東風(fēng)4DD型內(nèi)燃機(jī)車(chē)敲缸的原因分析與處理

何滿剛 侯棟材

摘 要：文章針對(duì)東風(fēng)4DD型內(nèi)燃機(jī)車(chē)在運(yùn)用中柴油機(jī)敲缸的危害，分析了產(chǎn)生敲缸的原因，并相應(yīng)提出了故障判斷和處理方法。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);敲缸;噴油器;噴油泵;小供油量;大供油量

引言

東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車(chē)是開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的用以替代東風(fēng)4B型、東風(fēng)4C型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的換代產(chǎn)品，它提高機(jī)車(chē)的運(yùn)用功率，改善機(jī)車(chē)的牽引性能，提高機(jī)車(chē)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，延長(zhǎng)機(jī)車(chē)的使用壽命。柴油機(jī)敲缸是機(jī)車(chē)運(yùn)用中常見(jiàn)的故障，若不及時(shí)處理，會(huì)加速柴油機(jī)的磨損，增加機(jī)油消耗，甚至損壞氣缸、活塞等，因此分析柴油機(jī)敲缸的原因，及時(shí)預(yù)防處理，對(duì)節(jié)約成本，減小檢修工作量，保養(yǎng)柴油機(jī)都有著很重要的意義。

1.敲缸的分類(lèi)

柴油機(jī)的敲缸可分為機(jī)械敲缸和燃燒敲缸，所謂機(jī)械敲缸是燃燒室內(nèi)零部件發(fā)生的不正常撞擊;燃燒敲缸是某個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，燃?xì)鈮毫ι呗蔬^(guò)大（超過(guò)500-600kpa）造成的爆燃敲缸;如果切斷該缸燃油，敲缸消失，則判斷為燃燒敲缸，相反，則是機(jī)械敲缸。

2.敲缸產(chǎn)生的后果

（1）造成柴油機(jī)有關(guān)零部件的損壞。如燃燒室內(nèi)有異物，它不但會(huì)打壞氣缸蓋、活塞頂部、氣門(mén)、噴油器等，而且當(dāng)異物由排氣支管排出到總管后，會(huì)隨著廢氣到達(dá)增壓器，打壞增壓器的噴嘴環(huán)和渦輪葉片，后果十分嚴(yán)重。

（2）無(wú)論是由于活塞與缸套間隙過(guò)大，以及燃燒方面引起的敲缸，均會(huì)使未完全燃燒或者煤燃燒過(guò)的燃油進(jìn)入曲軸箱的機(jī)油內(nèi)，使機(jī)油發(fā)生稀釋。

3.敲缸的原因分析

3.1 機(jī)械敲缸，即燃燒室內(nèi)有機(jī)械撞擊聲

（1）活塞與缸壁的撞擊。柴油機(jī)工作時(shí)，活塞受到連桿擺動(dòng)平面內(nèi)的側(cè)壓力，造成活塞對(duì)缸套周期性的撞擊，若活塞與缸套配合間隙過(guò)大，撞擊的程度就會(huì)幾句;柴油機(jī)工作油、水溫偏低，使活塞與缸套之間的熱膨脹不足以彌合過(guò)大的配合間隙，也會(huì)使兩者之間的撞擊長(zhǎng)時(shí)間化。

（2）由于氣門(mén)彈簧斷裂等原因，使氣門(mén)不能及時(shí)落座，與上行的活塞頂相碰撞。

（3）燃燒室內(nèi)有異物。如噴油器噴頭斷落在燃燒室，甚至在組裝時(shí)，有金屬件落入燃燒室內(nèi)。

3.2 燃燒敲缸

柴油機(jī)的燃燒敲缸發(fā)生在燃燒初期，當(dāng)單位曲軸轉(zhuǎn)角的燃燒壓力超過(guò)500～600kPa時(shí)，就會(huì)發(fā)生敲缸，即所謂“爆燃”。造成燃燒敲缸的原因也是多種多樣的，由于原因不同，敲缸的聲音也不同;有連續(xù)敲缸聲，也有間斷敲缸聲，有的在任何轉(zhuǎn)速下都敲缸，也有的只在高轉(zhuǎn)速下敲缸，而在低轉(zhuǎn)速下不敲缸。

（1）在柴油機(jī)啟機(jī)前，已有燃油積存在，啟機(jī)后，積存的燃油在活塞上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)與進(jìn)入氣缸的新鮮空氣混合，達(dá)到一定條件時(shí)，這些燃油所形成的混合氣體會(huì)突然燃燒，使在單位曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，燃燒壓力超過(guò)500～600kPa，出現(xiàn)了爆燃而敲缸，這部分燃油燃燒完后，敲缸聲也隨之結(jié)束。

