論柴油機功率不足的原因與故障診斷策略

趙立民

中海油田服務股份有限公司 天津 300452

柴油機具有著負荷率高，沖擊大。柴油機作為工程機械系統的原動機，負荷變化大，輸出功率大。基于以上分析可見，如何最大限度利用柴油機的功率，提高柴油機的功率利用率，具有重要意義。筆者對柴油機的特性進行分析，并對柴油機的恒功率控制進行研究。

1 發動機達到額定功率的條件

柴油機功率指標能夠綜合反映技術狀態。要想讓柴油機維持正常的運轉，首先就需要確保技術狀態的穩定性。柴油機在出現功率不足后，需根據柴油機在工作方面的原理對其予以綜合的分析，柴油機功率充足需達到下述條件：第一，數量充足以及霧化正常的燃油，按照規律與時間噴入汽缸；第二，充足的空氣，同樣是按照規律與時間進入到氣缸中，然后將完全燃燒的廢氣按照規律與時間排出氣缸；其三，燃油與空氣之間的有效混合，并實現完全燃燒；其四，確保附件消耗與摩擦功率維持在較小的范圍內，進而提高機械效率[1]。

所以，對柴油機功率不足的原因予以分析的過程中，應將以上內容作為立足點，結合功率不足故障的情況，按系統分析原因。

2 柴油機功率不足的原因分析

功率不足表現為柴油機工作無力，在滿負荷(或較大負荷)時，轉速明顯下降，加速性能差，排氣管冒黑煙，有敲擊聲，溫度過高等。柴油機功率不足的主要原因有，供油量不足、燃油霧化不良、空氣供給不足、排氣不暢等。具體原因主要有：①燃油濾清器堵塞、燃油管路中有空氣、燃油質量不好，油內含水、噴油泵柱塞磨損嚴重、個別缸供油量太小等，都會導致柴油機供油量不足。②燃油霧化不良、供油提前角不對、缸蓋活塞積碳嚴重、壓縮余隙太大、出油閥密封不嚴等，會導致燃油霧化不良。③空濾器臟污、中冷器臟污、壓氣機葉輪臟污、缸蓋進氣道臟污、進排氣管漏氣、配氣定時不準、增壓器故障，進氣壓力低，會導致空氣供給不足。④排氣消聲器臟污、缸蓋排氣道臟污、排氣定時不對等，會導致排氣不暢。⑤供油時間不正確，噴油過早，早期燃燒的燃料所產生的膨脹壓力，與活塞上行的力相反，使少部分能量互相抵消，從而減少功率的輸出，通常伴隨敲擊聲。噴油過遲，燃燒后燃期增加，燃料不能完全燃燒，使排氣冒黑煙。當燃燒產生壓力時，活塞正下行，汽缸容積增加，壓力迅速下降，因此熱能不能完全轉化為機械能。導致供油時間不正確的原因有：供油時間調整不當；噴油泵柱塞偶件磨損或損壞；凸輪軸泵油凸輪磨損；出油閥偶件處有雜質墊住、偶件磨損或損壞，松下高壓油管接頭，可見柴油從出油閥緊座出口處泄出。曲軸軸向間隙過小。一般控制在0．20-0．25mm內，間隙過小，機件受熱膨脹后會造成主軸瓦端邊與曲軸側面發生干涉，嚴重時燒損[2]。

3 故障的診斷與排除

如果柴油機在正常運轉時，突然排出黑煙或白煙，溫度迅速升高，同時發出放炮聲，并且加油門轉速上升較慢，還有可能出現熄火的情況。產生以上現象的原因為然后供給系統故障，即供油時間較遲，需要對供油提前角予以調整若柴油機處在中等負荷工作的過程中，表現十分正常，但只是最大功率不足。此現象的故障原因在于噴油泵，需要對最大供油量以及供油不均度予以檢查、調整，或是把高壓油泵之中的最大油量限制螺釘適當的旋出，進而讓供油量提高。

柴油機在無負荷運轉的過程中，排氣管會排出大量的黑煙，如果將空氣濾清器連接氣蓋的管子拆下，使空氣直接進入到氣道之中，那么黑煙會出現減少的現象。以上現象的原因在于進氣系統故障，需檢查空氣濾清器以及氣管是否存在堵塞的情況，若存在則需要及時的進行清除。若排氣管冒蒸汽白煙，那么就代表柴油中存在水，需對柴油進行更換，或清除柴油中的水[3]。

柴油機無負荷運轉時，排氣管嚴重冒黑煙，同時伴隨輕微的敲擊聲，此現象通常為配氣機構氣門間隙在調整方面存在著不當的情況，或是零件磨損導致氣門間隙增大。需在冷車的過程中對氣門間隙予以重新調整，并根據實際情況研磨氣門。

柴油機功率不足，同時進、排氣管會發出漏氣聲，或是氣缸邊緣存在氣泡，機油加油口涌氣，并發出漏風聲，機油消化異常，或是排出藍色煙，產生上述問題的原因為曲柄連桿機構或配氣機構故障，要想解決需對柴油機進行維修，并對磨損的氣門與缸塞組件予以更換。

柴油機排氣口積碳呈黑灰色，表象覆蓋著一層白霜，積碳層極薄，說明柴油機工況良好。積碳色澤黑亮，但不濕，說明柴油機輕微燒機油，應及時排除；某缸排氣口積碳厚度明顯高于其他缸排氣口的，說明該缸噴油器工作不良或汽缸密封性變差，應進行修理或更換：個別排氣口濕潤或有機油的，說明該缸大量排機油，應進行修理；各缸排氣口積碳層均較厚，且色澤較深的，多因工作溫度過低或噴油過晚，柴油后燃嚴重所致，應正確使用并及時調整。將手靠近消聲器處，手上會留有水珠，說明排氣中含水量較大。則應檢查柴油內有水分，并用單缸熄火法確定汽缸有無破裂、汽缸墊是否沖壞等。

如果柴油機功率不足是由噴油壓力過低引起的，應旋緊調壓螺釘調整之，調整最好在噴油器壓力試驗器上進行。沒有壓力試驗器時，則可憑經驗調整：一是聽噴油聲音的強弱，聲音不應過大或過于微弱；二是噴射油束呈偏射、散射。一般原因是燃油不清潔，雜質進入噴孔處引起。應拆下針閥偶件，用銅絲或竹針清除雜質，并在清潔柴油或煤油中清洗針閥偶件[4]。

4 結語

根據前文所述，要求合理應用柴油機，同時對有著影響其功率的因素采用積極的措施，逐漸延長其壽命和功率，促使損耗的降低，不斷推進柴油機的發展。