柴油機氣缸壓縮壓力不足的影響因素分析

郭子強

摘要：柴油機經長期使用后，氣缸壓縮壓力會下降，影響柴油機的工作性能。從燃燒室容積、進氣量及氣缸密封性三方面分析了造成氣缸壓縮壓力不足的原因。

關鍵詞：柴油機；氣缸壓縮壓力；影響因素

中圖分類號：U262.11 文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.020

氣缸壓縮壓力是指柴油機氣缸內的氣體在壓縮行程終了時的壓力。柴油機經長期使用后，氣缸壓縮壓力會下降，以致造成柴油機啟動困難，經濟性惡化，排氣污染增加，工作不穩定等后果，使用壽命大大縮短。導致柴油機氣缸壓縮壓力不足的直接因素有：燃燒室容積、進氣量及氣缸密封性，具體分析如下。

1 燃燒室容積增大

燃燒室容積增大，氣缸壓縮比就會變小，進而造成氣缸壓縮壓力降低。造成燃燒室容積變大的因素如下：

（1）軸承、襯套間隙增大。在使用中，由于曲軸的主軸頸和主軸承、連桿軸頸和連桿瓦、活塞銷和連桿襯套的磨損原因，使它們的配合間隙增大，活塞運動至上止點時，活塞連桿組向下移動了一個距離，達不到原來要求的位置，從而造成壓縮比變小，氣缸壓縮壓力降低。

（2）連桿彎曲變形。由于使用操作不當或發生事故等原因，致使連桿彎曲、扭曲或雙重彎曲，連桿大、小端孔軸心線距離縮短，同樣使活塞運動至上止點時達不到原來要求的位置，造成燃燒室容積增大，壓縮比變小，氣缸壓縮壓力降低。

（3）氣門下陷深度過大。在修理時，氣門座鉸削量過大，或鉸削后仍使用研磨的舊氣門，使氣門下陷值超過規定值；在使用中，氣門與氣門座嚴重磨損而不及時更換，也會使氣門下陷值變大，因而使燃燒室容積變大，造成壓縮比降低，氣缸壓縮壓力降低。

（4）更換的氣缸墊過薄。柴油機使用的氣缸墊多數是由一層1.5 mm的耐高溫石棉板和外面包兩層0.4 mm的銅皮組成，壓緊后總厚度2 mm。如果在維護與修理時，更換了過厚的氣缸墊，使燃燒室容積變大，從而使壓縮比變小，氣缸壓縮壓力降低。

（5）活塞銷孔至活塞頂距離超差。生產廠家制造的活塞不符合標準，使活塞銷孔軸心線至活塞頂的距離過大。選購活塞時，未注意產品型號和產地，裝配后造成燃燒室增大，壓縮比減小，氣缸壓縮壓力降低。

（6）曲軸軸頸磨削不當。在修理時，曲軸軸頸磨削不當，使曲軸回轉半徑減少，裝配后活塞在上行時就達不到要求的上止點位置，也造成壓縮比減少。

2 氣缸密封性下降

氣缸密封性下降，燃燒室就會漏氣，氣缸壓縮壓力必定會下降。造成氣缸密封性下降的因素主要有以下幾種：

（1）氣門漏氣。氣門漏氣是由于氣門和氣門座接觸環帶密封不嚴造成的。氣門與氣門座積碳過厚、接觸環帶粘結著碳渣太多時，氣門就漏氣；氣門與氣門座嚴重磨損、燒蝕后，接觸環帶處出現麻點或環帶被破壞時，氣門就關閉不嚴；氣門彈簧折斷或彈力減弱，氣門桿與導管間隙過小或掉入碳渣卡死后，致使氣門關閉不嚴；還有氣門桿彎曲、氣門桿與導管間隙過大，氣門頭變形后偏斜，使氣門與座不能嚴密結合而密封不良。

（2）活塞環不起密封作用。活塞環不起密封作用多數是由于活塞環失效造成的。氣缸套、活塞嚴重積碳，活塞環在活塞環槽里被碳渣膠結卡死，使活塞環失去彈性；活塞環使用后嚴重磨損，開口間隙、邊間隙、背間隙過大，彈力減弱，不起密封作用而使氣缸漏氣；活塞環開口間隙沒有錯開規定的角度，幾乎在一條直線方向上或對正活塞銷方向；活塞環在工作中由于振動而產生轉動，當缸套、活塞偏磨，磨損過大產生橢圓和錐度時，加上壓縮氣體的反壓力，致使活塞環走對口。因此，在壓縮過程中，混合氣通過隙縫進入曲軸箱，使壓縮終了的壓力降低。

（3）氣缸墊燒損。氣缸蓋和氣缸體的接觸面不平，或缸蓋翹曲變形不能壓緊、壓平氣缸墊；氣缸蓋螺栓的緊度不一致或緊度不夠；氣缸套上臺肩凸出氣缸體上平面的高度不夠或過高，都會造成高溫燃氣沖出燒損氣缸墊。氣缸墊燒損后起不到很好的密封作用，造成燃燒室漏氣，氣缸壓縮壓力下降。

（4）氣門間隙不正確。氣門間隙調得過小，柴油機工作后，零件受熱膨脹，致使搖臂頂開氣門，造成燃燒室漏氣。有的是氣門調整螺釘的螺母未擰緊，工作時發生松脫而使氣門間隙變小。還有的是更換的氣門和氣門座質量太差，硬度、強度較低，僅工作幾十個小時就發生快速磨損與擠壓塑性變形，使氣門向上移動而縮小了氣門間隙。另外，減壓機構調整不當，杠桿機械失靈，減壓軸旋轉角度不回位，使減壓調整螺釘頂開氣門發生漏氣。

（5）缸塞組件磨損。缸套、活塞組零件嚴重磨損，配合間隙過大。這往往是以下因素使缸套、活塞發生早期磨損：空氣濾清器濾清效果下降，雜質、塵土吸入氣缸，使缸套、活塞出現錐度、橢圓度；連桿彎曲變形、曲軸軸向間隙過大或者活塞中心線與曲軸中心線不垂直，使缸套產生偏磨；活塞環彈力過大，燃油和機油不清潔或工作時水溫過低，致使缸套、活塞快速磨損；還有缸套、活塞拉缸后，摩擦表面出現刻痕，或者氣缸套臺肩處出現裂紋等，這些都促使氣缸發生漏氣。

3 進氣量不足

進氣量的大小決定活塞到達上止點時最終氣體壓縮量的大小，從而影響氣體壓縮壓力的大小。進氣量的大小主要與以下因素有關：

（1）進氣阻力增大則進氣量減小。導致發動機進氣不足的主要原因有：進氣系統堵塞或通過量不足；氣門開度減小，配氣相位和氣門間隙不對等，都可能導致進氣阻力增大；排氣系統堵塞，使廢氣排不干凈，勢必影響空氣的進入。

（2）氣門間隙及配氣正時不正確。氣門間隙失準或調整不當，進排氣門不能按規定的時間開閉，因而進氣不足，廢氣排不盡，影響進氣量。