拖拉机冒黑烟现象较为普遍,导致拖拉机冒黑烟的原因有:供油时间过晚、供油量过大、配气相位失准、空滤器或进气道堵塞、增压器失效、喷油器雾化不良或卡死在开启位置、气门关闭不严等。
每种故障导致的拖拉机冒黑烟的现象并不相同,如供油时间过晚导致的拖拉机冒黑烟是连续的,同时伴随功率下降、柴油机过热;供油量过大导致的拖拉机冒黑烟也是连续的,但功率不下降或有所增大,燃油消耗量明显增加;配气相位失准、空滤器或进气道堵塞、增压器失效,导致的拖拉机冒黑烟也是连续的,同时发动机功率下降,着火声音异常;喷油器雾化不良或卡死在开启位置导致的拖拉机冒黑烟是断续的,同时伴有发动机功率下降,轻微缺腿或油嘴过热;气门关闭不严导致的拖拉机冒黑烟是断续的,同时伴有发动机功率下降,个别缸压缩压力低,摇转曲轴有漏气声。
我们在工作中遇到一台大马力履带拖拉机,在工作中出现功率下降,冒黑烟,并且发动机排气声还出现发闷。同时还出现气门间隙变化快,调整频繁,严重到从进气管向外排气。
1故障原因解析
根据上述故障现象,经过分析认为问题可能出自配气部分,又据该拖拉机驾驶员反映,上述现象是在上次维修时镶气门座圈之后出现的。这就更进一步确认问题出现在配气部分的判断。为此将发动机汽缸盖拆下,经初步检查发现,四个缸的进、排气门的下陷度比较大,已有4mm(标准为0.5mm,极限为3mm)左右。在较短的时间内气门座圈磨损量之大实属罕见。由此可判断为上次所镶气门座圈的原材料质量太差太软所致。
由于气门所镶原材料质量差,而进、排气门材质较硬,遇到气门座圈太软,故在进、排气门开闭冲击之下就会加速磨损,在较短时间内就会出现磨损量过大的问题。进、排气门座圈的磨损量大,就导致气门下陷度亦随之增加。又由于气门的下陷度会增加燃烧容积,进而降低汽缸的压缩比。
当汽缸压缩比降低后,压缩终了时汽缸内的气体压力和温度就会相对降低,这样就会造成进人汽缸的燃料燃烧不完全,排气管就会冒黑烟,并且发动机排气声音就会发闷。由于气门座圈磨损快,故气门的下陷度也会随之增加。又由于气门的下陷度不断增加,那么气门就会向汽缸盖上方增加一个距离,这样就会导致气门间隙变小或变无,在这样情况下,就得被迫调整气门间隙,再由于气门座圈磨损快,因此就会频繁调整气门间隙,同时发动机功率也会减少。
2故障的排除
根据故障原因,需重新镶气门座圈、重新铰气门座圈、重新研磨气门、重新调整气门间隙。
2.1气门座圈的镶制
镶制气门座圈按如下步骤进行:(1)气门座圈材料应与缸盖材料相同,以免因膨胀系数不同而使座圈在工作中松动脱落,选用硬度为HRC16~21的细晶粒灰铸铁。(2)气门座圈的制作。根据孔的尺寸配制座圈,并要求座圈与孔的紧度为0.07~0.12mm,座圈外圆最好用外圆磨床加工。座圈加工后,外圆的圆度和圆柱度误差不大于0.01mm;外圆表面与端面垂直度误差不大于0.02mm、(3)热镶气门座圈。将缸盖加热到200~300℃,将冷的座圈放人孔内,让其自然冷却。热镶时座圈与孔的过盈为0.2~0.25mm。热镶时对座圈表面的加工精度要求不高。气门座圈镶好后再按前述的方法铰气门座。(4)冷镶气门座圈。在常温下,用压力机或手锤通过冲头直接将座圈打人或压人孔中。
2.2气门座圈的最后加工
(1)铰削。铰削气门座时要正确选择铰刀的尺寸和形状。铰削气门时,为了保证气门与座有正确接触位置以及接触印痕的宽度,应特别注意铰出的气门座中心线与气门导管的中心线重合,铰刀是以插人气门导管内的铰刀杆来定中心的。因此,要在气门导管镶人和铰配后,再进行气门座的铰削。气门座的铰削可分初铰、精铰和光磨,要求保证其工作面角度和粗糙度。
(2)互研。为了提高气门与座圈的密合程度,经铰削加工后的新的气门座,还需与气门互相研磨。研磨时将气门头部圆锥面均匀涂上一层气门砂,将气门杆插人气门导管中,用气门捻子吸住气门头部,使捻子带动气门在气门座上往复转动,同时,提起气门轻轻拍打气门座,至气门工作圆锥面出现一条整齐均匀的暗灰色环带为止。配对研磨一般分初研和精研两次进行,初研用粗砂,精研用细砂。研磨后的密封圆锥面应无麻点、剥落等缺陷,密封环带要均匀一致,位于气门圆锥面的中部;接触环带宽度以1.2~2.5mm为宜。接触环带过宽会加剧磨损和影响气门散热,过窄则易漏气和形成积碳。气门与气门座配对互研后,应进行密封性检查。常用的方法是将气门放人气门座内,在气门顶下沉处注人煤油,经2~3min,油面不下降(无漏油)为佳。为了保证修复质量,应检验三个位置,即气门每转动120°检验一次。研磨时注意以下事项:①气门与气门座要对号人座,保持成套性。为此,从缸盖上拆下气门开始,直至换新气门都应打上标记。②边研磨边检查,以免研磨时间过长,导致接触环带过宽。③待各气门研磨好以后,洗净并擦干,然后将气门一一对应装人各气门座。
该拖拉机的配气部分经过上述维修并经精心安装和试车,结果显示,发动机功率充足,冒黑烟现象消除,并且发动机声音发闷现象也随之消除。