工程机械柴油机排烟异常的原因及排除方法
1.不排烟
排气管不排烟,表示喷油泵不泵油。原因和排除方法是:油箱中的油量不足或油箱盖通气阀失灵,应及时补油或更换通气阀;柴油滤清器堵塞,应更换柴油滤芯;油量调节叉伞形齿轮固定螺钉松动或脱落,使柱塞滞留在不供油的位置,应调整、紧固该螺钉;高压油管中有空气,应及时排除管路中的空气。
2、排白烟
排气管排放白烟,表示柴油雾滴在气缸内未能燃烧或柴油或气缸中有水。原因和排除方法是:喷油器雾化不良,有滴漏现象,应调整喷油压力,检查偶件的密封情况;柴油中掺有水分或冷却水进入气缸,即水在气缸内被蒸发为水蒸气,从排气管排出,此时首先应检查柴油质量若柴油中混有过多的水,可在每天开机前,将油箱排水阀打开,将箱底沉淀物和水放掉,其次是检查气缸垫是否被冲坏,必要时更换缸垫;缸套、活塞环组件磨损或气门密封不良,应更换磨损了的缸套、活塞环或修整气门、气门座圈。
3、排黑烟
排气管放黑烟,表示喷油过多或进气量不足,未能完全燃烧。原因和排除方法是:排气背压太高或排气管道阻塞,造成进气量不足,从而影响空气、燃油混合比,具体为,一是排气管设置不合理,弯道过多,造成气流循环不畅,二是消声器内部被过多的烟灰堵塞所致,应尽量减少弯道或及时清除烟灰;进气量不足或空气滤芯被堵塞,应检查空气滤芯是否被堵塞和进气管是否漏气;气门间隙调整不正确,气门粘滞或气门和座圈密封不好,
应检查气门间隙、气门弹簧和气门密封情况;高压油泵各缸供油量不均匀或过大,应予以调整使之均匀或在规定范围之内;喷油太迟,后燃过多,应调整喷油提前角;喷油器工作不良或损坏,应清洗或更换;柴油质量差或牌号有误,应根据机型、结构及气温条件选择十六烷值适中的柴油,建议夏季用0号或+10号柴油,冬季用-10或-20号柴油,严寒地区则选用-35号柴油;缸套、活塞组件磨损严重,导致活塞环密封不严,缸内气压严重下降,柴油不能充分燃烧而冒黑烟,且发动机动力急剧下降,甚至自动熄火,此时应更换磨损件;如发动机超负荷工作,应调整至规定负荷。
4、排蓝烟
排气管排放蓝烟,表示燃烧室有过量的机油在燃烧,即烧机油。原因和排除方法是:油底壳加机油过量,曲轴高速转动使机油过量,曲轴高速转动使机油飞溅到气缸壁上,并窜入燃烧室,此时应停此约10min,检查油标尺,将过量的机油排出;缸套、活塞和活塞环磨损严重,间隙过大,造成机油上窜至燃烧室外燃烧,同时伴有发动机曲轴箱废气增多,应时更换磨损的活塞组件;活塞环失去作用(如弹性不足,或被积炭或因装反而卡死在环槽内,或因各环口处同一直线上而形成活塞环对口,或油环回油孔被堵塞),此起机油大量上窜至燃烧室燃烧,出现排放蓝烟,应拆下活塞环、清除积炭、正确装配各活塞环,必要时更换活塞环;气门和导管间隙过大,摇臂室内机油被大量吸入燃烧室燃烧,应更换磨损了的气门和气门导管。若出现烧机油,排烟呈蓝色但发动机的动力未下降,且在压缩空气出口处或进气软管上可看到粘附有机油油污,可判定是涡轮增压器漏油,机油随气流进入燃烧室燃烧,此时应更换增压器,还应检查润滑油是否已污染,必要时更换;若机油过稀、机油压力过高、发动机未磨合好,也会造成机油燃烧而排蓝烟。
总之,排烟异常是发动机内部故障的综合反映,及时处理可保证发动机正常使用,避免不必要的经济损失。
柴油机功率不足的原因分析
柴油机功率不足的故障有突然发生的,也有逐步形成的,还有的是修理保养后产生的。检查故障时,可以从供油、供气是否充足,配气相位是否符合标准,喷曲正时是否准确,气缸压力是否符合要求,以及发动机巨转时自身的机械损失是否过大等方面考虑,在大体范围确定后,才能分别做进一步的检查。
1.燃油系统有故障
表现为加大油门后柴油机的功率或转速仍然提不高。
(1)供油不足。其原因:
一方面是发生在长期不保养的机器上,其柴油滤清器被脏物堵塞,供油阻力增加,供油不畅;另一方面是由于油箱至喷油泵的低压油路漏气。这两种情况都使得在小负荷少油量的情况下供油量多用,但在大负荷大油量的情况下供油量就不足,因而造成柴油机功率不足。
(2)喷油泵柱塞偶件磨损过度,使供油量不足。
(3)喷油器雾化不良。
由于喷油器的喷孔堵塞或针阀因某种原因被卡死、锈蚀,使柴油成滴而不雾化、不燃烧,造成缺缸而使柴油机动力严重下降。
2.进、排气系统有故障
表现为比正常情况下排气温度高,烟色较差。
(1)供气不足。其原因是空气滤清器滤芯长期不保养而使进气阻力增加,进气量下降,柴油燃烧不完全,因而使柴油机动力下降。
