发动机低速运转不稳定探析

雪中送炭

发动机低速运转不稳定常表现为：怠速运转不平稳和所谓的“游车”。

　　1．1 造成怠速运转不稳定的原因

　　怠速不平稳是指发动机在怠速运转时忽快忽慢，但规律性不强，并有抖振。机械在紧急减速和带负荷时易熄火，此现象多属调速器故障引起。以rsv调速器为例，造成发动机怠速运转不稳定的主要原因有：

　　（1）飞块的磨损

　　由于调速器润滑不良或因长时期使用，飞块与调速套筒接触的两只小滚轮会严重磨损。当怠速时，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

　　在怠速运转时，因飞块离心力小，怠速的控制力也小，一旦发动机骤然减速，供油齿杆的调节移动过快，可能超过怠速位置，致使发动机熄火。为了防止这种情况，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，使怠速运转不稳定。

　　发动机运转时，负荷增加会使转速降低。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发动机转速的不稳定。

　　（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，使发动机转速不稳。

　　（5）喷油泵供油不匀，供油不及时或喷油器不良

　　发动机低速转动时，曲轴的旋转惯性不大，当供油不匀、供油不及时或喷油器不良时，就会对转速的稳定性带来较大的影响，不过这种不稳定表现得稍有规则，且周期较短。

　　（6）发动机气缸压力不足

　　气缸压缩力下降时，由于各缸压力下降的程度不一定相同，所以即使喷油泵供油均衡，但燃烧发力情况却可能有区别，这在低速时就能造成转速不稳定。
1．2 造成“游车”的原因

　　所谓“游车”是指发动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。这是调速器反应过分滞后于实际转速的结果，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过多的滞后。调速反应是需要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“游车”。

　　2 高速运转不稳定的原因

　　发动机高速运转不稳定通常表现为无负荷时高速不稳定。柴油机一般多工作于输出扭矩最大的中速范围，因为这一转速范围易于操纵，且较省油。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。它表示高速时空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：

　　q＝n1-n2/n2×100％ （1）

　　式中：q —— 调速率

　　n1 —— 柴油机突然卸掉全部负荷的空转转速，r/min

　　n2 —— 额定功率时的转速，r/min

　　如果调速率太大，在负荷变化时，柴油机的转速波动也大，影响发动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。一般车用调速率最好控制在≤10％，工程机械调速率在8%~12%之间，发电机组为≤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，也不会得到良好的控制效果，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，若此弹簧不良，也会影响无负荷最高转速的控制。

　　（2）供油不均匀或断油时刻不一致

　　发动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过大，会克服调速弹簧的拉力，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，也就势必会影响无负荷最高转速的稳定。

　　当发动机达到停油转速时，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，这都会成为高速运转不稳定的原因