柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的原因及對(duì)策

周 剛

（中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510290）

柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中所承受的負(fù)荷處于不斷變化的狀態(tài)，需要發(fā)揮調(diào)速器作用，將柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速率控制在有效范圍內(nèi)，使柴油機(jī)在整個(gè)生產(chǎn)工作中處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。但是，柴油機(jī)在實(shí)際工作過(guò)程中，存在轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的現(xiàn)象，一方面不利于柴油機(jī)性能的有效發(fā)揮，對(duì)應(yīng)的工作效率有所下降，間接導(dǎo)致出現(xiàn)一些安全隱患；另外，柴油機(jī)所消耗的油料將會(huì)增加，使柴油機(jī)的運(yùn)行成本增加，在嚴(yán)重的情況下，柴油機(jī)的使用壽命會(huì)縮短。因此，對(duì)引發(fā)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的因素進(jìn)行探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。

1 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定需要的支持條件分析

首先，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定需要由循環(huán)供油系統(tǒng)、噴油器等作為支撐，例如要求對(duì)每個(gè)循環(huán)供油系統(tǒng)提供相同數(shù)量的油，并且要求噴油器霧化質(zhì)量相同，這樣才能有效確保柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。

其次，柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)需要發(fā)揮調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用，由于調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過(guò)程中會(huì)根據(jù)外界負(fù)荷而變化。因此，要求所選擇的自動(dòng)調(diào)節(jié)器具有一定的靈活性，能夠根據(jù)外部負(fù)荷的變化快速地對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，將其轉(zhuǎn)速控制在有效范圍內(nèi)，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性增強(qiáng)。

2 柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的負(fù)面影響及因素分析

2.1 負(fù)面影響

首先，柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)會(huì)影響柴油機(jī)的功率，在一定程度上會(huì)使柴油機(jī)的耗油量增多，間接增大了柴油機(jī)的使用成本；其次，倘若柴油機(jī)出現(xiàn)了嚴(yán)重的低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的現(xiàn)象，在很大程度上會(huì)降低柴油機(jī)的使用壽命；最后，柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)會(huì)影響柴油機(jī)與其相配套的有關(guān)工作機(jī)械的穩(wěn)定性，特別是柴油機(jī)提供發(fā)電動(dòng)力時(shí)，由于不具備穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致其提供穩(wěn)定的電源頻率與電壓等，此時(shí)不僅會(huì)使儀器與設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常，可能還對(duì)柴油機(jī)和機(jī)組、電網(wǎng)等的并網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

2.2 因素分析

柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定和“游車(chē)”這2 種現(xiàn)狀，其中怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定指的是柴油機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)不規(guī)律的震抖、轉(zhuǎn)速快慢不均勻的現(xiàn)象，或者柴油機(jī)在換擋、減速等情況下出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象，具體體現(xiàn)在以下2 個(gè)方面。

2.2.1 導(dǎo)致怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的因素分析

怠速屬于汽車(chē)工作狀況的一種，是發(fā)動(dòng)機(jī)在空擋情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的一種現(xiàn)象。導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的因素主要有以下3 個(gè)。1）柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果負(fù)荷有所增加，對(duì)應(yīng)地其轉(zhuǎn)速將會(huì)下降，而怠速?gòu)椈伞?dòng)彈簧在性能不佳或者調(diào)整不當(dāng)?shù)那闆r下，這些彈簧將會(huì)變軟，供油齒桿無(wú)法快速地提高其轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致柴油機(jī)自動(dòng)熄火的情況發(fā)生[1]。同時(shí)，當(dāng)柴油機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其飛錘張開(kāi)的角度比較小、磨損嚴(yán)重，滑套將會(huì)進(jìn)入飛錘的內(nèi)部，出現(xiàn)不連續(xù)的碰撞情況，導(dǎo)致怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。飛錘受到離心力影響，不易對(duì)調(diào)速進(jìn)行合理控制，一旦柴油機(jī)出現(xiàn)急減速的情況，供油拉桿調(diào)節(jié)無(wú)法準(zhǔn)確達(dá)到怠速位置，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。2）當(dāng)柴油機(jī)處于低速運(yùn)行狀態(tài)，柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的慣性比較小，如果噴油泵供油不均勻，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性受到一定的影響。并且當(dāng)噴油泵支撐凸輪受到磨損時(shí)，其輪軸可能受到一些無(wú)規(guī)律的竄動(dòng)，導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的情況。3）當(dāng)柴油機(jī)在氣缸壓縮力不足的情況下，由于不同氣缸壓力降低的程度不同，即使噴油泵所提供的油料比較均衡，也無(wú)法確保柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。同時(shí)，在低壓油路狀態(tài)下，如果柴油機(jī)供油系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞或者油質(zhì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，其供油量將會(huì)出現(xiàn)時(shí)多時(shí)少的現(xiàn)象，間接性導(dǎo)致柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。

