柴油机气缸压缩压力不足的影响因素分析
郭子强
摘要：柴油机经长期使用后，气缸压缩压力会下降，影响柴油机的工作性能。从燃烧室容积、进气量及气缸密封性三方面分析了造成气缸压缩压力不足的原因。
关键词：柴油机；气缸压缩压力；影响因素
中图分类号：U262.11 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.020
气缸压缩压力是指柴油机气缸内的气体在压缩行程终了时的压力。柴油机经长期使用后，气缸压缩压力会下降，以致造成柴油机启动困难，经济性恶化，排气污染增加，工作不稳定等后果，使用寿命大大缩短。导致柴油机气缸压缩压力不足的直接因素有：燃烧室容积、进气量及气缸密封性，具体分析如下。
1 燃烧室容积增大
燃烧室容积增大，气缸压缩比就会变小，进而造成气缸压缩压力降低。造成燃烧室容积变大的因素如下：
（1）轴承、衬套间隙增大。在使用中，由于曲轴的主轴颈和主轴承、连杆轴颈和连杆瓦、活塞销和连杆衬套的磨损原因，使它们的配合间隙增大，活塞运动至上止点时，活塞连杆组向下移动了一个距离，达不到原来要求的位置，从而造成压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（2）连杆弯曲变形。由于使用操作不当或发生事故等原因，致使连杆弯曲、扭曲或双重弯曲，连杆大、小端孔轴心线距离缩短，同样使活塞运动至上止点时达不到原来要求的位置，造成燃烧室容积增大，压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（3）气门下陷深度过大。在修理时，气门座铰削量过大，或铰削后仍使用研磨的旧气门，使气门下陷值超过规定值；在使用中，气门与气门座严重磨损而不及时更换，也会使气门下陷值变大，因而使燃烧室容积变大，造成压缩比降低，气缸压缩压力降低。
（4）更换的气缸垫过薄。柴油机使用的气缸垫多数是由一层1.5 mm的耐高温石棉板和外面包两层0.4 mm的铜皮组成，压紧后总厚度2 mm。如果在维护与修理时，更换了过厚的气缸垫，使燃烧室容积变大，从而使压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（5）活塞销孔至活塞顶距离超差。生产厂家制造的活塞不符合标准，使活塞销孔轴心线至活塞顶的距离过大。选购活塞时，未注意产品型号和产地，装配后造成燃烧室增大，压缩比减小，气缸压缩压力降低。
（6）曲轴轴颈磨削不当。在修理时，曲轴轴颈磨削不当，使曲轴回转半径减少，装配后活塞在上行时就达不到要求的上止点位置，也造成压缩比减少。
2 气缸密封性下降
气缸密封性下降，燃烧室就会漏气，气缸压缩压力必定会下降。造成气缸密封性下降的因素主要有以下几种：
（1）气门漏气。气门漏气是由于气门和气门座接触环带密封不严造成的。气门与气门座积碳过厚、接触环带粘结着碳渣太多时，气门就漏气；气门与气门座严重磨损、烧蚀后，接触环带处出现麻点或环带被破坏时，气门就关闭不严；气门弹簧折断或弹力减弱，气门杆与导管间隙过小或掉入碳渣卡死后，致使气门关闭不严；还有气门杆弯曲、气门杆与导管间隙过大，气门头变形后偏斜，使气门与座不能严密结合而密封不良。
（2）活塞环不起密封作用。活塞环不起密封作用多数是由于活塞环失效造成的。气缸套、活塞严重积碳，活塞环在活塞环槽里被碳渣胶结卡死，使活塞环失去弹性；活塞环使用后严重磨损，开口间隙、边间隙、背间隙过大，弹力减弱，不起密封作用而使气缸漏气；活塞环开口间隙没有错开规定的角度，几乎在一条直线方向上或对正活塞销方向；活塞环在工作中由于振动而产生转动，当缸套、活塞偏磨，磨损过大产生椭圆和锥度时，加上压缩气体的反压力，致使活塞环走对口。因此，在压缩过程中，混合气通过隙缝进入曲轴箱，使压缩终了的压力降低。