燃油在燃燒室內(nèi)積存一般是由于上次停機(jī)前柴油機(jī)低速空轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，再加上噴油器的霧化質(zhì)量不高，進(jìn)入燃燒室內(nèi)的部分燃油不能燃燒而積存在活塞頂上。

（2）噴油器霧化質(zhì)量差，甚至有滴漏現(xiàn)象，使進(jìn)入燃燒室內(nèi)的部分燃油不能及時(shí)燃燒，而在某一時(shí)刻，該部分的燃油與空氣混合后，達(dá)到了可燃條件，于是這些過(guò)量的混合氣體因燃燒而爆燃，造成了敲缸。該部分燃油燃燒完后，再積累等待，于是產(chǎn)生了間斷性敲缸。

（3）同一臺(tái)柴油機(jī)上的各噴油泵小油量（柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在430時(shí)噴油泵的供油量，以下簡(jiǎn)稱小油量）相差懸殊。如在同一臺(tái)柴油機(jī)上，絕大部分噴油泵的小油量偏大、個(gè)別偏小較多時(shí)，柴油機(jī)在低速空載時(shí)，偏小的那個(gè)氣缸的噴油器的噴霧質(zhì)量顯得很差，甚至出現(xiàn)地漏、間斷噴射等現(xiàn)象，使部分燃油不能燃燒而暫時(shí)積存在活塞頂上，隨之該部分燃油集中爆燃而出現(xiàn)敲缸，這樣的敲缸也必然是間斷性的。

（4）噴油提前角過(guò)大，大量燃油提前進(jìn)入氣缸內(nèi)，使參與初期燃燒的燃油量偏多，造成壓力升高過(guò)快而發(fā)生敲缸。這種情況在每一個(gè)工作循環(huán)中反復(fù)持續(xù)出現(xiàn)，形成連續(xù)敲缸。

4.判斷與處理

敲缸多發(fā)生在低速空載的工況中，由于在低速空載時(shí)柴油機(jī)噪音較小，易聽(tīng)出敲缸聲，因此，機(jī)車(chē)檢修人員以及機(jī)車(chē)乘務(wù)員在巡視動(dòng)力間時(shí)要格外重視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有敲缸現(xiàn)象存在，應(yīng)按照一下步驟處理：

（1）若各缸普遍有敲缸現(xiàn)象，而且油、水溫度較低，待油、水溫度升高后敲缸現(xiàn)象消失，說(shuō)明是油、水溫度低而引起的機(jī)械敲缸;若油、水溫度升高后敲缸聲依然存在，差示壓力計(jì)顯示曲軸箱壓力較高，說(shuō)明是活塞與氣缸套間隙過(guò)大引起的。

（2）如果起機(jī)時(shí)就出現(xiàn)敲缸聲，而油、水溫度在200C以上，這種敲缸聲發(fā)生在個(gè)別氣缸時(shí)，首先用手摸高壓油管;如未感覺(jué)到脈動(dòng)，說(shuō)明噴油器噴頭已落入燃燒室內(nèi);如高壓有關(guān)脈動(dòng)正常，應(yīng)關(guān)停該缸的噴油泵，若敲缸聲依然存在，應(yīng)立即停機(jī)，首先檢查氣門(mén)彈簧有無(wú)斷裂，而后拆檢該缸，查找是否在燃燒室內(nèi)存有異物;若關(guān)停該缸噴油泵后，敲缸聲消失，說(shuō)明該缸噴油器存在問(wèn)題，應(yīng)對(duì)該缸噴油器進(jìn)行更換。

（3）如啟機(jī)后的初期出現(xiàn)燃燒敲缸，過(guò)一段時(shí)間敲缸聲消失，說(shuō)明是上次停機(jī)前引誘較長(zhǎng)時(shí)間的低速空轉(zhuǎn)而造成部分未燃燒的燃油積存在活塞頂上所致，此時(shí)不需要做任何處理。

（4）如某一氣缸發(fā)生間斷性敲缸，原因可能是這個(gè)氣缸的噴油泵的小油量偏小，需更換一個(gè)小油量較大的噴油泵。

（5）如啟機(jī)時(shí)各缸普遍敲缸，到高速滿載時(shí)敲缸現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，大多是由于噴油提前角過(guò)大所致，此時(shí)可以測(cè)量爆發(fā)壓力，如過(guò)高，可以通過(guò)增加各缸噴油泵墊片的厚度來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車(chē)（1）.大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司編

[2]東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車(chē)（2）.大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司編

[3]內(nèi)燃機(jī)車(chē)柴油機(jī).中國(guó)鐵道出版社