如何消除柴油发动机运转不稳定因素

如何消除柴油发动机运转不稳定因素

本溪冶金高等专科学校机械系 李树楫

摘 要 本文详细论述了柴油发动机怠速运转不稳定的主要原因，并以RSV调速器为例 进行了具体分析，提出解决问题的具体措施。

关键词 RSV 怠速 游车

前言

RSV全程式调速器，在公路工程机械用柴油机上使用得非常普遍，它是调控 柴油机运转的关键部件。该装置较为复杂，但把RSV调速器中的 每一个零件的作用搞清楚后，柴油机运转不稳定的问题可迎 刃而解。

1 柴油机低速运转不稳定的原因

柴油机低速运转不稳定常表现为:怠速运转不平稳和低速游车。

1.1 造成怠速运转不稳定的原因

怠速不平稳是指柴油机在低速运转时忽快忽慢，但规律 性不强并有抖振。公路工程机械在紧急减速和柴油机带负荷时易熄火，此现象多属调速器故障引起。具体的主要原因有:

(1)飞块磨损。由于调速器润滑不良或因长时间使用，飞块与调速套筒接触的两只 小滚轮会严重磨损。怠速时飞块张开度最小，调速套筒因小 滚轮磨损而过分伸入飞块内部，与飞块本体无规则的直接碰撞，造成怠速不稳定，此时 用手轻触加油操纵臂会有轻微的撞击感。

(2)怠速稳定弹簧调整不当或性能不良。柴油机怠速运转时因飞块离心力小，怠速的 控制力也小，一旦柴油机骤然减速，供油齿杆的调节移动过 快，可能超过怠速位置，致使柴油机熄火。为了防止这种现 象，在调速器盖后面正对供油齿杆的地方装有能迅速地把供油齿杆推回怠速位置的怠
速稳定弹簧，若此弹簧太软或调偏，将减弱或不起稳速作用，使 柴油机怠速运转不稳定。

柴油机运转时负荷增加会使其转速降低。若怠速稳定弹 簧或启动弹簧变软，供油齿杆就不能迅速地向增油方向移动而使 柴油机转速得到提升，严重时将造成发动机自行熄火。

(3)低压油路供油不畅或含有水或空气。这将使供油量时大时小，特别是在低速区域 会导致柴油机转速的不稳定。

(4)喷油泵支承凸轮轴的锥形轴承磨损过大。这将造成凸轮轴在轴向产生无规则的 较大窜动，使柴油机转速不稳。

(5)喷油泵供油不匀，供油不及时或喷油器不良。柴 油机低速转动时供油不匀、供油不及时或喷油器不良，会对转速的稳定性带来较大的影响。但这种不稳定有一定规律 且周期较短。

(6)柴油机气缸压力不足。气缸压缩力下降时由于各缸压力下降的程度不一定相同， 即使喷油泵供油均匀，但燃烧发力情况却有区别，这在柴油 机低速运转时就能造成转速不稳定。

1.2 造成“游车”的原因

所谓“游车”是指柴油机在低速或中速的范围内显现出周期较长且有规律的时快 时慢的一种故障现象。这是调速器反应滞后的结果，造成这 种现象的主要原因有:

(1)调速器内部杠杆连接销孔松旷。调速器内部杠杆连接销孔因磨损而松旷，使增减 供油量的双向调节阀运动产生了滞后。调速反应是允许略滞后于实际转速变化的，但滞 后量不应过大，否则就会产生较大的调节振幅。

(2)供油齿杆不灵活。喷油泵的供油齿杆必须保持十分灵活，以保证调速反应的灵 敏性。用灵敏的弹簧秤对多缸柴油机的齿杆进行拉动阻力测 试，其中喷油泵的2、4、6、8缸，阻力应分别为0.6、0.9、 1.3、1.5N。由于生锈、柱塞偶件紧固后变形、柱塞弹簧折 断、齿圈与齿杆啮合处的碾伤、齿杆端部轴套的严重磨损、拨叉式油量调节机构的拨 叉紧固角度不正确、国产Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号系列泵的调速器的推 力盘和飞块座的安装或配合不良等原因都会影响供油齿杆的灵活性。

(3)稳速怠速调整不当。与怠速不稳定时稳速弹簧调整不当相似，稳速怠速调整不 当与供油齿杆不够灵活共同起作用将同样导致发动机低速游车。

2 高速运转不稳定的原因

柴油机高速运转不稳定现象，通常表现为无负荷时高速 不稳定。柴油机一般情况下大多工作于输出扭矩最大的中速范围，因为这一转速范围 柴油机的动力性好且省油。但在无负荷时也常进入调速器高 速控制的转速范围，这时运转不稳定的原因主要包括:

(1)调速率调整不当。调速率是评价调速器性能优劣的一个重要指标，它表示 柴油
机高速时无负荷转速相对于全负荷转速的波动程度，可用以下公式计算:

式中n₁——柴油机突然卸掉全部负荷的空转转速，r/min

n₂——柴油机额定功率时的转速，r/min

如果调速率太大，负荷变化时柴油机的转速波动也大， 影响柴油机高速工作的稳定性，而且空转转速太高，会增加机体磨损;调速率太小（即 高速控制过敏）也会造成高速运转不稳，一般车用柴油机的 调速率设定在≤10%。公路工程机械用柴油机的调速率在8%-12%之间、发电机组的则 为≤5%。

调速率的大小是靠正确调整调速弹簧来达到的。调速弹 簧经长期使用，弹性系数会因疲劳而改变，从而使调速率变大，即使勉强使用也不会得到良好的调速效果，最好予以更换。RSV调速器的高速控制还有怠速副弹簧在起部分作用，若此弹簧性能不良也会影响发动机无负荷最高转速的控制。
(2)供油不均匀或断油时刻不一致。柴油机转速达到无负荷最高转速时若继续提高转速，调速器飞块的离心力迅速增大，以克服调速弹簧的拉力并通过推动拉力杆使供油齿杆往减油的方向移动，此时供油杆的位置与低速时供油齿杆的位置相当。因此，若怠速供油量调整不均匀、误差过大，势必会影响柴油机无负荷最高转速的稳定。
柴油机达到停油转速时喷油泵应当自动断油，但若柱塞、出油阀偶件质量不均匀或因磨损不同而造成断油时刻不一致，就可能出现有些缸已不供油而有些缸仍有少量供油或断油较慢，这都会成为柴油机高速运转不稳定的原因。

3 结束语

综上所述，在生产实践中，我们一定要先搞清楚调速器的工作原理和它的每一个零件的具体作用，仔细分析故障现象及原因，对症下药，采取具体措施，从而把柴油机不稳定运转的因素根除。

参考文献
1《机械零件》郑志祥 高等教育出版社 1992-10
2 《机械工程》张兆刚 辽宁民族出版社 2002-12
3 《汽车内燃机原理》倪计民 同济大学出版社 1997-7