2.2.2 造成“游車(chē)”現(xiàn)象因素分析

“游車(chē)”是指柴油機(jī)在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，出現(xiàn)了具有規(guī)律性、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的故障情況[2]，主要由調(diào)速反應(yīng)滯后于實(shí)際變速引發(fā)。

首先，當(dāng)調(diào)速器內(nèi)部杠桿連接銷(xiāo)孔出現(xiàn)磨損或者松弛時(shí)，調(diào)節(jié)供油量的調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)將會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，當(dāng)調(diào)速反應(yīng)滯后于實(shí)際轉(zhuǎn)速的變化時(shí)，會(huì)使調(diào)節(jié)振幅不斷提升，當(dāng)調(diào)節(jié)振幅超出其規(guī)定范圍，供油量的下降則會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，借助調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)反向調(diào)節(jié)，導(dǎo)致調(diào)速超出允許的范圍，從而發(fā)生“游車(chē)”現(xiàn)象。

其次，在穩(wěn)速?gòu)椈烧{(diào)節(jié)不符合要求的情況下，也會(huì)出現(xiàn)“游車(chē)”現(xiàn)象，這種情況與怠速不穩(wěn)的條件下所發(fā)生的彈簧調(diào)整不規(guī)范情況類(lèi)似，這類(lèi)情況由穩(wěn)速?gòu)椈膳c供油系統(tǒng)無(wú)法共同作用造成。

最后，柴油機(jī)運(yùn)速穩(wěn)定需要噴油泵供油齒桿發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，但是柴油機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于供油齒桿受生銹、變形等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損情況，或者噴油泵調(diào)速器設(shè)備安裝存在不合理的情況，這些情況都會(huì)減弱供油齒桿的靈活性，當(dāng)其阻力達(dá)到一定程度，則會(huì)出現(xiàn)“游車(chē)”情況。借助靈敏的彈簧桿拉動(dòng)阻力測(cè)試齒桿，8、6、4、2 缸噴油泵，其對(duì)應(yīng)的拉動(dòng)阻力范圍分別應(yīng)為≤150g、≤130g、≤90g、≤60g。

3 有效診斷和處理柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定問(wèn)題的策略

針對(duì)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的現(xiàn)狀，可以通過(guò)優(yōu)化故障檢查方法、設(shè)備等來(lái)提升故障檢測(cè)準(zhǔn)確性，促使故障診斷、處理效率提升，從而有效解決柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)問(wèn)題[3]。同時(shí)，在對(duì)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的原因進(jìn)行分析的過(guò)程中，要求操作、維修人員能夠用專(zhuān)業(yè)技能來(lái)判斷其故障因素，用科學(xué)的方法來(lái)處理這些故障，減少人為因素導(dǎo)致的故障事件?？梢詮囊韵? 個(gè)方面入手對(duì)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)行診斷和處理。

3.1 對(duì)燃油系統(tǒng)、調(diào)節(jié)器故障進(jìn)行診斷和處理

首先，針對(duì)柴油機(jī)進(jìn)油管道堵塞、噴油泵供油不連續(xù)等引發(fā)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，需要判斷柴油機(jī)是否處于負(fù)重情況下，如果此時(shí)柴油機(jī)在負(fù)重條件下運(yùn)行，則可以診斷出是由于負(fù)重情況引發(fā)的運(yùn)速不穩(wěn)定。而柴油機(jī)在空車(chē)、下坡環(huán)境下運(yùn)速比較穩(wěn)定，則可以判斷出其燃油系統(tǒng)存在一定問(wèn)題，需對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，了解該系統(tǒng)是否存在堵塞情況，通過(guò)定期保養(yǎng)、清潔等方式保證管道的暢通。

其次，針對(duì)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)失靈導(dǎo)致的運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的情況，要求對(duì)其柱塞部件、柱塞套等進(jìn)行檢查，了解其安裝位置、安裝方式是否存在問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)柱塞套安裝有誤，需要按照科學(xué)的安裝方法對(duì)其重新安裝；如果發(fā)現(xiàn)調(diào)速杠杠與噴油泵體摩擦力過(guò)大，可以借助銼刀對(duì)二者相連接的位置進(jìn)行打磨；如果發(fā)現(xiàn)調(diào)速干間隙比較大，也可以利用銼刀對(duì)其銼修，這樣能夠提高調(diào)節(jié)器的靈活性。

