柴油机工作特点与故障成因的关系
来源:用户上传
作者:
摘 要：分析了柴油机的工作特点，指出了柴油机故障原因与其工作特点紧密关系，提醒人们在使用维护柴油机时注意预防，以减少故障的产生。
关键词：柴油机;工作特点;故障成因
中图分类号：S218.5 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.058
柴油机故障原因与其工作特点紧密相关。清楚了解柴油机燃烧方式，正确认识混合气形成条件，切实掌握柴油机独具的喷油泵速度特性，对于正确检查、分析与排除柴油机故障，具有至关重要的作用。
1 柴油机的燃烧方式为压燃式
（1）由于柴油机燃烧方式为压燃式，故也可称其为压燃式发动机。要保证柴油机正常工作，就必须使其具有充分的压燃和供油条件。首先，要通过配气机构、燃油供给系及燃烧室的良好配合，形成质量良好的油气混合气。同时，压缩系应保证压缩终了时的缸内温度与压力满足油气混合气的自燃条件。如气门间隙过小，漏气或缸盖螺栓扭紧力矩不足、松动，汽缸垫损坏，活塞环磨损与胶结、开口重合等故障出现时，都会造成燃烧室内压缩空气的温度达不到油气混合气的自燃温度（330 ℃），即使自燃温度与压力都达到了，如果喷油器存在喷油量或压力不足、喷油时间失准、燃烧室结构设计不合理等问题，也能导致柴油机启动不良、功率下降、油耗增加、烟色不正常等问题。
（2）由于柴油机所用燃料为柴油，其自身的流动性、挥发性等基本特性對于外界环境温度的变化较为敏感，因此过低的环境温度对油气混合气的形成是不利的，它直接影响着柴油机的正常启动。为此，现在许多拖拉机都加装了电启动系，启动虽方便了，但同时又增加了该装置由于工作不良，导致的启动困难或不能启动等故障的可能性。如蓄电池亏电、连接导线断路或短路、接头松脱、起动继电器故障、起动机故障等都会导到柴油机不能启动。
2 可燃混合气形成对功能部件要求严
（1）由于柴油机可燃混合气形成的时间极为短暂，从喷油器喷油开始到燃烧基本结束，大约仅有15°～35°曲轴转角。要想在这样一个极短时间内，形成质量良好的可燃混合气并充分燃烧，必须对柴油机供给系、燃烧室采用合理的结构措施，并保证燃油的高质量要求。
（2）对燃油本身的品质和燃烧室结构要求较高。对于柴油机各功能部件的加工、装配精度及有关参数的技术要求较为严格。如对汽缸压力、配气相位、喷油压力、喷油正时、喷油射程、油雾锥角、喷油量等参数的要求应准确无误，若其中任何一项或几项达不到要求或配合欠妥，就会出现柴油机运转无力、大量排烟、工作粗暴等故障，使柴油机的动力性、经济性指标下降。
（3）由于柴油机的许多机件之间经常处于超负荷运转、润滑不良的状态，经常处于交变载荷、化学或电化学作用状态下，易导致磨损、疲劳、腐蚀、卡滞等故障出现，故障率相对较高。这就要求润滑系统、冷却系统保持良好的工作状态，以减少机件的磨损、疲劳、腐蚀、卡滞问题。柴油机工作时，必须保持正常油压，在额定转速1500 r/min时，机油压力应不低于0.35 MPa。机油压力过低，机油将无法到达需要润滑的零件表面，使发动机重要零件得不到良好的润滑而加剧磨损。如果曲轴与曲轴瓦之间因机油压力低而无法形成润滑油膜，会发生轴瓦抓粘、烧熔，导致烧瓦、抱轴等严重事故。但是，机油压力也不能过高，机油压力过高时，高压力的机油流会冲坏润滑油路，造成泄漏而影响润滑。机油压力过高，还会胀裂机油滤清器，使机油大量泄漏。冷却系统工作正常也很重要，水温过高，机油变稀，机油泵工作效率降低，各润滑表面油膜被破坏，加速机件磨损。水温过高，使喷入汽缸中的燃油提早燃烧，压缩力不足、功率下降。水温过高，燃烧室温度高于正常温度，喷油嘴油针受热膨胀易卡死。水温过低，柴油燃烧中，产生的水蒸气和酸性氧化物反应后产生酸（即硫酸），黏附于汽缸壁上，产生强烈的酸腐蚀。水温过低，柴油燃烧不完全，油流冲刷缸壁润滑油膜，加速缸套活塞磨损。水温过低，发动机热损失增多，使功率下降。
3 各缸工作条件差异较大
（1）多缸柴油机需要各缸的压缩压力、温度、喷油状况、雾化质量等必备条件的一致性，但由于受加工精度、机械作用及理化变化等方面因素的影响，其工况肯定不同，各缸形成的混合气浓度和燃烧情况差别较大，柴油机工作时，易出现运转不均匀、转速不稳定等故障。
（2）由于柴油机需要人工调整的部位较多，如气门间隙、减压间隙、喷油压力，供油量大小等，不可能做到各缸完全一致，也在一定程度上加大了各缸工作条件的差异。
4 具有供油量随转速而变化的喷油泵速度特性
（1）车用柴油机的一个最基本的要求是：供油量应能随外界负荷的变化而变化，否则，柴油机就会熄火。柴油机供油量的变化，取决于每个工作循环的供油量。循环供油量大小是由柱塞的有效供油行程决定的，而柱塞的有效供油行程又是由供油量调节齿杆来操纵的。由于柱塞套筒上油孔的节流作用，即使油量调节齿杆位置不变，柱塞的有效供油行程也会随柴油机转速的增加，而超过所谓的几何供油行程，而使供油量增多;反之，柴油机转速降低时，由于节流作用相对减少，而使实际供油量减少。供油量随转速而变化的特性，称为喷油泵的速度特性。
（2）为了克服由喷油泵的速度特性引起的柴油机高速时超速和怠速时熄火的问题，柴油机上必须装设调速器，以限制柴油机的低速与高速状态。调速器的结构一般较为复杂，如其在使用过程中调整不当、连接松旷、零件磨损等，就会使柴油机产生“飞车”或“游车”等故障。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15134919.htm