(2)排气管阻塞或接管过长。由于排气管长时间不清理,积炭过多,排气截面积减小而导致排气阻力增加。
3.喷油正时时间不准确
表现为各挡转速下柴油机工作性能均变差。如果喷油提前角过大,柴油机会冒黑烟;若喷油提前角过小,柴油机会冒白烟。不管是喷油提前角过大还是过小,都会引起柴油机动力下降。使喷油正时时间不准确的原因,一是固定喷油泵的螺栓松动,导致喷油时间发生变化;二是安装喷油泵正时齿轮时标记对错。
4.配气相位异常
表现为各挡转速下功率均不足。其原因为:
(1)正时齿轮的啮合面因某种原因(齿轮啮合表面甲重磨损、半圆键松旷或正对齿轮螺母松动),相对于轴颈在圆周方向作了移动。
(2)凸轮轴的凸轮面磨损严重,导致气门的开闭时间发生了变化。
(3)维修安装正时齿轮时,将装配标记对错。
5.燃油质量不达标
当使用不达标的柴油时,由于其燃烧性差、燃烧不充分,使柴油机工作粗暴,同时也加大了柴油机的热负荷,从而造成柴油机功率不足。
6.气缸压力不足
此时不但功率不足、性能下降,而且进气管冒黑烟。这种情况下,可以用气缸压力表进行检查。原因可能是:
(1)气缸垫损坏或气缸盖螺栓松动,使气缸密封性变差,导致压力不足。
(2)进、排气门漏气。因为积炭过多或因磨损过度,使气门与座圈之间密封不良,导致气缸压力不足。
(3)气门或气门弹簧损坏,导致气门失去作用。
(4)喷油器与缸盖之间密封不良(固定喷油器的螺栓未拧紧、喷油器的铜垫圈漏装或损坏所致),引起气缸漏气,因而导致气缸压缩压力不足。
(5)气门间隙调整不当。
7.柴油机过热
应检修散热器、清除水垢及检查有关管路是否损坏或管径过小。
8.柴油机零部件损坏
若活塞与缸套间磨损过度、活塞环对口或折断、拉缸及粘坏等,不但会产生曲轴箱窜气、出现异响,而且导致柴油机动力严重下降。
9.柴油机自身的机械损失过大
(1)活塞与气缸壁之间、轴瓦与轴颈之间配合过紧,曲轴止推片过紧或过松,都会造成功率不足。
(2)风扇、水泵、发电机和机油泵等附件因某种原因出现阻力过大,也会出现柴油机功率下降的情况。
(3)机油过稠或加得过多,会增大曲轴旋转的阻力,使功率下降。这种情况只要抽出机油尺进行检查即可发现。
10.增压器有故障
(1)若排气管道堵塞或接头漏气,排气压力下降,使增压器转速降低,导致进气压力下降,柴油机功率自然就会下降。
(2)若增压器轴承损坏,转子有碰擦,使其转速降低,也会使进气压力下降,导致柴油机功率随之下降。
柴油机气缸垫烧损的原因分析及其预防
由于柴油机工作粗暴、噪声大、气缸垫轻微烧损不易察觉,判断困难,以致气缸垫更换不及时(或屡换屡烧),造成气缸套变形,密封阻水圈损坏以及缸盖和缸体之间过梁处受高温高压气体的冲击,导致严重烧蚀沟痕,致使维修困难以及机件报废的现象比较普遍。特别是压缩比大,比轼率高,高增压的进口发动机更为突出。严重地影响了工程机械的使用经济性及可靠性。为此本文通过对柴油机气缸垫烧损的现象及原因原分析,介绍了烧损气缸垫的判断方法及延长其使用寿命的措施。
1 气缸垫烧损的特点、现象及判断
1.1相邻两缸过梁处烧损
现象:发动机运转中动力突然下降,转速明显降低;机体抖严重且排气管有轻微放冤屈现象;发动机熄火后启动困难或怠速 时极不稳定。
判断:使发动机在怠速稍高状态运转,然后分别拆下相邻两缸灞油器高压油管试听,若发动机转速和抖振此时无明显变化。且排气管放炮声明显减弱或消失,则可初步判断该相邻两缸过梁处气缸垫烧毁。为进一步判断其准确性,可拆下相邻两缸的喷油器,取一根塑料软管插入喷油器孔中,然后吸一 口烟,沿着软管猛吹入缸内,若在另一喷油器孔中有烟冒出,则表明此相邻两缸气缸垫烧损严重。
1.2 气缸口与冷却水道之间烧损
现象:发动机运转时,水温突然升高,且转速沉闷,动力下降,冷却水消耗过快;排气管有水气排出,特别是怠速运转时,排出的废气呈淡黄色现象;曲轴箱油平面升高,润滑油乳化现象严重;散热器加水口处有水锈痕迹。若烧损严重时,大量的冷却水会进入气
缸,造成发动面无法启动。
判断:将散热器加满水,起动发动机并突然加速。观察散热吕加水口,若此时有水泡出现,或冷却水外窜,则表明气缸垫底烧损,为进一步判断烧损部位,可拆下发动机进气管,起动发动机,用棉纱等物分别堵塞各缸进气口进行加速试验。若在加速的同时荼热器加水口处水泡或冷却水外窜现象减弱或消失,则表明此缸气缸热烧损。
1.3 气缸口与润滑油道之间烧损
现象:机油压力不稳定以及油温升高过快;润滑油中有气泡,颜色变浅并有柴油味,润滑氧化变质速度以及消耗过快;柴油机低温时,排气管有大量的蓝烟排出。
