柴油機“飛車”的原因與防止措施

王旭

摘要：“飛車”可導(dǎo)致柴油機發(fā)生重大機械事故威脅人身安全，對“飛車”產(chǎn)生機理、導(dǎo)致“飛車”產(chǎn)生的因素進行了分析，提出了預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：柴油機；飛車；防止措施

中圖分類號：S21907文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.040

“飛車”是指發(fā)動機空轉(zhuǎn)增速失去控制，使發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速大大超過額定轉(zhuǎn)速。“飛車”會造成嚴(yán)重事故，這是因為當(dāng)柴油機曲軸轉(zhuǎn)速失控升高時，空氣流動阻力增加，使進入汽缸的空氣量有所減少；又因飛車時，噴油泵柱塞偶件中的滲漏減少，使供油量增加。二者的共同作用結(jié)果，使柴油燃燒過程急劇惡化，出現(xiàn)排氣冒黑煙、活塞環(huán)結(jié)焦、柴油機過熱、燃料消耗量增大等一系列不良現(xiàn)象。此外，由于柴油機的曲柄連桿機構(gòu)較笨重，當(dāng)轉(zhuǎn)速急劇升高時，運動零件所承受的慣性力將大大增加，會加速柴油機磨損，嚴(yán)重時出現(xiàn)連桿螺栓斷裂，打壞缸蓋、機身、汽缸、活塞，曲軸平衡塊和調(diào)速器飛錘甩出，飛輪破裂，氣門彈簧折斷等重大機械事故，并威脅人身安全。

1“飛車”產(chǎn)生機理

發(fā)動機是否會“飛車”取決于它的性能變化與工況變化是否相適應(yīng)。發(fā)動機穩(wěn)定工作時，它的扭矩與阻力矩相等，轉(zhuǎn)速不變，兩者之中任何一個發(fā)生變化，就要產(chǎn)生增速或減速。如果增速或減速過程能很快實現(xiàn)，且新的平衡穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與原來平衡穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速變化不大，可認(rèn)為發(fā)動機的穩(wěn)定性能好；如果轉(zhuǎn)速變化大，則認(rèn)為穩(wěn)定性能差，甚至不能穩(wěn)定。

如果發(fā)動機的扭矩隨轉(zhuǎn)速的增加而下降得較快，發(fā)動機的穩(wěn)定性就較好，汽油機具有此特點。汽油機（即使節(jié)氣門全開時）突然卸載后，轉(zhuǎn)速將增高，但轉(zhuǎn)速增高后，由于進氣阻力增大，充氣量減少，扭矩很快下降為零，使空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不致增長過高，所以汽油機通常不會“飛車”。

如果發(fā)動機的扭矩隨轉(zhuǎn)速的增加而下降得不多，一旦阻力矩變化時，要達到新的平衡位置則轉(zhuǎn)速的變化就大，穩(wěn)定性能就較差，柴油機具有此特點。這主要是由于柱塞式油泵拉桿位置一定時，其循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的增高而增加，因此即使在拉桿行程不大時，如果轉(zhuǎn)速很高其循環(huán)供油量也可以很大。所以在油泵拉桿行程不大時，一旦柴油機卸載，轉(zhuǎn)速就會增高，轉(zhuǎn)速增高后使循環(huán)供油量又加大，柴油機扭矩不能相應(yīng)降低，勢必使柴油機的轉(zhuǎn)速繼續(xù)增高，因此柴油機不斷向高速方向增速，以期達到更高轉(zhuǎn)速求得平衡，由于在增速過程中轉(zhuǎn)速過高所以會產(chǎn)生“飛車”事故。

拖拉機的柴油機上大都采用全制式調(diào)速器，可以改善柴油機的穩(wěn)定性能。采用全制式調(diào)速器后，在調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，柴油機的扭矩隨轉(zhuǎn)速的增高而急劇下降，因此當(dāng)阻力矩變化時，可以在較小的轉(zhuǎn)速變化下找到新的平衡位置，一般由額定扭矩到空載，柴油機轉(zhuǎn)速變化約為100～200 r/min，所以不會無限制地增速，即不會產(chǎn)生“飛車”。

