龚厚宽

往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。

气缸是一个圆筒形金属机件。密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。各个装有气缸套的气缸安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。活塞可在气缸套内往复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。

活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环，用来封闭气缸，防止气缸内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。

曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功，通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。飞轮能储存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。为了平衡惯性力和减轻内燃机的振动，在曲轴的曲柄上还适当装置平衡质量。

气缸盖中有进气道和排气道，内装进、排气门。新鲜充量（即空气或空气与燃料的可燃混合气）经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大氣。进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮，通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的，这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。

为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例（空燃比）混合，然后经进气管供入气缸，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。

内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。

柴油机作为机车、船舶等常用机械的动力设备，其动力性和可靠性直接影响整个系统的安全运行。本文对柴油机进行了动力学分析，指出了引起缸盖、机体振动的动力来源，并指出了振动的产生机理及影响振动的因素：

一、燃油系统

（1）喷油提前角过大或过小。喷油提前角过大，柴油机工作粗暴，汽缸发出有节奏而清脆的金属敲击声，喷油提前角过小，即喷油时间太迟，汽缸发出低沉的敲击声。

（2）个别喷油泵不工作。当柱塞卡死，弹簧折断，高压油泵则发出嘈杂声、或柴油机发出不正常的声音及振动。

（3）个别喷油器不工作。当喷油器调压弹簧折断、针阀卡死，喷孔堵塞等会造成喷油器不工作，若是针阀卡死或喷孔堵塞，则高压油泵发出嘈杂声，同时柴油机也会造成不正常的振动。

二、配气机构

（1）气阀间隙过大，摇臂与气阀杆头发生撞击会发生轻微而有节奏的撞击声，间隙过小，阀杆受热后膨胀伸长并与活塞顶部撞击，发出清脆的金属撞击声。

（2）排气阀面烧坏。

阀面烧坏后，会发出有规则的“嘶嘶”声，且使柴油机转速降低，排出黑烟增多。

三、机械方面

（1）活塞与汽缸间隙过大，初起动时会沿整个汽缸长度上发出有节奏的敲击声随着汽缸温度升高敲击声减小，停止该缸喷油后，汽缸仍有较微弱的敲击声。

（2）活塞环失去弹力或咬死。若活塞环失去弹力时，当停止该缸喷油时会发出“喝喝”的声音，要是活塞环咬死与槽内，会发出较大的敲击声。

（3）活塞销与衬套间隙过大。活塞销与衬套间隙过大，则是在汽缸中部发出有节奏的敲击金属的“咯咯”之声，低速运转时更会显著。

（4）活塞销衬套烧坏。活塞销衬套烧坏也会发出“吱吱”声。

（5）曲柄销与连杆轴承间隙过大。曲柄销与连杆轴承间隙过大时，柴油机运转中，曲轴箱检查孔盖板处可听到“哒哒”声，在全速全负荷运转突然改变低速运转的时候，此响声就会变得更加沉重而有力，另外连杆轴承间隙过大，在柴油机初起动时，响声也较大，因这时温度较低轴承松动、间隙更加明显，随着柴油机的运转，各部分温度逐渐增加，响声也就渐渐变小。

（6）连杆轴承烧坏。连杆轴承烧坏发出异响。

（7）滚柱形主轴承的滚柱过紧或过松。滚柱轴承间隙过小在运转中发出“喳喳”声。

特别是在高速运转时，此响声更为尖锐，滚柱轴承间隙过大，则运转时发出“咯咯”的响声，在低速运转时响声更为显著，对于滚柱轴承间隙过小，只要运转时响声能逐步减小，则可以继续运转，如响声逐步增大则应停止运转。

（8）曲柄销的椭圆度过大。曲柄销的椭圆度过大，汽缸会发出清脆而有节奏的金属敲击声，如减少该缸的供油量仍发出同样的敲击声，则应拆出活塞连杆进行检查，如椭圆度超过极限，应予更换或修理。

（9）定时齿轮间隙过大或过小。定时齿轮间隙过大，则运转时会发出“咯咯”声且在低速时声音更明显，若间隙过小，则运转时发出“喳喳”声，在高速时声音增大。

（10）汽缸盖漏气。由于汽缸盖固紧螺母未固紧或回松，以及汽缸盖垫片损坏都会产生漏气现象。在漏气时，在汽缸盖与汽缸顶之间可以听到漏气的“嘶嘶”声，如发生漏气现象时，可采取固紧螺母的方法予以消除。如拧紧螺母后仍有漏气，则应更换垫片。

（11）螺母不紧。机座固紧螺栓未固紧或螺母松动，柴油机发生振动应及时把螺母固紧。

不同的声响其产生原因一般来说是不同的，因此根据响声的大小音调的特征发出的部位、振动的程度以及产生音响时柴油机运转参数（如转速、负荷温度）的大小等情况掌握其规律，以便发现故障及时排除。

（作者单位：桂林船舶检验局）