农业生产中,柴油机总是作为动力源与其他农机具配套作业,尽管作业负荷在不断变化,柴油机始终能够平稳地工作,转速不会因负荷的变化一会高一会低,这是因为柴油机上设有调速器,可以随作业负荷的大小自动调节油泵供油量的大小,使柴油机的转速始终保持相对稳定。但是,当柴油机某些部件出现磨损卡滞等故障后,柴油机转速就会出现不稳定,出现发抖、摆动和转速忽高忽低的现象,不仅影响柴油机功率的发挥,缩短柴油机的使用寿命,还会影响与之配套作业的农机具的正常工作。因此,我们要了解影响柴油机转速稳定性的因素有哪些,以便在工作中发现故障能够及时排除。
在实际工作中,保证柴油机转速稳定必须具备两个条件:①柴油机每个循环供油均匀(数量相同),喷油器雾化质量均匀(质量相同);②调速器工作能根据外界负荷的变化自动调整油泵供油量。这两个条件如果不能满足,柴油机转速就会不稳定。查找造成柴油机转速不稳定的原因,要重点在燃油供给系统和调速系统两方面查找原因。
1燃油供给系统故障
(1)燃油系统中因油管接头不良或管路裂纹,或油箱中油面太低,使空气进入油路中形成气堵,破坏了燃油供给的连续性。
(2)燃油滤清器因长期未清洗或未更换滤芯造成堵塞,或油路堵塞、油管碰扁、油箱盖通气孔堵塞等,使供油不畅,破坏了供油的连续性。
(3)输油泵长期使用后,因零件磨损、弹簧老化、卡滞、锈蚀等而造成工作能力降低,使燃油系低压油供给不足。
(4)喷油泵柱塞卡滞、喷油泵齿条卡滞,均造成柴油机各循环供油不均、雾化质量不均,满足不了平稳运转第一个条件,从而影响了柴油机作功的均匀性,造成转速不稳。
(5)在长期使用中,柴油中的许多杂质会附着在喷油器的针阀上,造成喷油器堵塞或针阀卡滞,喷油时雾化不良,引起喷油器二次、多次喷射或隔次喷射,使柴油机供油忽大忽小,造成转速不稳。
(6)各缸供油不均匀度过大。某缸柱塞弹簧、出油阀弹簧折断或弹力不足;某缸喷油器喷油压力过低、雾化不良或针阀卡滞;或喷油泵凸轮轴轴承或柱塞调节臂与调节叉间隙过大。
2调速器故障
为了更好地排除调速器方面的故障,我们先了解全程机械离心式调速器的工作原理。
调速器装在油泵凸轮轴后端,钢球装在传动盘与推力盘之间,推力盘被调速弹簧压在钢球上。弹簧预紧力与油门操纵手柄位置有关,怠速油门预紧力最小,逐次增大油门,预紧力随之增大,油门达到最大值。传动板夹在推力盘和弹簧座之间,并与供油拉杆连接。当油门扳至与怠速螺钉相碰时,即怠速位置。此时,弹簧预紧力最小。在柴油机转速不高时,钢球离心力的轴向分力就能和调速弹簧预紧力相平衡。当转速增加时,钢球的离心力轴向分力大于弹簧预紧力,推力盘压缩调速弹簧做向后的轴向移动,减少供油量,直到达到新的平衡为止。使柴油机维持在较低转速范围内工作。随扳大油门,弹簧预紧力不断增加,柴油机维持的转速范围也不断增高,直至最大油门,预紧力达到最大值,柴油机在最大转速范围内工作。因此,这种调速器称为全程式调速器。换言之,这种调速器在任何油门位置都起调速作用。
调速器方面影响柴油机转速不稳定的因素有:①调速器轴承磨损严重,引起调速器轴轴向窜动和径向跳动过大。②飞锤十字架、飞锤衬套孔与飞锤销磨损严重,配合间隙过大。③调速器调速套筒环槽与拉杆横销磨损严重,配合间隙过大。④调速器托架、拉杆叉孔与托架轴磨损严重,配合间隙过大。⑤支架弹簧(也称复绕弹簧)两脚与支架弹簧拨圈、托架磨损严重,与拨圈或托架之一形成间隙过大。⑥调速器操纵臂、油门拉杆叉销孔与连接销磨损严重,配合间隙过大。⑦调速器操纵臂轴法兰台肩与挡板孔磨损,轴向间隙过大。⑧调节拉杆导臂孔与球头销磨损严重,配合间隙过大。
对于II号喷油泵除上述原因外,还有以下4点:①飞球与传动盘磨损严重,传动盘上磨出大的凹坑。②凸轮轴轴向间隙大、径向间隙也大,导致喷油泵泵油时,凸轮轴的脉冲震动大。由于调速器与喷油泵同轴,脉冲震动便直接传递到飞球座总成上,引起飞球座总成的径向跳动和轴向窜动,造成拉杆游窜,致使转速不稳定。试验证明,凸轮轴的轴向间隙最好控制在0.15mm以内。③传动轴套锥孔与凸轮轴锥体的配合,是这种调速器结构的一个不可忽视的配合关系。它要求两者装配后,锥孔与锥体应完全贴合。否则,装配后的传动轴由于摆差较大,引起推力盘晃动而导致拉杆游窜,势必造成发动机转速波动。④传动轴套、传动盘与缓冲块(指前期)配合晃动量过大。
柴油发动机转速不稳定,是一个比较复杂的问题。除上述原因外,尚与喷油泵的供油特性和柱塞偶件、出油阀偶件、喷油嘴偶件的磨损情况(主要是密封性),低压油路的输油压力的稳定性,以及发动机的其他技术状态等有关。