（3）气缸垫烧损。气缸盖和气缸体的接触面不平，或缸盖翘曲变形不能压紧、压平气缸垫；气缸盖螺栓的紧度不一致或紧度不够；气缸套上台肩凸出气缸体上平面的高度不够或过高，都会造成高温燃气冲出烧损气缸垫。气缸垫烧损后起不到很好的密封作用，造成燃烧室漏气，气缸压缩压力下降。
（4）气门间隙不正确。气门间隙调得过小，柴油机工作后，零件受热膨胀，致使摇臂顶开气门，造成燃烧室漏气。有的是气门调整螺钉的螺母未拧紧，工作时发生松脱而使气门间隙变小。还有的是更换的气门和气门座质量太差，硬度、强度较低，仅工作几十个小时就发生快速磨损与挤压塑性变形，使气门向上移动而缩小了气门间隙。另外，减压机构调整不当，杠杆机械失灵，减压轴旋转角度不回位，使减压调整螺钉顶开气门发生漏气。
（5）缸塞组件磨损。缸套、活塞组零件严重磨损，配合间隙过大。这往往是以下因素使缸套、活塞发生早期磨损：空气滤清器滤清效果下降，杂质、尘土吸入气缸，使缸套、活塞出现锥度、椭圆度；连杆弯曲变形、曲轴轴向间隙过大或者活塞中心线与曲轴中心线不垂直，使缸套产生偏磨；活塞环弹力过大，燃油和机油不清洁或工作时水温过低，致使缸套、活塞快速磨损；还有缸套、活塞拉缸后，摩擦表面出现刻痕，或者气缸套台肩处出现裂纹等，这些都促使气缸发生漏气。
3 进气量不足
进气量的大小决定活塞到达上止点时最终气体压缩量的大小，从而影响气体压缩压力的大小。进气量的大小主要与以下因素有关：
（1）进气阻力增大则进气量减小。导致发动机进气不足的主要原因有：进气系统堵塞或通过量不足；气门开度减小，配气相位和气门间隙不对等，都可能导致进气阻力增大；排气系统堵塞，使废气排不干净，势必影响空气的进入。
（2）气门间隙及配气正时不正确。气门间隙失准或调整不当，进排气门不能按规定的时间开闭，因而进气不足，废气排不尽，影响进气量。
摘要：柴油机经长期使用后，气缸压缩压力会下降，影响柴油机的工作性能。从燃烧室容积、进气量及气缸密封性三方面分析了造成气缸压缩压力不足的原因。
关键词：柴油机；气缸压缩压力；影响因素
中图分类号：U262.11 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.020
气缸压缩压力是指柴油机气缸内的气体在压缩行程终了时的压力。柴油机经长期使用后，气缸压缩压力会下降，以致造成柴油机启动困难，经济性恶化，排气污染增加，工作不稳定等后果，使用寿命大大缩短。导致柴油机气缸压缩压力不足的直接因素有：燃烧室容积、进气量及气缸密封性，具体分析如下。
1 燃烧室容积增大
燃烧室容积增大，气缸压缩比就会变小，进而造成气缸压缩压力降低。造成燃烧室容积变大的因素如下：
（1）轴承、衬套间隙增大。在使用中，由于曲轴的主轴颈和主轴承、连杆轴颈和连杆瓦、活塞销和连杆衬套的磨损原因，使它们的配合间隙增大，活塞运动至上止点时，活塞连杆组向下移动了一个距离，达不到原来要求的位置，从而造成压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（2）连杆弯曲变形。由于使用操作不当或发生事故等原因，致使连杆弯曲、扭曲或双重弯曲，连杆大、小端孔轴心线距离缩短，同样使活塞运动至上止点时达不到原来要求的位置，造成燃烧室容积增大，压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（3）气门下陷深度过大。在修理时，气门座铰削量过大，或铰削后仍使用研磨的旧气门，使气门下陷值超过规定值；在使用中，气门与气门座严重磨损而不及时更换，也会使气门下陷值变大，因而使燃烧室容积变大，造成压缩比降低，气缸压缩压力降低。