從以上分析可知：如果柴油機的調(diào)速器工作正常，則不會發(fā)生“飛車”。只有在非正常情況下，如油泵拉桿卡死，調(diào)速器不起作用時，才會出現(xiàn)“飛車”。一旦出現(xiàn)“飛車”，應(yīng)立即切斷燃油或空氣供給，或采取其它措施，強制柴油機熄滅，以防發(fā)生重大事故。

2“飛車”產(chǎn)生的原因

2.1調(diào)速器部分

（1）油泵齒條（拉桿）卡滯在最大供油位置。原因是裝配過緊，或進入臟物，或固定螺母、銷子和鍵等連接件漏裝或脫落。

（2）調(diào)速器彈簧斷裂，飛錘脫出或卡滯；高速限制螺釘不起作用。

（3）調(diào)速器內(nèi)加入潤滑機油太多，影響飛錘的慣性作用而無法靈敏地控制噴油泵油量。在冬季機油如果凍結(jié)，飛錘不能飛甩，更易造成“飛車”。

2.2噴油泵部分

（1）油泵柱塞卡滯在最大供油位置造成“飛車”。若在發(fā)動機工作過程中發(fā)生“飛車”，多是因油泵內(nèi)進入了臟油，油中帶進的水和機械雜質(zhì)進入柱塞副的間隙中，引起柱塞卡滯。

（2）安裝不當(dāng)，如帶動油泵柱塞的齒條和齒輪的嚙合關(guān)系裝錯了，或柱塞裝反。

（3）為了調(diào)大供油量，使柱塞螺旋槽旋度過大。

3防止“飛車”的措施

（1）調(diào)試噴油泵總成時，要嚴(yán)格地按照調(diào)試工藝全面檢修。調(diào)整噴油泵和調(diào)速器的各個零件和組合件、各連接點磨損時必須修復(fù)，損壞件要及時更換。裝配時要嚴(yán)格按照工藝步驟與要求進行，最后要在技術(shù)狀態(tài)良好的噴油泵試驗臺上進行全面的調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括三方面：不同工作情況供油量的調(diào)整，調(diào)速器的調(diào)整，供油角度的調(diào)整?，F(xiàn)在有輕視噴油泵的傾向，認(rèn)為手工就可以解決油泵的一切問題，就是上試驗臺也只是調(diào)一下供油量與供油均勻性，這種看法和做法是造成“飛車”的重要原因。若在工作中油泵進入了臟油致使柱塞卡滯，應(yīng)首先檢查清洗柴油粗細(xì)濾清器，放出油箱中沉淀物和水，然后排除柱塞卡滯現(xiàn)象，必要時應(yīng)拆卸油泵柱塞（包括噴油嘴）進行清詵。

（2）當(dāng)發(fā)生“飛車”時，應(yīng)沉著、果斷、采取緊急熄火措施。這樣就可避免機器事故和保障人身安全。常采用緊急熄火的方法有：立即停止供油，將調(diào)速手柄（油門）拉到熄火位置，順手關(guān)掉油箱開關(guān)或用扳手卸掉高壓油管。

（3）立即停止供氣，用棉衣緊緊包住濾清器的空氣入口，或用力拔下濾清器，堵死進氣口。

（4）打開減壓裝置。減壓后氣門不能關(guān)死，致使柴油機熄火。不過采用此法等于在配氣機構(gòu)中造成數(shù)毫米的間隙，在高速下，這樣大的間隙，將形成很大的沖擊，可能損壞減壓機構(gòu)、氣門彈簧或配氣系統(tǒng)的其它零件。如果減壓機構(gòu)被打壞，則會停不住車。如在行進中，可剎車增大負(fù)荷，迫使發(fā)動機熄火。

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