判断:起动发动机,使转速突然升高,观察机油压力表,若机油压力在猛加速的同时不稳定且指针严重抖动,则表明气缸热烧损。为进一步判断烧员部位,可起动发动机至中、高、速,分别拆下各缸喷油器试验,若从某缸灞油器孔内有机油喷出,则表明该缸与润滑油道间气缸垫烧损。
1.4 气缸口与气垫边缘之间的烧损
现象:烧损轻微时,表现为发动机动力下降,加速迟缓,特别是大负荷时尤为明显,怠速时转速不稳且机体抖动严重;若烧损严重时,在气缸的中上部能察听出有节奏的“嚓,嚓”声。
判断:气缸垫烧损往往发生在机体温度较高处(排气管一侧较多)。在烧损部位一般有明显的被液体冲刷现象,同时发动机运转时会出现黄色气泡。为判断烧损部位的准确性,
可起动柴油机至响声明显转速,分别拆下各缸高压油管,若某缸在拆下油管的同时,响声下降或消失,则可断定此缸气缸烧损;若烧损轻微不易判断时,可在缸盖与缸体结缝处均匀涂些机油,若有气泡出现,则表明此处气缸垫烧损。
1.5 气缸口与气缸盖螺栓孔之间烧损
现象:发动机怠速不稳;气门罩盖处有轻微的“嚓,嚓”声;气缸螺栓(母)经常松动。
判断:若发动机运转时,气缸螺栓(母)经常松动,且观察在气缸盖上端螺栓孔周围及螺栓上有积炭沉积,则表明此处气缸垫烧损。若烧损部位不明显较轻难以判断时,可在螺栓孔周围均匀涂上机油,起动发动机并突然加速,若有气泡出现,则表明此处气缸垫烧损。
在实际工作中,气缸套烧损的部位往往不是单一的出现,其表现的特点及现象也是多种多样的,所以应根据实际情况,进行综合分析,以达到快速准确判断烧损部位。
2 引起气缸垫烧损的主要原因
(1)气缸垫螺栓松动、拧紧力不均或紧定方法不正确。
(2)缸盖翘曲变形以及缸体不平度过大等。
(3)气缸垫使用过久,弹性不足,选用气缸垫质量差,装配不合理。
(4)喷油正进过早;燃烧室积炭严重;柴油选用不当。
(5)柴油朵失保或使用方法不当。如经常空负荷急加速,高温频繁熄火等。
(6)柴油机维修,装配质量差等。
3 预防柴油机气缸垫烧损的措施及使用注意事项
3.1 提高发动机维修装配质量
经调查和检验发现,发动机修配质量差,是造成气缸垫烧损的主要因素。为此修配发动机时,应做好以下几点:
(1)正确装配气缸套
气缸套装入气缸前,应彻底清除缸套外表面、缸体座孔上下到承凸肩处内污物和锈迹,做好气缸套与缸体座孔的试配工作。试配时(不装阻水圈)缸套在缸体座孔内转动应灵活,无卡滞现象。径向晃动应无明显的间隙感觉。气缸套上平面与缸体上平面的差值,以及同一缸盖下各气缸套之间的高度,差必须符合规定的要求(如表1)。如不合适应在缸套凸肩与缸体座之间用垫片调整。
表1 柴油机气缸与缸体装配标准
项目 机型 普通型柴油机(mm) 高强化增压型柴油机(mm)
缸套高出缸体平面 0.08--0.17 0.03--0.10
同一缸盖下各缸高出度差 ≯0..4 ≯0.02
气缸套压装过程中,应用专用工具压装,且用力要均匀。严禁在缸套上平面猛打猛敲,以防造成缸口局部变形。
(2)加强气盖、气缸体不平度的检验
气缸盖翘曲变形或缸体不平度不符合远见定要求,是造成气缸垫屡烧的因素。所以在二、三级保养、大修以及更换烧损的气缸垫时,均应对其检查。其一般标准为:整体式气缸垫。不平度在300mm长度范围内≯0.10mm;分开式气缸盖,在整个长度范围内≯0.15mm,气缸体长度小于600mm的。其不平度≯0.05mm,长度大于600mm的,其不平度≯0.10mm。对不平度超出规定要求的气缸盖及缸体,应进行修整以达到技术要求。修整后的气缸盖及气缸套上平面高出缸体凸出量应符合要求。否则应进行调整。
(3)正确拆装气缸盖
气缸盖拆装是否正确,是延长缺陷缸垫使用寿命,防止气缸盖变形的重要保证。为此应注意以下几点。
①气缸盖拆卸。拆卸气缸盖时应在冷机状态下进行,严禁热机拆卸,以防翘变形。拆卸时应从两边向中间对称分多次逐渐松开。若气缸盖与缸体结合牢固取下困难时,严禁用金属物敲击气缸盖或用尖锐硬器楔入缝口硬撬(有效的方法可用起动机带动曲轴旋转,气缸内产生的高压气体将其顶开),以防划伤缸体与缸盖接合面或损伤气缸垫。
②气缸盖装配。气缸盖装配应注意清除各接合表面及气缸体螺栓孔内的油污和杂质,并用高压气体吹净。以免造成螺栓对缸盖压紧力不足。为防止气缸盖紧定时螺纹磨擦力影响螺栓扭力的准确度,应在螺栓、螺母以及气缸盖和缸体结合表面均匀涂上一层润滑油(严
