故障现象:有一台道依茨F8L413F风冷柴油机,柴油机大修后仅行驶了3500km,气缸内就出现了“哒、哒、哒”的敲缸声。进行检查时,采用单缸断油法检查响声消除,因此怀疑机械原因敲缸,随即对柴油机进行解体检查,未能找出“病”源,修复后响声仍旧存在。
故障分析:柴油机工作时,喷油泵产生的高压油通过喷嘴把柴油以雾状直接喷人燃烧室后,与气缸内高温高压空气相遇混合自行着火,燃烧气体推动活塞运动。柴油从喷油到混合气的形成时间,一般不超过千分之几秒,甚至更短的时间。在这极短暂的时间里,使柴油完全燃烧,必须具备下列条件:
①正确的喷油开始时刻,并且这个时刻根据转速自动进行调整。
②一定的供油速率,把一定量的柴油用足够的压力在规定的时间内喷人燃烧室。
③合适的雾化喷射,喷人燃烧室的柴油必须成雾状,并分散在燃烧室的各部位。
④与柴油机负荷相适应的油量,多缸柴油机应做到各缸供油量相等、供油提前角一致、喷射延续时间相等。
只有这样,柴油机工作才能达到正常状态,一声音柔和运转稳定,排放烟色正常。倘若满足不了上述要求,柴油机工作就会出现异常,就可能发生“敲缸”响声。当然造成敲缸的原因是多方面的,主要有机械原因,也有燃烧原因。
①机械敲缸。一般指使用年久的柴油机活塞与缸套的配合间隙过大,活塞受到连杆摆动的侧压力,造成活塞对缸套周期性的撞击。
②燃烧敲缸。一般指可燃混合气在柴油机燃烧室内非正常燃烧造成的响声。
故障诊断:起动柴油机敲击故障的特征为起动运行初期,柴油机发出较均匀的沉闷敲击声,运转不稳,排气管排白色烟雾;柴油机升温后,排烟变成灰黑色,急加速其声音渐弱但不消失;从该机大修后来看使用时间较短,工作环境又不恶劣,所以造成机械敲缸的概率很小;从拆解检验来看,活塞组与气缸壁的配合间隙等技术参数正常,排除机械敲缸的因素。分析考虑是燃烧敲击声所为,因此做了如下的检查诊断:
①柴油机起动后,稍运转一会儿,用手抚摸各缸的排气歧管,检查其温度是否有明显异常。发觉第3缸排气温度低,说明第3缸可能存在燃烧不良。
②用手触摸高压油管,6根高压油管都感觉有高压油脉动流动,说明喷油器工作,但第3缸高压油管脉动感觉压力小。
③柴油机运行温度正常后,敲缸声仍然存在,但随转速升高,声音相对减弱。
④用单缸断油法诊断,发现第3缸响声有变化,断油后声音及黑烟消失。
⑤检查调整喷油提前角,符合技术要求。
此时怀疑第3缸喷油器存在问题,随即对该喷油器进行了检验,在规定的喷油压力下,喷油细散,锥角正确,射程符合要求,油束的形状正常,雾化质量良好。
故障排除:为验证喷油泵是否存在问题,将第3缸喷油器与另一缸的喷油器进行了更换,但第3缸异响继续存在,由此判断喷油泵有故障。拆下检修喷油泵时发现喷油泵凸轮轴第3缸的凸轮磨损严重,致使第3缸供油过迟,导致该缸异常燃烧而产生“敲缸”声。更换喷油泵凸轮轴并按要求调试喷油泵后装机使用,“敲缸”声消失。
故障原因:喷油泵凸轮轴第3缸的凸轮尖与滚轮体处磨损过度,改变了喷油泵第3缸凸轮的升程,同时也改变了第3缸喷油提前角,影响了供油的时间,并使第3缸内燃烧过程中的“着火延迟期”延长,在正常的“着火延迟期”之后,喷射的柴油得不到完全燃烧,而且造成柴油机冷车排白烟,热车排黑烟,运转不稳,功率下降,发出沉闷的敲击声。