柴油机敲缸检查判断

柴油机敲缸检查判断

一、原因分析

产生敲缸的原因是多种多样的,有机械方面的原因,也有燃烧方面的原因,产生的后果也有轻有重,主要原因有以下几个方面:

1. 机械敲缸

产生敲缸的原因是由机械方面的问题所引起。

(1)活塞撞击气缸壁。

①活塞与缸套的配合间隙过大,按图纸要求,活塞顶部与气缸套的径向间隙,对铝活塞来说为1.9～1.995m m ,对球铁活塞来说为1.03～1.105m m 。活塞裙部与气缸套的径向间隙,对铝活塞来说为1～1.095m m ,对球铁活塞来说为0.44～0.515m m 。当柴油机工作时,活塞在上、下运动的过程中,存在着活塞对缸套的侧压力而且实际上是在不断地撞击,呈蛇行运动。当两者间隙过大时,撞击的程度加剧,而且每次发生撞击后,均会在缸套的水腔壁上产生一个空泡,当空泡突然破裂时,会对缸壁产生一个巨大的冲击力,时间长了,如不处理,在该处就会产生穴蚀, 出现麻坑,并逐渐扩大到最后发生穿透,使气缸套水腔的水漏入燃烧室,严重时会引起破坏性的“水锤”事故。

②柴油机工作时的油、水温度偏低。按规定柴油机启机时的油、水温度应达到20°C ,加载时应为40°C ,正常工作时应为65～75°C 。油、水温度愈高,活塞与缸套的间隙愈小,使活塞对气缸发生撞击的程度也愈小。如果在冷机时启机,就易发生敲缸。

(2)燃烧室内有金属零件,工作时发生碰撞。

①气门弹簧断裂。当进、排气凸轮在基圆位置时,气门靠的是气门弹簧的弹力回到阀座上,如气门弹簧断裂,活塞行至上止点时就会与气门相撞,产生敲缸,它会使气门撞弯、撞裂、掉块。掉下的碎块又会继续打坏气缸盖底面、活塞顶部、喷油器头部,还会通过进、排气道进入其他气缸,继续进行破坏,甚至最后将增压器喷嘴环及涡轮叶片打坏。

②燃烧室内有异物,如喷油器头断落在燃烧室内,甚至在组装时,有金属件落入燃烧室内。

2. 燃烧敲缸。

产生此种敲缸的原因是由于燃烧系统性能不良,或喷油提前角调整不符合要求所引起的,它发生在燃烧过程的初期。当燃气的压力升高比超过0.5～0.6M P a(曲轴1°转角的燃烧压力升高值),就会发生敲缸,即所谓“爆燃”。造成燃烧敲缸的具体原因也是多种多样的,由于原因不同, 敲缸的声音也不同,有连续敲缸声,也有间断敲缸声,有在任何转速下都敲缸,也有在低转速下敲缸,高转速下不敲缸。

(1)启机时敲缸,启机后敲缸声消失。这种情况是在柴油机启机前,在燃烧室里已积存燃油,启机后积存的燃油在条件成熟时发生气化,与新鲜空气混合,发生瞬间燃烧,使压力升高比突然升高,出现敲缸声。该积存的燃油燃烧完后,燃烧状态便趋于正常,敲缸声也就消失了。(2)间断性敲缸。即敲缸声时有时无,不连续,敲几下停一会,再敲几下,再停一会。其原因有:

①喷油器喷雾不良,甚至有滴漏现象,造成喷入气缸内的部分燃油不

能立即参与燃烧,当积存在活塞顶上的燃油,在某一时间条件下发生气化与空气混合后突然燃烧,使压力升高比瞬间超高,出现了敲缸声。该部分燃油燃烧完后,压力升高比恢复正常,敲缸声也就会停止,待以后再次积存燃油,再发生爆燃,于是出现了间断性的敲缸声。

②同一台柴油机上各喷油泵的小供油量(第4 齿条刻线下的供油量)相差悬殊。在调整喷油泵供油量时,当曲轴转速在500r/ m in ,第12 齿条刻线下,喷油泵在250 个行程下的供油量为(375±5)m L ,以保证柴油机在标定转速下能发出定功率,但由于喷油泵螺旋线的制造误差,同一台柴油机上各喷油泵在小供油量时的供油量,即使达到规定的技术要求其范围也在90～120m L (250 个行程)之间,即相差较大。这样当柴油机在430r/ m in 空转时,会使与小供油量偏小的喷油泵相连接的那个喷油器的雾化质量变得很差,甚至出现滴漏,或出现间断喷射现象,使部分喷入气缸内的燃油不能及时燃烧而积存在燃烧室内,当时机成熟时,该部分燃油突然参与燃烧,使气缸内的燃烧压力突然升高,出现了敲缸声,该部分燃油燃烧完后,敲缸声停止,周而复始,出现间歇性敲缸现象。当柴油机提高转速、功率后,由于喷油泵齿条刻线增大,各喷油泵的供油量逐渐接近,使敲缸声不再出现。

(3)连续性敲缸。柴油机运转时,敲缸声连续不断,其主要原因是喷油提前角偏大,大量的燃油过早进入气缸内,使参与燃烧初期的燃油量偏多,压力升高比超高,这种情况在每一工作循环中反复持续出现,形成连续性敲缸。

四、判断与处理

1. 首先要区别是机械敲缸还是燃烧敲缸,如判断为机械敲缸,则按下列程序处理:

(1)若各缸普遍有敲缸现象,而且油、水温度较低,在油、水温度升高后,敲缸现象即消失,则说明油、水温度偏低所引起敲缸。如油、水温度升高后仍有敲缸声,而差示压力计显示曲轴箱压力又较高,则说明是由于活塞与缸套间隙较大所引起。

(2)如只有个别气缸发生机械敲缸,此时应考虑到是否有异物进入燃烧室内,或活塞与气门相撞。首先用手摸高压燃油管,如发现高压燃油管内的高压燃油脉冲感消失,说明喷油器头已断掉,落入燃烧室内。如高压燃油管内的脉动感正常,则停机打开摇臂轴承座盖,检查气门弹簧有无断裂。如上述情况良好,则应继续吊下气缸盖,查找并取出内部异物。

2. 如已确认是燃烧原因引起的敲缸,按下述进行处理。(1)如是连续性敲缸(各缸普遍发生),而且在所有的工作转速范围内均发生,可以适当增加喷油泵垫片,以减小喷油提前角,减少燃烧初期参与燃烧的燃油量,以降低压力升高比的比值。

(2)如启机时敲缸,但又很快恢复正常,可不予处理。但当柴油机进入正常运转后,仍发生间断性的敲缸声,则应检查该缸喷油器的喷射压力(应为26～26.5M P a)和喷雾质量,及小齿条刻线时的油量是否显著低于一般值。