禁涂抹润滑脂或乱用密封胶)。紧定气缸盖螺栓进,应分3--4次由中间向四周对称拧紧,最后一次达到规定力矩,且误差≯2%(铸铁缸盖在发动机热试温度达到80oC后,应再按规定力矩紧定一次)。
(4)正确选用和装配气缸衬垫
气缸衬垫质量高低及装配方法正确与否,将直接影响其使用可靠性和寿命。所以选用的气缸垫必须与原缸的规格,厚度相同,表面应平整,包边贴合牢固,且无划痕、凹陷、皱折以及锈铡等现象。
由于气缸垫缸口卷边一面有凸出量,对与它接角的平面会造成压痕变形。因此,安装时卷边一面应朝上向易修整的接触面或硬平面(一般气缸盖与缸体均为铸铁时),卷边朝向气缸盖;若缺陷缸盖为铝合金,缸体为铸铁时,卷边朝向气缸体,对一些高强化,大功率增压型进口柴油机,所使用的纯金属气缸垫,安装时有记号(如TOP或UP)一面应朝向气缸盖(不得用普通型缸垫代替)。且缸口、油道口以及水孔处的弹性凸筋必须完好。
另外,对重复使用的气缸垫,因弹性降低以及压变形等影响,其气密性和作用寿命将受到影响。为此在装配前可放在废机油中,加热至100oC煮0.5h左右。可有效地使缸垫内石棉膨胀,恢复其弹性,提高密封性和使用可靠性。
3.2 正确使用和维护柴油机
(1)及时检查和紧定气缸盖螺栓
柴油机长期运转后,气缸垫受热变形等因素的影响,其弹性和气密性会下降,从现时
导致缸盖螺栓扭力下降或松动。为此①新机或大修后的柴油机,在磨合运转车期内(30h--50h)以及间隔200h左右,误码按规定力矩检查和紧定一次气缸盖螺栓。②长期封存和停车的机械、车辆,在启封后运转30h左右,应及时按规定力矩检查和紧定气缸盖螺栓。
(2)正确选用燃油
不同结构类型的柴油机,对柴油的十六烷值也有不遇的要求。若选用不合理,不仅造成动力性和经济性下降,同时还会引起柴油机产生大量的积炭或不正常燃烧,导致机体局部温度过高,造成气缸垫及机件的烧蚀等。所以柴油十六烷值的选 用必须符合使用说明已上规定要求(选取原则一般根据发动机转速确定,如表2)。
表2 柴油发动机转速与十六烷选取关系
转速(r/min) 1000以下 1000--1500 1500以上
十六烷值 30--40 40--50 45--60
(3)其它注意事项
①及时检查和调整喷油正时;喷油器喷油压力必须符合规定要求(严禁随意调高),旦各缸喷油压力误差≯2%。
②镗缸大修的柴油机,由于压缩比的增大,其压缩终了气体的温度和压力会骤升,为防止工作粗爆和爆燃,应根据修理级别适当推迟喷油正时。
③严禁加冷却水长时间运转发动机;尽量避免经常在大负荷、高温、高速状态下过繁熄火,并禁止在无负荷状态下战友繁急加速。
发动机机油压力过低的原因及解决办法
1、发动机机油存储量过少,造成润滑系统无油或少油,从而造成机油压力低。解决办法:补加油。
2、机油脏或粘稠导致机油泵不能将机油有效吸入、泵出,造成机油压力低或无压力。解决办法:换油。
3、机油稀或因发动机温度高造成机油变稀,会从发动机的各摩擦副间隙中泄漏,造成机油压力低。解决办法:换油或检修冷却系。
4、机油油管漏油,机油泵损坏或其零部件磨损超标都会导致机油的吸入、泵出量减少,或根本无量,从而导致机油压力低或无压力。解决办法:检修。
5、曲轴与大小瓦之间的间隙超标导致机油泄漏,造成机油压力低。解决办法:检修。
6、限压阀或泄压阀弹簧过软或发卡或钢珠损伤造成阀的功能消失或减弱导致机油压力降低。解决办法:更换检修。
7、机油感应塞、压力表或电路故障导致机油压力低。解决办法:更换检查。
径流脉冲式涡轮增压器常见故障的排除
斯太尔91系列重型汽车装配的是WD615型系列柴油机,并配有径流脉冲式涡轮增加器。本文就该增压器常见故障的原因及排除方法作简要介绍,供同行们参考。
1、增压压力下降
故障原因:
(1)进气阻力增大。包括滤清器、中冷器和涡轮空气壳内有脏物。
(2)压气机转速下降。包括涡轮有积炭、涡轮排气阻力增大,轴承磨损和转子与壳体有刮碰等。
(3)海拔高度增加。
排除方法:
(1)清洁空气滤清器。空气滤清器被堵塞以后,压气机的进气阻力增加,导致增压压力下降。历而对增压发动机的空气滤清器必须及时清洗;应经常检查空滤器的指示器,保持空滤器的清洁。
(2)清洗中冷器和压气机,中冷器和压气机的内部若积有油泥、灰尘,就会增加进气阻力。当中冷器进、出口压力差超过1.96kPa时,即应清洗其内部流道;当压气机壳和叶轮上沾有油泥和灰尘时,应分解清洗。
(3)清除积炭。增压器的内部积炭会增加转子的转动阻力,使增压器转速下降,增压压力降低。积炭通常积存在涡轮叶片、转轴、密封环等部位,一般是因密封不严、机油漏
