试述柴油发动机压缩系故障诊断与排除方法

王科

摘要：以S195柴油机为例，通过对长期实际工作中总结出的经验，简述压缩系故障的诊断与排除方法。

关键词：柴油机；压缩系故障；诊断排除

柴油机在工作过程中常常会出现多种故障，压缩系也不例外。因而，正确查明原因并及时排除故障，能有效延长和保证柴油机的使用寿命及工作效率。

1.确定压缩系是否漏气

1.1熄火摆动法

在发动机熄火过程中，应观察飞轮往返摆动的次数。单缸柴油机，在卸去皮带、关闭油门后，发动机转速很快减慢，此时飞轮达到一定往返摆动数次才会停止转动。这是因为熄火之后，飞轮部件因转动惯量而继续转动，来克服压缩过程中产生的压力，当压缩空气的反作用力超过转动惯量时就反向摆动。但是，一旦转动惯量小于反向压缩的反作用力时，就会形成往返摆动。摆动次数越多，表示压缩系统密封性越好。

例如：S195柴油机经测定，基本情况如下：

密封性最好的可摆动4～5次；密封性一般的可摆动3次；密封性不好的摆动2次以下。这是一种最快的测定方法。当然各种机型都有它自己的规律，不能等同看待。

1.2手摇感觉法

有经验的机手在机车不减压的情况下，摇动启动手柄，以手摇感觉法判断是否漏气。压缩密封良好的发动机，一般不易摇转，并且漏气越严重，越容易摇动。

1.3压力测定法

取下喷油器，在喷油器安装孔上安装一只专门接头，再接上量程为0-3923千帕（0.40千克力/平方厘米）的压力表；打开减压杆，摇转曲轴使转速达200-250转/分。突然放下减压杆，此时从表上读出第一次压缩时的指针读数，即为气缸压缩的压力。由于飞轮的惯性作用，可能产生第二次压缩，所指示的压力必然提高。所以，要以第一次压缩时的读数为准。必须在压缩行程之前放下减压杆，如在压缩行程开始之后再放减压杆，必然有部分气体逸出，影响测量的准确性。为了消除这一影响，除注意放下减压杆的时间外，还应重复测试三次，取其中的最高值。每次测定时，应先拧松压力表上的放气螺钉，然后再进行测试。

2.压缩系漏气部位的诊断与排除

气缸压缩力不足时，不要打开减压机构，要摇转曲轴，在压缩过程中倾听进、排气管进出口处的声音，如听到“嘶、嘶”的声音，说明进气门或排气管出口处漏气。若进气门或排气管都不漏气，则多半是缸套与活塞环的密封性不好；若缸套、活塞环磨损，高压气体易窜入曲轴箱，使机油变黑，机油温度升高；若气缸垫漏气，可从外表观察到；当水温不高时水箱冒气，证明气缸内的气体已渗入水箱。确定漏气部位之后，就应对症处理。如进、排气门漏气，则应修理气门或更换气门；如气缸垫漏气，则更换气缸垫；缸套、活塞环受损，一般先更换活塞环。

3.配气相位失准与优化调整

每种柴油机都有它最佳的配气相位，如S195柴油机，进气门在上止点前17度开启。到下止点后43度关闭，延续开启角为<240度；排气门在下止点前43度开启，上止点后17度关闭，延续开启角为240度，这就是S195柴油机的配气相位。

3.1配气相位的检测

进、排气门的开闭时刻，以曲轴旋转的角度来表示，称为配气相位。因此，配气相位的检测就是测出或确定气门开闭瞬间的曲轴转角。过去因为没有简便准确的方法，运行中的柴油机一般不进行配气相位的检测与调整，致使发动机的功率不能得到很好的恢复。

下面介绍在长期实际工作中总结出的一种简易而准确的配气相位检测与调整技术。

分析配气机构时可知：当气门完全关闭但有气门间隙时，整个机构处于松弛状态，用手转动推杆会很轻松，能轴向窜动；当气门处于开启状态，气门弹簧受压时，整个机构处于紧张状态，用手转动推杆困难，不能轴向窜动；当气门处于开或闭的临界状态时，转动推杆有轻微阻力，不能轴向窜动。慢慢转动曲轴，手指感觉由轻松过渡至有轻微阻力，推杆不能轴向窜动时，为气门的开启时刻；慢慢转动曲轴，手指感觉由困难过渡至有轻徽阻力，推杆不能轴向窜动时，为气门的关闭时刻。

