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太发煤层气机关于敲缸的原因分析:
(1)机械敲缸。即燃烧室内有机械撞击声。
①活塞与缸壁的撞击。柴油机工作时,活塞受到在连杆摆动平面内的侧压力造成活塞对缸套周期性的撞击,若活塞与缸套配合间隙过大,撞击的程度就会加剧;柴油机工作油、水温度偏低,使活塞与缸套之间的热膨胀不足以弥合这过大的配合间隙,也会使两者间的撞击长时间化。
②由于气门弹簧断裂等原因,使气门不能及时回座,与上行的活塞顶相碰撞。
③燃烧室内有异物。如喷油器喷头断落在燃烧室内。甚至在组装时,有金属件落入燃烧室内。
(2)燃烧敲缸。柴油机的燃烧敲缸发生在燃烧初期,当单位曲轴转角(1°曲轴转角)的燃烧压力升高值超过500~600kPa时,就会发生敲缸,即所谓“爆燃”。造成燃烧敲缸的原因也是多种多样的,由于原因不同,敲缸的声音也不同:有连续敲缸声,也有间断敲缸声,有的在任何转速下都敲缸,也有的在高转速下敲缸,而在低转速下不敲缸。
造成燃烧敲缸的具体原因有:
①在柴油机启机前,已有燃油积存在燃烧室内,启机后,积存的燃油在活塞上、下运动时与进入气缸内的新鲜空气混合,达到一定条件时,这些燃油所形成的混合气体会突然燃烧,使在单位曲轴转角内,燃烧压力超过500~600kPa,出现了爆燃而敲缸,这部分燃油烧完后,敲缸声也随之结束。
燃油在燃烧室内积存一般是在上次停机前,柴油机低速空转工作时间较长,再加上喷油器的喷雾质量不佳,进入燃烧室内的部分燃油不能燃烧而积存在活塞顶上。
②喷油器喷雾质量差,甚至有滴漏现象,使进入燃烧室内的部分燃油不能及时燃烧,而在某一时刻,该部分的燃油与空气混合后,达到了可燃条件,于是这些过量的混合气体因燃烧而出现爆燃,敲缸声也由此而生。该部分燃油燃烧完后,再积累等待,于是产生了间断性敲缸。
③同一台柴油机上的各喷油泵小供油量(即第4刻线时的供油量)相差悬殊,有时可相差一倍以上。因为喷油泵的供油量是在齿条第12刻线下进行调整的,此时称为大供油量。但由于各喷油泵柱塞的螺旋线及柱塞套的加工误差,造成在齿条小刻度线时的油量不均。如在同一台柴油机上,绝大部分喷油泵的小油量偏大,个别的偏小较多时,柴油机在低速空载时,偏小的那个气缸的喷油器的喷雾质量会显得很差,甚至出现滴漏、间断喷射等现象,使部分燃油不能燃烧而暂时积存在活塞顶上,随后该部分燃油集中爆燃而出现敲缸,这样的敲缸也必然是间断性的。
④喷油提前角过大,大量燃油过早进入气缸内,使参与燃烧初期的燃油量偏多,造成压力升高过快而发生敲缸声。这种情况在每一个工作循环中反复持续出现,形成连续敲缸声。
⑤大气温度过低。
后果:
正由于产生敲缸的原因较复杂,有机械原因,也有燃烧原因,而且从这两大方面又可以分解成各自的具体原因,由此造成的后果也是不同的。
(1)造成柴油机有关零部件的破损。
如敲缸原因是由于燃烧室内有异物,它不但会打坏气缸盖、活塞顶部、气门、喷油器等,而且当异物由排气支管排出到总管后,会随着废气到达增压器,打坏增压器的喷咀环和涡轮叶片,后果是十分严重的。
(2)无论是由于活塞与缸套间隙过大,以及燃烧方面的原因引起的敲缸声,均会使未完全燃烧,或没燃烧过的燃油进入曲轴箱的机油内,使机油发生稀释。
2. 判断处理:
敲缸多发生在低速空载的工况中,这是因为:①在柴油机低速空载时各种噪声较小,易听出来;②柴油机低速空载时,喷油泵的供油量较小,尤其能检验出喷油器喷雾质量的好坏;③也只有在低速空载工况下能反映出各喷油泵小供油量相差的程度;④低速空载(特别是柴油机刚启机)时,油、水温度达不到理想值,活塞与缸套间隙过大的现象就尤其突出,并妨碍混合气的准备过程。
正由于在低速空载时易听出敲缸声,因此乘务员在巡视机器间时,在启机及中途低速空载时对柴油机的巡视就要格外重视。
(1)步骤:
①若各缸普遍有敲缸现象,而且油、水温度较低,待油、水温度升高后敲缸现象消失,说明这是温度偏低引起的机械敲缸。油、水温度升高后敲缸声仍存在,差示压力计显示曲轴箱压力又较高,则说明是活塞与缸套间隙过大所引起的。
②启机时,就出现敲缸声,而此时油、水温度已在20℃以上,这种敲缸声又发生在个别气缸时,首先用手摸高压油管,如未感觉到脉动,说明喷油器喷头已落入燃烧室内;高压油管脉动正常,此时关停该缸的喷油泵,如敲缸声继续存在,说明该缸敲缸的确属于机械原因,应立即停机,首先检查气门弹簧有无断裂,而后拆检该缸,查找是否在燃烧室内存有异物;如关停该缸喷油泵后,敲缸声消失,说明该缸喷油器存在问题,应对该缸喷油器进行更换。
③如启机后的初期出现燃烧敲缸声,过一段时间后敲缸声消失,说明是由于上次停机前因有较长时间的低速空转而造成部分未燃烧的燃油积存在活塞顶上所致,此时不需作任何处理。
④如某一气缸里发生间断性敲缸,原因就可能是这个气缸的喷油泵的小油量偏小,须更换一个小供油量较大的喷油泵。
⑤如启机时各缸普遍敲缸,到高速满载时敲缸现象愈发严重,大多是由于喷油提前角偏大所致,此时可以测量爆发压力,如过高,则可以通过增加各缸喷油泵垫片的厚度来解决。
(2)敲缸的预防:
①在柴油机组装时,要严格防止杂物落入气缸内。
②在重装柴油机时,要检查活塞与缸套的配合尺寸,防止间隙过大。
③装在同一台柴油机上的各缸喷油泵的小油量应尽可能接近。
④喷油器在做雾化试验时,一定要确保质量。
⑤启机时,油、水温度一定要先预热到20℃以上。
⑥喷油提前角不能偏大,以免致造成工作粗暴。
⑦如大气温度过低时,应先进行功率修正,防止因超功率而发生敲缸。当大气温度过高,或海拔高、气压低的地区,也应先进行功率修正,以免因燃烧不良而引起的敲缸
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