入被烧结以及发动机燃烧不完全所致。
(4)检查转子的轴向和径向间隙,消除转子与南体刮碰现象。转子的径向间隙过大会丧失液体的润滑条伯,转子的转动阻力将增大,使转速降低;转子因轴向间隙过大或变形而产生刮碰现象,会使转子的转速下降,从而导致增压压力下降。所以,在分解、保养增压器时,对转子的转速下降,从而导致增压压力下降。所以,在分解、保养增压器时,对转子的径向和轴向间隙都要进行认真的测量,并注意观察是否有刮碰现象。转子的轴向和径向间隙应符合标准,若发现间隙超过标准,应及时更换轴承,若发现转子有刮伤,应查明原因并进行更换。对于WD615型发动机的K.K.K涡轮增压器,其转子的轴向间隙应不超过0.16mm,径向间隙应不超过0.46mm;对于WD615 GAR-RETT4512涡轮增压器,其转子的轴向间隙为0.025-0.100mm,径向间隙(中间位置测量值)为0.075-0.160mm。
2、运转噪声大
故障原因:
(1)叶轮受到异物冲击或与壳体刮碰而产生变形后,工作中会因气体流动发生变化而产生高频噪声。
(2)叶轮与壳体刮碰以及轴承润滑不良而产生摩擦噪声。
(3)发动机至增压器间的排气管路不密封,因漏气而产生噪声。
排除方法
首先,应检查排气管路密封是否可靠(通常排气管路漏气部位的颜色会发生变化);然
后 ,检查增压器的润滑是否良好;最后,分解增压器,以检查其内部机件是否存有异物或被损伤。
3、过热
故障原因:
(1)发动机供油提前角过小,使排气温度过高,造成增压器转速过高,温度上升。
(2)喷油质量差,后燃严重,造成排气温度升高,导致增压器过热。
(3)润滑不良,润滑油压力不足、油温过高和供油量不足,使润滑油带走的热量减少,从而导致增压器温度升高。
(4)增压压力下降,导致空气流量减少,因而造成增压器温度各式高。
排除方法:
首先,应检查发动机的供油正时情况和喷油质量;然后 ,检查增压器的润滑油供应情况是否正常(增压器的供油压力应在说明书规定 的范围内,一般不低于200kPa)最后,检查增压器内部机件是否有损坏。
4、异常损伤
故障原因
(1)润滑滑不清洁。由于增压器的工作转速在6000r/min以上,对其轴承须实现液体润滑,因此润滑油的清洁度对其磨损的影响非常大。
(2)润滑油压力低,供油量不足。增压器润滑油的压力通常在200kPa以上,若机油压力低,会造成轴承的供油不足而丧失液体润滑条件,从而引起轴承异常磨损。
排除方法:
在使用过程中要注意润滑油的清洁;经常检查和保养空气滤清器;要保证润滑油的压力,对其压力不足的增压器要及时排除故障。
5、轴承早期磨损
故障原因:
(1)冬季启动车辆温度过低时,猛轰油门或立即起步。
(2)发动机熄火前,猛轰油门后又立即熄火,使增压器的转子轴因瞬间高速旋转缺油而烧坏轴承。
(3)长期停驶的车辆,在重新启动时没有预先润滑增压器,使转子因缺油而烧坏轴承。
排除方法:
柴油机启动后,一定要待机油的油压和温度正常后再起步,尤其是冬季冷车启动时,一定要怠速升温后再起步,同时切忌乱轰油门起步;柴油机熄火前,必须怠速运转3-5min,
待增压器转速降低后方可熄火;对新车,一定要先润滑增压器,其方法是:拆下增压器的进油管路,其方法是:拆下增压器的进油管路,从进油口倒入适量的洁净机油,以实现增压器轴承及转子的润滑。
汽油发动机柴油发动机有何不同
无论是汽油发动机还是柴油发动机,它们都属于内燃机,都是燃烧燃料
后通过推动气缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量,因此两者的工作原理大体是相同的。
作为日常使用的燃料本身,柴油的能量密度最高,比液化天然气高出近1倍,比汽油高出10%以上。与汽油相比,柴油不易挥发,着火点较高,不易因偶然情况被点燃或发生爆炸。由于两者挥发性和燃点的不同,导致使用这两种燃料的发动机有不同的点火方式。
汽油发动机的特点:体积小、重量轻、起动性好 汽油发动机中,油气混合气进入气缸后,在压缩接近终了时由火花塞点燃。因此,汽油发动机需要一套控制何时让火花塞工作的点火系统,此系统必须精确控制火花塞放电的时刻和火花能量的大小,才能保证汽油机的工作正常,汽油机的燃料供给系和点火系是汽油机上发生故障比例较高的部位。此外,由于汽油的燃点较低,汽油机的压缩比就不能太高,以免油气自燃,因此其热效率和经济性较柴油机为差。
汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价格便宜;起动性好,最大功率时的转速高;工作中振动及噪声小,因此,在载客汽车,特别是轿车中,汽油机得到了广泛的应用,特别是在我们国家目前生产的绝大多数轿车,都是采用汽油发动机作为自己的动力系统。
传统柴油发动机的特点:热效率和经济性较好
柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系。同时,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。
由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机,同时在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。
由于上述特点,以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。
小型高速柴油发动机的新发展:排放已经达到欧洲III号的标准
传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低),噪声、振动较高,炭烟与颗粒(PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐。但随着近年来柴油机技术的进步,特别是小型高速柴油发动机的新发展,一批先进的技术,例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与CO2排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,因此,先进的小型高速柴油发动机,其排放已经达到欧洲III号的标准,成为“绿色发动机”,目前已经成为欧美许多新轿车的动力装置,可以预见,
我国将出现越来越多的柴油轿车。
如何延长工程机械的使用寿命
同一种型号的工程机械,由于设计水平,制造质量,使用环境以及使用维修单位的技术和管理水平各不相同,其使用寿命会有很大的差别。因此,工程机械的研究,设计,制造,安装直至运行,保养和维修全过程,都有责任为延长机械的寿命作出贡献。
设计方面
优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。日本提出“设计立业”,遂使日本产品经久耐用,行销全球。在我国的铁路施工现场,主力设备许多是日本产品,根据人体工程学设计的座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机,我睛赏心悦目的流线型驾驶室等深受使用都欢迎。要日本日立建机,卡特彼勒-三菱,小松,神户制钢等厂商的设计资料介绍,延长机械使用寿命的主要设计方法是推行可行性设计的维修设计。
日本新卡特彼勒—三菱公司运用负荷分析方法,准确地分析了推土机等施工现场受力部件的应力分析,提出了延长机件寿命的设计(长寿设计),即:①降低面压(机件表面的接触应力),如用螺旋齿代替渐开线齿轮,使重迭系数增大。②分散负荷,如采用三角形必带行走系代替常远见的履带行走系,将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部,与地面脱离接触,使驱动轮从承受的冲击负荷,作业负荷大同度减小。③减少热量,如采用湿式离合器,湿式制动器等,以减少磨擦热。设计时努力改善机械的维修性是延长寿命的有力措施。维修性的定义为:“对系统、设备、机件进行维修的难易程度或性质”。部件或整机的使用寿命和其维修性的好坏有很大关系。日本建机生产厂家认为,如果机械维修性好,易于维修,能够采用“低成本的快速修理”,可使机件经常处于良好的技术状态,一旦出了故