（4）更换的气缸垫过薄。柴油机使用的气缸垫多数是由一层1.5 mm的耐高温石棉板和外面包两层0.4 mm的铜皮组成，压紧后总厚度2 mm。如果在维护与修理时，更换了过厚的气缸垫，使燃烧室容积变大，从而使压缩比变小，气缸压缩压力降低。
（5）活塞销孔至活塞顶距离超差。生产厂家制造的活塞不符合标准，使活塞销孔轴心线至活塞顶的距离过大。选购活塞时，未注意产品型号和产地，装配后造成燃烧室增大，压缩比减小，气缸压缩压力降低。
（6）曲轴轴颈磨削不当。在修理时，曲轴轴颈磨削不当，使曲轴回转半径减少，装配后活塞在上行时就达不到要求的上止点位置，也造成压缩比减少。
2 气缸密封性下降
气缸密封性下降，燃烧室就会漏气，气缸压缩压力必定会下降。造成气缸密封性下降的因素主要有以下几种：
（1）气门漏气。气门漏气是由于气门和气门座接触环带密封不严造成的。气门与气门座积碳过厚、接触环带粘结着碳渣太多时，气门就漏气；气门与气门座严重磨损、烧蚀后，接触环带处出现麻点或环带被破坏时，气门就关闭不严；气门弹簧折断或弹力减弱，气门杆与导管间隙过小或掉入碳渣卡死后，致使气门关闭不严；还有气门杆弯曲、气门杆与导管间隙过大，气门头变形后偏斜，使气门与座不能严密结合而密封不良。
（2）活塞环不起密封作用。活塞环不起密封作用多数是由于活塞环失效造成的。气缸套、活塞严重积碳，活塞环在活塞环槽里被碳渣胶结卡死，使活塞环失去弹性；活塞环使用后严重磨损，开口间隙、边间隙、背间隙过大，弹力减弱，不起密封作用而使气缸漏气；活塞环开口间隙没有错开规定的角度，几乎在一条直线方向上或对正活塞销方向；活塞环在工作中由于振动而产生转动，当缸套、活塞偏磨，磨损过大产生椭圆和锥度时，加上压缩气体的反压力，致使活塞环走对口。因此，在压缩过程中，混合气通过隙缝进入曲轴箱，使压缩终了的压力降低。
（3）气缸垫烧损。气缸盖和气缸体的接触面不平，或缸盖翘曲变形不能压紧、压平气缸垫；气缸盖螺栓的紧度不一致或紧度不够；气缸套上台肩凸出气缸体上平面的高度不够或过高，都会造成高温燃气冲出烧损气缸垫。气缸垫烧损后起不到很好的密封作用，造成燃烧室漏气，气缸压缩压力下降。
（4）气门间隙不正确。气门间隙调得过小，柴油机工作后，零件受热膨胀，致使摇臂顶开气门，造成燃烧室漏气。有的是气门调整螺钉的螺母未拧紧，工作时发生松脱而使气门间隙变小。还有的是更换的气门和气门座质量太差，硬度、强度较低，仅工作几十个小时就发生快速磨损与挤压塑性变形，使气门向上移动而缩小了气门间隙。另外，减压机构调整不当，杠杆机械失灵，减压轴旋转角度不回位，使减压调整螺钉顶开气门发生漏气。
（5）缸塞组件磨损。缸套、活塞组零件严重磨损，配合间隙过大。这往往是以下因素使缸套、活塞发生早期磨损：空气滤清器滤清效果下降，杂质、尘土吸入气缸，使缸套、活塞出现锥度、椭圆度；连杆弯曲变形、曲轴轴向间隙过大或者活塞中心线与曲轴中心线不垂直，使缸套产生偏磨；活塞环弹力过大，燃油和机油不清洁或工作时水温过低，致使缸套、活塞快速磨损；还有缸套、活塞拉缸后，摩擦表面出现刻痕，或者气缸套台肩处出现裂纹等，这些都促使气缸发生漏气。
3 进气量不足
进气量的大小决定活塞到达上止点时最终气体压缩量的大小，从而影响气体压缩压力的大小。进气量的大小主要与以下因素有关：
（1）进气阻力增大则进气量减小。导致发动机进气不足的主要原因有：进气系统堵塞或通过量不足；气门开度减小，配气相位和气门间隙不对等，都可能导致进气阻力增大；排气系统堵塞，使废气排不干净，势必影响空气的进入。
（2）气门间隙及配气正时不正确。气门间隙失准或调整不当，进排气门不能按规定的时间开闭，因而进气不足，废气排不尽，影响进气量。
