柴油机是拖拉机、农用运输车、联合收割机等大型自走式农业机械的动力源,压缩系统是柴油机的重要组成部分。压缩系统工作状态的好坏,直接影响柴油机的使用性能和最大功率的发挥。压缩系统主要故障有缸塞组件的磨损、连杆的弯曲变形、气门漏气、汽缸垫烧损等,这些故障都会造成压缩系统压缩压力不足,技术状态恶化。因此,正确的保养维护和及时检修是延长柴油机压缩系统使用寿命的关键。
1柴油机压缩系统故障分析
(1)缸塞组件磨损。造成缸塞组件异常磨损的原因有:空气滤清器堵塞或长期不更换滤芯,滤清效果下降,空气中的磨料粒子随空气进入汽缸,造成缸套、活塞磨损,缸塞配合间隙变大。新发动机或大修后的发动机没经过磨合就投入负荷作业,会加速缸塞组件的磨损。发动机长期超负荷作业或冷却液不足、冷却水循环故障,造成发动机过热,活塞与缸壁之间无法形成有效的润滑油膜,会发生严重的拉缸现象。连杆弯曲变形后,使活塞与缸套产生偏磨,从而造成汽缸早期磨损,密封性下降。曲轴轴向间隙过大或者活塞中心线与曲轴中心线不垂直,使缸套产生偏磨。
(2)活塞环不起密封作用。活塞环是活塞连杆组中最易磨损的零件,磨损部位是外圆表面和上、下端面。而磨损最严重的是第一道气环和油环。除磨损外,活塞环还会焦死在环槽中或折断。磨损后环的端间隙增大,弹力下降,与缸套的密封性变坏,内燃机功率不足,燃油耗量增加,同时还会使机油窜入燃烧室,严重烧机油。
(3)汽缸垫烧损。为了保证汽缸盖与机体上平面的密封,防止漏气、漏水、漏油,在汽缸盖与机体上平面之间装有汽缸垫。因缸套与机体支承台肩磨损,或安装时因积碳未清理干净,缸套被机体支承台肩的积碳等杂质垫起,造成缸套凸出机体平面的高度发生变化,导致缸盖与缸套接合面密封不严而冲缸垫。若汽缸垫烧损较严重,停车后冷却水易从烧损处漏入汽缸,下一次启动时将导致排气管排水和冒白烟。
(4)气门漏气。柴油机燃烧不好,气门和气门座的接触面处产生积碳,造成气门关闭不严而漏气。气门间隙调得过小,柴油机工作后,零件受热膨胀,致使摇臂顶开气门,造成燃烧室漏气。气门头位于燃烧室上部,在高温、高压燃气的不断冲刷下,极易烧蚀而漏气。气门弹簧弹性减弱或折断,造成气门漏气。
(5)燃烧室容积增大。燃烧室容积增大,汽缸压缩比就会变小,进而造成汽缸压缩压力降低。造成燃烧室容积变大的因素有,曲轴的主轴颈和主轴承、连杆轴颈和连杆瓦、活塞销和连杆衬套的磨损,使它们的配合间隙增大,从而造成庄缩比变小,汽缸压缩压力降低。连杆弯曲变形使活塞运动达不到规定的压缩上止点位置,燃烧室容积增大,导致压缩比降低。
(6)喷油器安装座孔漏气。原因是喷油器与汽缸盖间密封用的紫铜垫圈损坏或漏装,固定喷油器的紧固螺母未拧紧。
2延长柴油机压缩系统使用寿命的有效措施
(1)新的或大修后的柴油机,必须严格按规范进行磨合(试运转),方能正式投入工作。不允许柴油机长时间超负荷工作,不允许柴油机长时间怠速运转,以减少积碳的产生。
(2)及时检查、保养空气滤清器。既能保证空气畅通无阻,又不存在有空气短路故障。定期清理排气管道的积碳,使柴油机顺畅排出废气。
(3)正确启动柴油机。①启动柴油机时,应注意预润滑,先摇转曲轴数圈,使运动副表面预先得到一定润滑后,再供油启动;②冬季启动柴油机时,应将柴油机预热后再启动,因为冷态启动是影响柴油机寿命因素之一。
(4)定期更换油底壳机油。在更换机油时,应尽量采用高品质机油,并根据季节变化正确选择机油牌号。如果长期不更换机油,易使机油老化变质,茹度降低,失去润滑作用,会加剧压缩系统零件的磨损。应重视对油底壳及润滑油路的清洗。
(5)定期检查曲柄连杆机构各零件的紧固情况,必要时按规定力矩上紧并加以锁紧。检查汽缸盖螺母、连杆轴承螺栓(螺钉)、主轴承螺栓(螺母)等,必要时使用扭力扳手按规定力矩上紧。定期清洗曲轴箱通气孔或单向阀呼吸器,定期检查并调整各种配合间隙。
(6)结合高号保养,卸下汽缸盖,检查气门与气门座的密封性,清除汽缸内的积碳。积碳和油垢会使气门及气门座关闭不严产生漏气,造成压缩不良。油垢在进气门及进气支管最多,而积碳恰在汽缸盖燃烧室、气门座、活塞顶及缸盖排气道、排气管等处较多。清除积碳或油垢时最好先用热碱清洗,然后用清水冲洗,再用刮刀将积碳及油垢刮去,最后在煤油或柴油中清洗干净。
(7)修理时应重视连杆、曲轴的检查与校正。应正确装配活塞连杆组;正确安装汽缸套;定期检查活塞环间隙以及汽缸与活塞间隙。
(8)注意检查喷油器安装座孔处是否漏气。如有漏气,要清理座孔内的积碳,并重新安装或更换垫片。发现汽缸垫损坏时,应及时更换,并查找出缸垫烧损的原因,加以排除。