柴油机“飞车”的原因与防止措施

王旭

摘要：“飞车”可导致柴油机发生重大机械事故威胁人身安全，对“飞车”产生机理、导致“飞车”产生的因素进行了分析，提出了预防措施。

关键词：柴油机；飞车；防止措施

中图分类号：S21907文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.040

“飞车”是指发动机空转增速失去控制，使发动机曲轴转速大大超过额定转速。“飞车”会造成严重事故，这是因为当柴油机曲轴转速失控升高时，空气流动阻力增加，使进入汽缸的空气量有所减少；又因飞车时，喷油泵柱塞偶件中的渗漏减少，使供油量增加。二者的共同作用结果，使柴油燃烧过程急剧恶化，出现排气冒黑烟、活塞环结焦、柴油机过热、燃料消耗量增大等一系列不良现象。此外，由于柴油机的曲柄连杆机构较笨重，当转速急剧升高时，运动零件所承受的惯性力将大大增加，会加速柴油机磨损，严重时出现连杆螺栓断裂，打坏缸盖、机身、汽缸、活塞，曲轴平衡块和调速器飞锤甩出，飞轮破裂，气门弹簧折断等重大机械事故，并威胁人身安全。

1“飞车”产生机理

发动机是否会“飞车”取决于它的性能变化与工况变化是否相适应。发动机稳定工作时，它的扭矩与阻力矩相等，转速不变，两者之中任何一个发生变化，就要产生增速或减速。如果增速或减速过程能很快实现，且新的平衡稳定转速与原来平衡稳定的转速变化不大，可認为发动机的稳定性能好；如果转速变化大，则认为稳定性能差，甚至不能稳定。

如果发动机的扭矩随转速的增加而下降得较快，发动机的稳定性就较好，汽油机具有此特点。汽油机（即使节气门全开时）突然卸载后，转速将增高，但转速增高后，由于进气阻力增大，充气量减少，扭矩很快下降为零，使空转转速不致增长过高，所以汽油机通常不会“飞车”。

如果发动机的扭矩随转速的增加而下降得不多，一旦阻力矩变化时，要达到新的平衡位置则转速的变化就大，稳定性能就较差，柴油机具有此特点。这主要是由于柱塞式油泵拉杆位置一定时，其循环供油量随转速的增高而增加，因此即使在拉杆行程不大时，如果转速很高其循环供油量也可以很大。所以在油泵拉杆行程不大时，一旦柴油机卸载，转速就会增高，转速增高后使循环供油量又加大，柴油机扭矩不能相应降低，势必使柴油机的转速继续增高，因此柴油机不断向高速方向增速，以期达到更高转速求得平衡，由于在增速过程中转速过高所以会产生“飞车”事故。

拖拉机的柴油机上大都采用全制式调速器，可以改善柴油机的稳定性能。采用全制式调速器后，在调速器起作用的转速范围内，柴油机的扭矩随转速的增高而急剧下降，因此当阻力矩变化时，可以在较小的转速变化下找到新的平衡位置，一般由额定扭矩到空载，柴油机转速变化约为100～200 r/min，所以不会无限制地增速，即不会产生“飞车”。

从以上分析可知：如果柴油机的调速器工作正常，则不会发生“飞车”。只有在非正常情况下，如油泵拉杆卡死，调速器不起作用时，才会出现“飞车”。一旦出现“飞车”，应立即切断燃油或空气供给，或采取其它措施，强制柴油机熄灭，以防发生重大事故。

2“飞车”产生的原因

2.1调速器部分

（1）油泵齿条（拉杆）卡滞在最大供油位置。原因是装配过紧，或进入脏物，或固定螺母、销子和键等连接件漏装或脱落。

（2）调速器弹簧断裂，飞锤脱出或卡滞；高速限制螺钉不起作用。

（3）调速器内加入润滑机油太多，影响飞锤的惯性作用而无法灵敏地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结，飞锤不能飞甩，更易造成“飞车”。

2.2喷油泵部分

（1）油泵柱塞卡滞在最大供油位置造成“飞车”。若在发动机工作过程中发生“飞车”，多是因油泵内进入了脏油，油中带进的水和机械杂质进入柱塞副的间隙中，引起柱塞卡滞。

（2）安装不当，如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了，或柱塞装反。

（3）为了调大供油量，使柱塞螺旋槽旋度过大。

3防止“飞车”的措施

（1）调试喷油泵总成时，要严格地按照调试工艺全面检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复，损坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行，最后要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行全面的调试。调试内容包括三方面：不同工作情况供油量的调整，调速器的调整，供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向，认为手工就可以解决油泵的一切问题，就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性，这种看法和做法是造成“飞车”的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞，应首先检查清洗柴油粗细滤清器，放出油箱中沉淀物和水，然后排除柱塞卡滞现象，必要时应拆卸油泵柱塞（包括喷油嘴）进行清诜。

（2）当发生“飞车”时，应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身安全。常采用紧急熄火的方法有：立即停止供油，将调速手柄（油门）拉到熄火位置，顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管。

（3）立即停止供气，用棉衣紧紧包住滤清器的空气入口，或用力拔下滤清器，堵死进气口。

（4）打开减压装置。减压后气门不能关死，致使柴油机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙，在高速下，这样大的间隙，将形成很大的冲击，可能损坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏，则会停不住车。如在行进中，可刹车增大负荷，迫使发动机熄火。

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