造成發動機怠速不穩定的原因及判斷

劉長生　王云明

發動機低速運轉不穩定常表現:怠速運轉不平穩和所謂的“游車”。

一、造成怠速運轉不穩定的原因

怠速不平穩是指發動機在怠速運轉時忽快忽慢,但規律性不強,并有抖振。機械在緊急減速和帶負荷時易熄火,此現象多屬調速器故障引起。以RSV調速器(圖1)為例,造成發動機怠速轉不穩定的主原因有:

(1)飛塊的磨損。由于調速器潤滑不良或因長時期使用,飛塊與調速套筒接觸的兩只小滾輪磨損嚴重。當怠速時,飛塊張開度最小,調速套筒因小滾輪磨損而過分伸入飛塊內部,與飛塊本體無規則的直接碰撞,造成怠速不穩定,此時用手輕觸加油操縱縱臂,會有輕微的撞擊感。

(2)怠速穩定彈簧調整不當或性能不良。在怠速運轉時,因飛塊離心力小,怠速的控制力也小,一旦發動機驟然減速,供油齒桿的調節移動過快,可能超過怠速位置,致使發動機熄火。為了防止這種情況,在調速器蓋后面正對供油齒桿的地方裝有能迅速地把供油齒桿推回怠速位置的怠速穩定彈簧,如此彈簧太軟或跑偏,將減弱或不起穩定作用,使怠速運轉不穩定。

(3)低壓油路供油不暢或含有水和空氣。這將使供油量時大時小,特別在低速區,會導致發動機轉速的不穩定。

(4)噴油泵支承輪在軸向產生無規則的較大竄動,使發動機轉速不穩。

(5)噴油泵供油不勻,供油不及時或噴油器不良。發動機低速轉動時,曲軸的旋轉慣性不大,當供油不勻、供油不及時或噴油器不良時,就會對轉速的穩定性帶來較大的影響;不過這種不穩定表現得有一定的規則,且周期較短。

(6)發動機氣缸壓力不足。氣缸壓縮力下降時,由于各缸壓力下降的程度不一定相同,所以即使噴油泵供油均衡,但燃燒發力情況即可能有區別,這在低逮時就造成轉速不穩定。

二、造成游車的原因

所謂“游車”是指發動機在低速或中速的范圍內顯現出周期較長且有規律的時快時慢的一種故障現象。這是調速器反應過分:滯后與實際轉速的結果,造成這種現象的主要原因有:

(1)調速器內部杠桿連接銷孔松曠。調速器內部杠桿連接銷孔因磨損而松曠,使增減供油量的雙向調節閥運動產生了過多的滯后。調速反應是需要滯后于實際轉速變化的,但滯后量不應放大,否則就會產生較大的調節振幅。

(2)供油齒桿不靈活。噴油泵的供油齒桿必須保持十分靈活,以保證調速反應的靈敏,性。用靈敏的彈簧秤對齒桿進行拉動阻力測試。其中噴油泵的2、4、6、8缸。阻力應分別為0.6、0.9、1.3、1.5N。由于生銹、柱塞偶件緊固后變形、柱塞彈簧折斷、齒圈與齒桿嚙合處的碾傷、齒桿端部軸套的嚴重磨損、撥叉式油量調節機構的撥叉緊固角度不正確、國產1、Ⅱ、III號系列泵的調速器的推力盤和飛塊座的安裝或配合不良原因,都會影響供油齒桿的靈活性。

(3)穩速怠速調整不當。與怠速不穩定時穩速彈簧調速不當相似,穩速怠速調整不當與供油齒桿不夠靈活共同起作用,將同樣導致發動機“游車”。

三、發動機高速運轉不穩定通常表現為無負荷時高速不穩定。柴油機一般多工作于輸出扭矩最大的中速范圍,因為這一轉速范圍易于操縱,且較省油。但在無負荷時也常進入調速器高速控制的運速范圍。這時運轉不穩定的原因主要包括:

1、調速率調整不當。調速率是評價調速器性能優劣的一個重要指標。它表示高速時空負荷轉速相對于全負荷轉速的波動程度。

如果調速率太大,在負荷變化時,柴油機的轉速波動也大,影響發動機高速工作的穩定性,而且空轉轉速太高,會增加機體磨損;調速率太小(即高速控制過敏),也會造成高速運轉不穩。

調速率的大小是靠正確調整調速彈簧來達到的。調速彈簧經長期使用,彈性系數會因疲勞而改變,從而使調速率變大,即使勉強使用,也不會得到良好的控制效果,最好予以更換。

2、供油不均勻或斷油時刻不一致。發動機轉速達到無負荷最高轉速時,若繼續提高轉速,調速器飛塊的離心力過大,會克服調速彈簧的拉力,通過推動拉力桿使供油齒桿往減油的方向移動,此時供油桿的位置與低速時供油齒桿的位置相當。因此,若怠速供油量調整不均勻,誤差過大,也就勢必會影響無負荷最高轉速的穩定。

當發動機達到停油轉速時,噴油泵應當自動斷油,但若柱塞、出油閥偶件質量不均勻,或因磨損不同而造成斷油時刻不一致,就可能出現有些缸已不供油,而有些缸仍少量供油或斷油較慢;這都會成為高速運轉不穩定的原因。