障,由于可以低成本快速修理,无需更换新件或新机,这实际上就延长了机械的使用寿命。所以在设计新机时,必须设法提高其维修性,其主要原则有:①拆装简单化。如采用OPS管接头(O形密封圈接头),分离式链轨节、翻转式驾驶室或发动机罩,间隙可调的铰接结构等。②部件组合化。将零部件设计成便于拆装的组件,如CAT D9L推土机,由于采用了部件组合化设计,比CAT D9H推土机的部件拆装时间减少了60%-75%。③加油集中化。如小松公司生产的大型推土机,将变速器,变矩器等部件的加油口(含油过滤器)、测压点集中布置在一处,驾驶员站在地面就可以同时向上述部件加油和检查油压,免去了爬上爬下的劳累,有利于确保润滑按期进行和防止遗漏。④检查监控化。运用电子和微要技术,对油量,油温,轴温,水温,振动及负荷进行监控,防故障于未然。⑤延长润滑周期。如采用双过滤器使油不易老化;对轻负荷,活动不频繁的杆系铰接部采用含油轴承,实现无油润滑;采用密封润滑式履带等来减少油的老化,泄漏,即延长了润滑周期,减少了维修作业量,又可确保机件处于良好的润滑状态。⑥易损件通用化,对常用的易损件,尽量采用通用件,以减少备件储备,方便备用件采购。⑦随机工具完备。在设计随机工具时应考虑周全。便于驾驶员进行日常维护修理。⑧尽可能从设计上减少维修项目,逐步实现无维修设计。
采用新材料是延长机械寿命的有效措施,近年来,材料科学发展迅速,大量高强度,耐磨,抗振和抗冲击的新材实不断地出现,在设计新机时应根据机械性能与工况选用相适应的新材料,以延长其使用寿命。
制造方面
为了提高机械的质量,使之经久耐用,各生产厂家都有自已的质量保证体系,和检测手段。有些施工机械主机与总成件质量较好。但外协厂家生产的机械附件质量不好,致使整机经常出现故障,如有一种装载机仅仅是由于主操纵阀安全密封圈质量不过关,需经常
更换,增加了维修工作量。所以,主机厂应严格按验收规范外协件,不合格的外协件不准装机。
使用方面
为了延长施工机械的寿命,在使用方面必须坚持实行“二定三包”制度(定人、定机、包使用、包保管、包保养),机械操作人员要做到“三懂”(懂构造、懂原理、懂性能),“四会”(会使用、会保养、会检查、会排除故障),正确使用机械,严格执行安全技术操作规程,并对机械设备实行目标成本管理,将操作者经济效益与机械使用费(如燃料电力费,维修费,保养费,工具费等)挂钩,并加强对机管人员的职业道德教育与培训。这里需要特别指出的一个常被忽视的问题,即环境因柴素对使用机械的影响。施工机械大部分是露天作业,作业地点经常变动所以其性能受到作业场地的温度,氯压,污染,路况及天气等因素的影响很大。不少施工单位由于忽视了环境因素对使用机械的影响,未采取相应的保护性或适应性措施,致使机械使用性能降低,使用寿命缩短,甚至酿成事故。如果在施工现场采取有效措施,如经常使施工便道保持平整,及时养护;雨天将便道上的水坑及时填平,晴天经常洒水,减少灰尘;修施工便道时因地制宜地减少坡度等,都对延长机械寿命有利。
保养方面
对机械实行定期保养是延长机械寿命的关键。铁路施工单位对机械的保养有很多的明确规定,但是不少施工单位对机械的保养有很多的明确规定,但是不少施工单位一到工期紧,任务重时往往忽视保养工作,认为机械在政党运行,没有故障,无需停下来进行保养。因为保养能消除机械隐患,若不及时保养,往往会使机械设备出现大的故障,甚至发生事故。这样既增加维修费用,又耽误工程工期。
维修方面
维修工作是延长机械设备使用寿命的重要环节,采用合理的维修方法可以有效地延长工程机械的使用寿命。
据日本的统计资料,采用状态监测,按南非修理的维修方式,每年的维修费可以减少25%—50%,故障发生率减少75%,并可延长机械使用寿命,铁二局检测中心每年到工地对大型进口机械进行状态检测,取得了良好的效果,使维修费下降了10%—30%,修理量减少了47%,机械完好率上升,使用寿命增长。
日本建机厂提出的“低成本快速修理法”也是延长机械或零件使用寿命的有效方法。实施此法,除了机械设计时采用维修性设计,提高机械的维修性外,在维修实践上还可采用下列方法:①零件换位,施工机械上的许多零件,如推土机,挖掘机的履带销,柴油朵缸套等,在运行中往往承受单向负荷,从而造成不均衡的磨损,如果适时地更换受到有均衡负荷零件的位置,使它们的磨损均衡,则可延长其使作寿命。一台T-320推土机采用康明斯NT-855发动机缸套,每半年太要因穴蚀而更换,后来在气缸套运行一段时间后转动90º安装,便有效地延长了使用寿命。②刷镀与胶粘修复,在施工现场运用刷镀胶粘修复工艺,也可以快速低成本地修复失效零件。
随着维修技术的进步,可延长机械零件使用寿命的先进修复工艺大量出现,如耐磨堆焊,喷涂金刚石—镍镀层,磁性电镀,激光电镀等。施工单位因条件所限,不能一一使用,但可与地方大型生产企业合作,合理利用先时修复工艺,以延长机械使用寿命。
值得一提的是,上面讨论的都是延长机械物理寿命的方法,实际上,机械的寿命还有经济寿命和技术寿命之分。经济寿命是从经济的角度盾机械最合理的使用期限,具体的说