当找到临界点时，马上停止曲轴转动，即可用检测尺量取飞轮上相应的角度。

配气相位检测，包括进气门配气相位的检测和排气门配气相位的检测。

1）对进气门配气相位的检测。左手转动飞轮，右手转动气门推杆，找到进气门开启临界点。停止飞轮转动，用飞轮角度尺量取飞轮的上止点刻线与水箱刻线之间弧长所对应的角度（逆时针量取），即进气门在上止点前开启的角度。继续转动飞轮，当飞轮的下止点刻线越过水箱刻线之后某一位置可找到气门关闭的临界点，停止飞轮转动，用飞轮角度尺量取下止点刻线与水箱刻线之间弧长所对应的角度（顾时针量取），即进气门在下止点后关闭的角度。

2）对排气门配气相位的检测。方法类似于进气门的检测，但气门开启角是量取飞轮的下止点刻线与水箱刻线之间弧长所对应的角度（逆时针量取）；气门关闭角是量取飞轮的上止点刻线与水箱刻线之间弧长所对应的角度（顺时针量取）。由于配气凸轮的磨损，虽然气门间隙能调整到标准值，但配气相位必然减少。而且气门开度也相应减少，致使排气不净、进气不足、功率下降、油耗上升。

3.2配气相位优化调整

优化调整的原理是适当减小气门间隙以弥补凸轮磨损对配气相位的影响，尽可能恢复至原来设计的标准。但气门间隙最小值不应小于0.2毫米。此处介绍的一种方法是变动气门间隙，保证气门按设计要求准时开启，如S195柴油机保证进气门在上止点前17度开启，排气门在下止点前43度开启。气门间隙的大小服从配气相位的要求。一般来说，气门能准时开启，关闭时刻基本接近准时，气门间隙也接近标准值。

具体操作方法如下：

1）进气门配气相位调整。将飞轮转至排气上止点前17度，松开进气门调节螺钉的锁紧螺母，轻轻转动调节螺钉，消除气门间隙，转动推杆至感到有轻微阻力时，锁紧调节螺钉，从而可保证进气门在上止点前17度开始打开。然后再复查气门间隙是否大于0.2毫米。至于气门关闭角，则可能接近标准值，但一般不会等于标准值。

2）排气门配气相位调整。将飞轮转至做功行程上止点前43度，松开排气调节螺钉的锁紧螺母，轻轻转动调节螺钉，气门间隙刚刚消除，转动推杆至感到有轻微阻力时，即可马上锁紧，也就是说排气门在下止点前43度打开。同样须复查气门间隙不应小于0.2毫米，气门关闭角可能接近标准值。

4.减压机构失灵与故障排除

4.1故障现象

启动时不起减压作用，致使启动困难，功率下降，有可能使气门与活塞相碰，启动后减压杆会不停地摇摆。

4.2故障原因

1）减压器太松，即减压器与气门摇臂头间隙过大，致使减压作用不够或不起减压作用。

2）减压器太紧，即减压器与气门摇臂头的间隙过小或没有间隙，进气门不能关闭（如S195柴油机），致使气缸压缩力减小。

4.3检查判断与故障排除

1）检查判断。旋转减压手柄后摇车，明显感觉压缩力小，且气门与活塞顶不碰撞；放下减压手柄，感觉摇动曲轴时柴油机压缩力大，压缩情况良好，且减压轴头凸起部分又不与摇臂相碰，说明减压机构调整良好，否则就需要调整。

2）故障排除。调整减压间隙（即调整减压开度），应在气门间隙调整后接着进行。

以S195减压机构调整为例，松开锁紧螺母转动减压座，如减压间隙太大，减压时起不到减压作用，可以将减压座向顺时针方向转动一个角度，使减压时进气门开度增大；反之如减压间隙太小，此时可将减压座向反时针方向转动一角度，使减压时进气门开度减小。