东风4DD型内燃机车敲缸的原因分析与处理

摘 要：文章针对东风4DD型内燃机车在运用中柴油机敲缸的危害，分析了产生敲缸的原因，并相应提出了故障判断和处理方法。

关键词：柴油机;敲缸;喷油器;喷油泵;小供油量;大供油量

引言

东风4D型内燃机车是开发、设计的用以替代东风4B型、东风4C型内燃机车的换代产品，它提高机车的运用功率，改善机车的牵引性能，提高机车的经济性、可靠性，延长机车的使用寿命。柴油机敲缸是机车运用中常见的故障，若不及时处理，会加速柴油机的磨损，增加机油消耗，甚至损坏气缸、活塞等，因此分析柴油机敲缸的原因，及时预防处理，对节约成本，减小检修工作量，保养柴油机都有着很重要的意义。

1.敲缸的分类

柴油机的敲缸可分为机械敲缸和燃烧敲缸，所谓机械敲缸是燃烧室内零部件发生的不正常撞击;燃烧敲缸是某个曲轴转角内，燃气压力升高率过大（超过500-600kpa）造成的爆燃敲缸;如果切断该缸燃油，敲缸消失，则判断为燃烧敲缸，相反，则是机械敲缸。

2.敲缸产生的后果

（1）造成柴油机有关零部件的损坏。如燃烧室内有异物，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，打坏增压器的喷嘴环和涡轮叶片，后果十分严重。

（2）无论是由于活塞与缸套间隙过大，以及燃烧方面引起的敲缸，均会使未完全燃烧或者煤燃烧过的燃油进入曲轴箱的机油内，使机油发生稀释。

3.敲缸的原因分析

3.1 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，撞击的程度就会几句;柴油机工作油、水温偏低，使活塞与缸套之间的热膨胀不足以弥合过大的配合间隙，也会使两者之间的撞击长时间化。

（2）由于气门弹簧断裂等原因，使气门不能及时落座，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，甚至在组装时，有金属件落入燃烧室内。

3.2 燃烧敲缸

柴油机的燃烧敲缸发生在燃烧初期，当单位曲轴转角的燃烧压力超过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，也有的只在高转速下敲缸，而在低转速下不敲缸。

（1）在柴油机启机前，已有燃油积存在，启机后，积存的燃油在活塞上、下运动时与进入气缸的新鲜空气混合，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，这部分燃油燃烧完后，敲缸声也随之结束。

燃油在燃烧室内积存一般是由于上次停机前柴油机低速空转时间较长，再加上喷油器的雾化质量不高，进入燃烧室内的部分燃油不能燃烧而积存在活塞顶上。

（2）喷油器雾化质量差，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爆燃，造成了敲缸。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油量（柴油机转速在430时喷油泵的供油量，以下简称小油量）相差悬殊。如在同一台柴油机上，绝大部分喷油泵的小油量偏大、个别偏小较多时，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显得很差，甚至出现地漏、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，随之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，大量燃油提前进入气缸内，使参与初期燃烧的燃油量偏多，造成压力升高过快而发生敲缸。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。

4.判断与处理

敲缸多发生在低速空载的工况中，由于在低速空载时柴油机噪音较小，易听出敲缸声，因此，机车检修人员以及机车乘务员在巡视动力间时要格外重视，当发现有敲缸现象存在，应按照一下步骤处理：

（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，说明是油、水温度低而引起的机械敲缸;若油、水温度升高后敲缸声依然存在，差示压力计显示曲轴箱压力较高，说明是活塞与气缸套间隙过大引起的。

（2）如果起机时就出现敲缸声，而油、水温度在200C以上，这种敲缸声发生在个别气缸时，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;如高压有关脉动正常，应关停该缸的喷油泵，若敲缸声依然存在，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;若关停该缸喷油泵后，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，过一段时间敲缸声消失，说明是上次停机前引诱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，此时不需要做任何处理。

（4）如某一气缸发生间断性敲缸，原因可能是这个气缸的喷油泵的小油量偏小，需更换一个小油量较大的喷油泵。

（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过大所致，此时可以测量爆发压力，如过高，可以通过增加各缸喷油泵垫片的厚度来解决。

参考文献：

[1]东风4D型内燃机车（1）.大连机车车辆有限公司编

[2]东风4D型内燃机车（2）.大连机车车辆有限公司编

[3]内燃机车柴油机.中国铁道出版社