3.2 對(duì)曲軸軸向竄動(dòng)、油質(zhì)不達(dá)標(biāo)等因素引發(fā)的故障進(jìn)行分析

首先，針對(duì)曲軸軸向竄動(dòng)引發(fā)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的情況，借助專(zhuān)用磨床，根據(jù)所要求的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)曲軸齒輪斷面進(jìn)行磨削[4]，如果處于曲軸齒輪不易拆卸或者沒(méi)有專(zhuān)用磨床的情況下，通過(guò)墊合適紙墊的方式來(lái)達(dá)到柴油機(jī)速率提高的目的，達(dá)到對(duì)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的目的。同時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)曲軸齒輪一端主軸承磨損比較嚴(yán)重，需要對(duì)其主軸承進(jìn)行更換來(lái)保證柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。

其次，由于新?lián)Q的調(diào)速滑盤(pán)孔與錐面跳動(dòng)量間距超過(guò)其范圍，可以制作一款專(zhuān)用的帶錐度的芯棒，對(duì)其錐面進(jìn)行測(cè)量，使其達(dá)到規(guī)定的范圍。對(duì)噴油嘴部件被污染、噴油壓力低等引發(fā)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的情況，要求定期對(duì)噴油嘴部件更換、清潔，將噴油壓力調(diào)整在允許范圍內(nèi)。同時(shí)，針對(duì)柴油油質(zhì)摻雜水分造成的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的情況，要求按照所使用的柴油型號(hào)在正規(guī)渠道進(jìn)行選購(gòu)，定期對(duì)所使用的柴油品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)柴油過(guò)濾器、箱體等進(jìn)行科學(xué)的清理和保養(yǎng)，避免這些因素對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性帶來(lái)影響。

3.3 對(duì)柴油機(jī)調(diào)節(jié)器、噴油器等裝置進(jìn)行檢查

首先，對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定故障進(jìn)行診斷，可以將齒輪室上的觀察孔蓋拆下，然后啟動(dòng)柴油機(jī)，將調(diào)速杠桿固定在某一位置。如果這種情況下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，可以反映出其故障可能存在于調(diào)節(jié)器上，在此基礎(chǔ)上，借助改錐將調(diào)速杠桿按住來(lái)判斷其故障是否在調(diào)節(jié)器方面，在這種情況下，如果柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，則可以排除調(diào)節(jié)器方面的故障。

其次，需要進(jìn)一步對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行檢查。柴油機(jī)燃油系統(tǒng)包括噴油器、出油閥和柱塞三大精密偶件，這些偶件間隙范圍為0.001 mm ～0.003 mm，倘若間隙范圍出現(xiàn)變化，那么必然會(huì)影響柴油的正常運(yùn)行。例如將噴油泵接頭上的螺母拆掉，觀察其是否存在氣泡特征，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出，則判斷出油路內(nèi)部存在空氣，并對(duì)其管道、管道連接位置等進(jìn)行檢查[5]，了解這些部位是否存在破裂或者縫隙，如果發(fā)現(xiàn)管道破裂、管道連接位置存在縫隙等，需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

最后，基于以上檢查，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速依舊不穩(wěn)定，通過(guò)更換噴油器來(lái)排查故障，如果更換噴油器后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，則說(shuō)明原有噴油器存在故障。同時(shí)，將拆下的噴油器安裝在高壓油管上，啟動(dòng)柴油機(jī)，通過(guò)觀察其噴油情況來(lái)判斷故障，如果出現(xiàn)霧化、滴油等現(xiàn)象，說(shuō)明噴油器存在故障。

3.4 使用單排供油技術(shù)緩解游車(chē)現(xiàn)象

單排供油技術(shù)指當(dāng)柴油機(jī)處于空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，不繼續(xù)供給燃油給一排缸。因?yàn)閮H有一排缸運(yùn)行，增加了燃油量，同時(shí)霧化效果較為理想，會(huì)使各缸燃燒情況得到優(yōu)化，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)逐漸穩(wěn)定下來(lái)。當(dāng)前，德國(guó)MTU 公司生產(chǎn)出的大功率柴油機(jī)很多都應(yīng)用了單排供油技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠使柴油機(jī)空轉(zhuǎn)油耗減少，另外能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)的低速穩(wěn)定性起到優(yōu)化作用。柴油機(jī)中應(yīng)用該技術(shù)，左縱拉桿各缸燃油會(huì)在柴油機(jī)空轉(zhuǎn)工作時(shí)被停止，使柴油機(jī)的低速穩(wěn)定性不斷提升，減少空載油耗。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文對(duì)柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)的原因進(jìn)行分析，提出相關(guān)的預(yù)防措施至關(guān)重要，一方面能夠保證柴油機(jī)的正常運(yùn)行，為正常生產(chǎn)提供有利保障，提高柴油機(jī)的工作效率；另一方面，有效診斷和處理能夠降低柴油機(jī)故障發(fā)生的概率，使柴油機(jī)使用壽命得以延長(zhǎng)，充分發(fā)揮了柴油機(jī)的作用。