摘要：柴油发电机组发生爆震（在柴油机领域更常被称为工作粗暴或敲缸异响）是一个严重的故障现象，会严重影响发动机的寿命和运行安全。下面康明斯公司在本文中将详细解释柴油发电机组发生爆震的原因、机理、危害及预防措施。

 

一、爆震（工作粗暴）的发生机理

 

1、理解柴油机的正常燃烧过程

柴油机是压燃式发动机。其正常燃烧分为四个阶段：

（1）着火延迟期：柴油喷入高温高压的气缸中，进行雾化、蒸发、扩散，并与空气混合，进行燃烧前的物理化学准备。

（2）速燃期：混合气中多个部位同时达到自燃点，瞬间着火，燃烧迅速，气缸压力急剧但平稳地上升。

（3）缓燃期：燃烧速度由喷油速率和混合气形成速度控制，压力变化相对平缓，这是主要的做功阶段。

（4）后燃期：喷油结束后，未燃尽的燃油继续燃烧。

爆震的本质是燃烧过程失控，主要问题出在“着火延迟期”。

2、产生的机理

当“着火延迟期”过长时，在这期间喷入气缸的燃油积累得过多，形成了大量准备就绪的可燃混合气。当这些混合气在速燃期同时瞬间燃烧时，会产生极高的压力和温度，形成压力波在气缸内剧烈撞击缸壁和活塞顶，从而产生尖锐的金属敲击声，这就是我们听到的“爆震”。

 

 

二、爆震（工作粗暴）的发生原因

 

导致着火延迟期过长、进而引发爆震的主要原因有以下几点：

1、燃油品质问题（最常见的原因）

（1）十六烷值过低：十六烷值是衡量柴油自燃性的指标。十六烷值越低，柴油越不容易压燃，着火延迟期就越长。使用不符合标准（如国标0号、-10号等）的劣质柴油是导致爆震的首要原因。

（2）燃油牌号不当：在寒冷环境下使用了夏季用高凝点柴油，燃油流动性差，雾化不良，导致燃烧恶化。

2、喷油系统故障

（1）喷油器故障：喷油器滴油、雾化不良、喷油压力过低、喷孔磨损等，会导致油滴过大，蒸发混合速度慢，延长着火延迟期。

（2）喷油提前角过早：喷油时间过早，意味着燃油喷入时气缸内的压力和温度还不够高，这会显著延长着火延迟期，使缸内累积的燃油过多。

（2）喷油泵供油不均：个别缸供油量过大，也会导致该缸混合气过浓，燃烧粗暴。

3、进气系统问题

（1）进气不足：空气滤清器堵塞、进气管路泄漏、涡轮增压器故障等，会导致气缸内氧气不足。燃油因缺氧而燃烧不完全，部分燃油会延迟到活塞下行时才燃烧，甚至发生二次燃烧，引起爆震。

（2）进气温度过高：中冷器效率低下或故障，导致进入气缸的空气温度过高，会使压缩终了的温度异常升高，也可能引发异常燃烧。

4、发动机机械状态问题

（1）压缩比变化：活塞环、缸套磨损或气门密封不严，导致气缸压缩压力不足。压缩终点温度和压力达不到要求，着火困难，延迟期变长。

（2）积碳严重：活塞顶、气缸盖、喷油器头部等部位积碳过多。积碳会占据燃烧室空间，导致实际压缩比升高，同时积碳在高温下会形成炽热点，可能引发早燃或表面点火等异常燃烧。

5、发动机负荷与冷却问题

（1）超负荷运行：发动机在超过额定功率的情况下运行，喷油量过大，容易导致燃烧不充分和工作粗暴。

（2）发动机过热：冷却系统故障（如水泵、节温器、散热器问题）导致发动机整体温度过高，为爆震创造了条件。

 

三、危害及解决方案

 

1、爆震的危害

爆震对柴油发电机组的危害是致命性的，必须立即处理：

（1）机械损伤：巨大的压力波会冲击活塞、连杆、曲轴、轴承和气缸垫，导致其疲劳、变形甚至断裂。

（2）过热：爆震产生的高温会使活塞顶部、气门和喷油器等部件过热烧蚀。

（3）功率下降与油耗增加：燃烧过程不正常，效率大幅降低。

（4）缩短发动机寿命：长期的爆震会极大地缩短发动机的大修周期和使用寿命。

2、如何预防和解决爆震问题

（1）使用合格燃油：务必根据环境温度选择十六烷值合格的正确牌号国标柴油。

（2）定期保养燃油系统：定期更换柴油滤清器，清洗油箱，确保喷油器和喷油泵由专业人员进行定期校验和维护。

（3）保证进气通畅：定期清洁或更换空气滤清器，检查涡轮增压器和中冷器的工作状态。

（4）避免超负荷运行：确保发电机组在额定功率以内运行。

（5）定期检查发动机状态：包括气缸压缩压力、气门间隙、清除积碳等。

（6）注意监听和观察：一旦听到清脆的金属敲击声（不同于正常的柴油机工作声音），并伴（7）随有黑烟、功率下降等现象，应立即停机检查，切勿带病运行。

 

总结：

柴油发电机组爆震的核心是“着火延迟期过长”，导致缸内累积燃油过多而瞬间爆燃。其根源主要在于燃油品质、喷油系统、进气系统和发动机机械状态。预防的关键在于规范的日常保养和使用合格的油品。

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