引起柴油機重大惡性故障的原因是什麼?
吳新豔
柴油機重大惡性故障,是指這種故障一旦發生,將給柴油機帶來巨大的破壞,給使用者帶來巨大的損失。如氣門杆折斷,會使氣門頭部落入汽缸,輕則活塞和汽缸蓋被頂傷,重則活塞碎裂、連杆彎曲,甚至拉壞缸體;柴油機飛車事故一旦發生,如不能及時控制,將造成連杆折斷、曲軸斷裂以及活塞、缸套和缸蓋被打碎等,還可能傷及駕駛人員。
1 氣門杆折斷
氣門杆折斷是指發動機工作過程中,氣門杆在與頭部的圓弧過渡處突然發生斷裂的現象。氣門杆折斷易波及活塞、缸蓋和汽缸套以及連杆等,為避免事故的發生,如遇到上述故障現象應立即停車檢查。氣門杆折斷表現:柴油機轉速突然增高,且冒出股股黑煙,聲音異常。
故障原因分析:(1)轉速突然增高。柴油機轉速突然增高,使氣門機構運動慣性力增加,氣門開閉時間失常,氣門易與活塞頂部相碰撞。同時,氣門與氣門座的衝擊力也大大增加,故氣門易在大端斷掉。(2) 氣門彈簧過軟、鎖瓣脫落。氣門彈簧過軟,在氣門開閉過程中產生共振,使氣門開閉失常且產生較大的衝擊力也易使氣門揪斷。(3)氣門導管與氣門杆間隙過大,降低了導向作用。氣門在運行中,氣門杆的中心線經常與導管的中心線發生偏移,使氣門頭在圓周方向受力不均。(4) 氣門間隙過小,氣門開啟高度大,工作時衝擊力大;另外,開啟高度過大,易使氣門頭部與活塞頂部相撞,這些都會在圓弧過渡處產生影響。(5) 搖臂與氣門杆接觸的圓弧面磨平。由於搖臂圓弧面磨平,在搖臂向下壓動氣門的同時,還產生較大的側向摩擦力,此力產生彎矩,在長時間作用下,易使氣門在小端折斷。
2 氣門搖臂折斷
氣門搖臂折斷,單缸發動機會出現自動熄火,多缸發動機則聲音明顯發生變化,發動機功率下降。
故障原因分析:(1)氣門間隙調整過小。氣門間隙調整過小時,氣門頭部凸出缸蓋下平面,活塞上行至上止點時,活塞頂部與氣門頭發生碰撞。搖臂有調整螺釘的一端,受推桿、挺杆及凸輪軸的支撐,當活塞撞擊氣門頭時,衝擊力經氣門杆傳至搖臂。由於搖臂一端受衝擊,另一端被支撐,在連續多次打擊下,因靠近調整螺釘處結構上較單薄,先產生裂紋最後折斷。排除方法:更換搖臂,同時檢查氣門推桿是否彎曲變形。(2) 凸輪軸扭曲變形。使用中因凸輪軸襯套抱軸、飛車或保管不當等原因,凸輪軸產生扭曲(或彎曲) 變形。凸輪軸變形後,凸輪的相對角度發生改變,引起配氣相位改變,進、排氣門的開啟或關閉時間發生變化,使配氣系統原來相互協調的運動配合受破壞。活塞上行時與進排氣門發生碰撞,導致氣門搖臂折斷。排除方法:更換凸輪軸,同時檢查氣門推桿是否變形。(3)氣門杆在氣門關閉位置時與氣門導管燒結。在曲軸轉動過程中,搖臂仍不斷受到來自凸輪軸經挺杆、推桿傳遞的動力,迫使搖臂把動力強制施加於氣門杆。但氣門杆燒結後不能向下運動,變成死支撐點,對搖臂產生反作用力,在其作用下,搖臂靠近調整螺栓一端折斷。排除方法:更換氣門導管和氣門,同時應查明氣門杆燒結原因,加以排除。
3 柴油機飛車
產生飛車的本質原因是:參加燃燒的燃料不能隨轉速的升高而相應減少,使柴油機轉速繼續升高而狂轉,會導致氣門杆折斷、搗缸等重大惡性事故。柴油機飛車因產生的原因不同,外在表現不同,排除方法也不同,分述如下:
(1)因溼式空濾器油盆油麵過高,導致的飛車。表現為:柴油機轉速增高並有輕度藍煙。原因分析:空濾器油盆油麵過高,空氣帶有過多油滴,隨空氣一起被吸入汽缸,由於空氣與機油混合均勻、燃燒完全,放出大量的熱能,使柴油機轉速升高。隨著轉速的升高吸入汽缸的機油量也相應增加,使柴油機轉速再升高。排除方法:倒掉多餘的機油。
(2)因調速器飛球支架磨損後與調速器殼相碰,導致的飛車。表現為:啟動後即飛車,不久又恢復正常。原因分析:調速器飛球支架與殼體相碰,使調速器失靈而飛車,當支架復位後故障即消失。排除方法:更換調速器飛球支架。
(3)行駛中發生飛車。原因主要是:①調速器室內油麵過高,使飛球座總成或飛錘受油液阻止而飛不開,隨轉速升高而不能相應減少供油使柴油機飛車。使用過程中由於柱塞磨損或噴油器調整壓力過高,都會使柴油滲漏增加。因此,應經常檢查調速器室中的油麵高度,必須把多餘的油放掉避免飛車。②由於有贓物或齒條變形卡死在大供油量位置。③齒圈、撥塊夾緊螺釘鬆動,使柱塞不能回到最小供油位置。排除方法:更換柱塞副,調整噴油器壓力,清除髒物和擰緊螺釘。
在實際工作中如果遇到柴油機飛車,柴油機轉速無法控制,駕駛員一定要沉著冷靜,採取停止供油、減壓、熄火等緊急措施,斷開高壓油管、堵死進氣道等辦法迫使柴油機停止飛車。迅速拔下空氣濾清器,堵死柴油機進氣管,如果不能取下空氣濾清器,可用衣服或毛巾等堵住空氣濾清器的空氣入口,使空氣不能進入汽缸而使柴油機熄火,這是制止飛車最有效的方法。切不可通過切斷離合器摘擋進行處理,應立即停止供油,用制動器增加柴油機負荷,迫使柴油機熄火。