油泵，如敲缸声继续存在，说明该缸敲缸的确属于机械原因，应立即停机，首先检查气门弹簧有无断裂，而后拆检该缸，查找是否在燃烧室内存有异物；如关停该缸喷油泵后，敲缸声消失，说明该缸喷油器存在问题，应对该缸喷油器进行更换。

3)如启机后的初期出现燃烧敲缸声，过一段时间后敲缸声消失，说明是由于上次停机前因有较长时间的低速空转而造成部分未燃烧的燃油积存在活塞顶上所致，此时不需作任何处理。

4)如某一气缸里发生间断性敲缸，原因就可能是这个气缸的喷油泵的小油量偏小，须更换一个小供油量较大的喷油泵。

5)除了上述几种方法排查完毕，还是有敲缸发生时，我们应首先打开示功阀，检查是否有机油、水、金属屑等排出，如有则应吊缸检查气缸盖底面和活塞顶面工作状态及气缸内是否有异物，并检查增压器的状态及烟筒处是否有油排出，如发现异常应予以更换。如示功阀无异物排出，则打开摇臂箱盖，用专用测量工具检查气门冷态间隙，如果间隙过小或消失应检查气门、气门弹簧、摇臂、横臂等状态，当发现气门锁夹下陷、气门弹簧折断、摇臂断裂、横臂跳槽等现象时，应立即更换不良配件并检查相关部件。

2.2 敲缸的预防措施

1)检查并调整各缸的供油提前角。供油提前角是柴油机重要的调整参数，过大，喷油时间过早，会在气缸内发出有节奏的清脆的金属敲击声；过小，喷油时间过迟，将会在气缸内产生低沉的不清晰的敲击声。因此，对于多缸机来说；必须要求各缸供油提前角基本一致，并使其保持在要求所允许的公差范围之内。

2)检查并调整高压油泵的定时和油量高压油泵的主要作用是使燃油建立高压。简单地说，它要定时、定量、均匀、准确地向气缸供应一定的燃油以满足燃烧的需要。柴油机对油量多少的反应是很敏感的，必须保证各缸的供油量及油，量的均匀性符合标准要求。