就是指能使机械的年平均使用成本(由机械购置费的年分摊额和机械的年运行费用两部分组成)最低的年数。技术寿命是从技术析角度看机械最合理的使用期限,具体的说是指从机械开始使用到因技术落后而被淘汰所持续的时间,它与技术进步的速度有关,而志机械的运转时间无关。
因此,机械的使用寿命并不是越长越好,不恰当的延长机械的使用寿命有时反而会造成经济损失,甚至阻碍技术进步,只有适时地更换机械,才能促时技术进步,加速经济增长,节维能源,提高经济效益。
如何正确选用发动机机油
正常工作的必要条件,随着发动机的不断强化,热负荷也明显提高,对机油品质也提出了更高的要求,只有严格按照发动机保养说明选择的机油才能满足恶劣工况下发动机的长期高效运转。
一、正确的选择和使用机油,首先必须了解机油的相关知识;
机油是由基础和添加剂两部分组成的。基础油是从石油中提炼的精选成分,具有最基本的黏度特征,便是单靠基础油并不能满足发动机机油诸多的性能要求,而添加剂是化学物质,可以改善和提高机油的品质。
基础油可以是矿物油,也可以是合成油。所谓矿物油,即直接从石油精炼的用于制作润滑油的物质;而合成油是利用原油或煤炭中较轻的乙烷、丙烷等裂解成乙烯,再经过复杂的化学变化将它们重组而成的物质,物理化学性能稳定,杂质较少,比矿物油具有许多天然的优点。
黏度表示机油在发生相对运动时层与层之间分子内摩擦力的大小,常用的单位是m2/s(1m2/s=106厘斯),黏度通常是以该机油在100℃时的运动黏度数值表示的。
黏温关系是指黏度随温度变化的关系,机油的黏度随着温度的上升而减小,随温度下降而增大。
黏度指数是指机油黏度随温度变化而改变的程度,随温度变化黏度变化大的机油其黏度指数较小,而随温度变化黏度变化小的机油则具有较高的黏度指数;因此选择机油时应选具有高黏度指数的机油,以减小温度变化又对机油黏度造成的影响。
二、合适的发动机机油需具备和满足以下要求:
1、高粘高指数
粘度指数是衡量机油粘度随温度变化而变化的数值。其数值愈大,粘度的变化随温度的变化就愈小,从而能能够适应更广阔的工作温度范围。
2、低挥发性
在高温运转的时候,低挥发性可减低润滑油耗量,从而减少添加润滑油的次数。
3、清净分散性
通过加入的清净剂及分散剂,机油能有效防止活塞环卡紧,并且预防油泥在活塞环和汽缸的积聚。
4、良好的过滤性;
避免润滑油对过滤器的阻塞,从而能够提供顺畅的油路循环系统,保持机油的洁净性及良好的冷却性能;
5、抗泡沫特性
避免泡沫在润滑油中形成而使油膜丧失,从而防止非正常的磨损。
同时,良好的低温流动性能,抗氧化性,热稳定性,抗磨损性能,防腐蚀、抗诱蚀性能也对发动机的正常润滑起着至关重要的作用。
三、机油的评定指标:
衡量机油通常有两个指标:一个是机油的品质分类标准,另一个是粘度分类标准。
发动机机油的品质分类标准,国际上普遍采用的是API(美国石油学会)的标准,API把车用机油分为商用型和加油站供用型。商用型指柴油机机油,用C表示,加油供用型指汽油机机油,用S表示。在C或S字后面加上A、B、C等字母顺序代表机油品质的发展,字母越往后表示品质提高。目前汽油发动机的最高品质标准是SL,柴油机机油由最早的CA级发展到目前的CH-4。如果机油罐上同时印有S和C的字样,表示既可用于汽油发动机,又可用柴油发动机。
发动机机油的黏度等级分类通常按照SAE(美国汽车工程师学会)标准,我国的国家标准也是参照美国SAE标准制定的。符合国家标准的油品也符合了国际标准。它共分为11个等级。SAE后面的数字代表机油的黏度等级,数值越大表示黏度越高。黏度等
级和黏度是两个不同的概念,但黏度可以参照对应的黏度查找出来。如果在SAE后面的数值中有W,则表示该机油有较好的低温起动性能,这种复式黏度机油在高温下,仍具有充分的黏度使发动机各运转部位得以充分润滑。SAE粘度分单级和多级。单级用于一个季节或温度变化不大的多个季节;多级可以适应不同季节甚至全年所有季节使用。在多级别中,以10W/400为例,10W是指低温下机油的流动性,W前的数字越小,低温流动性越好,低温冷启动越容易;40是指高温时的流动性。数字越大,高温时润滑油的粘度越大,对高温下工作的发动机的保护越好。
四、在机油的选用过程中需要遵守的几个原则:
1、应优先选用多级机油,
基于前面的分析,多级机油具有更广泛的适应性,适用于多变工况下发动机的保护
2、应优先选用合成油
合成油是用从石油中衍生出的低分子量复合油为原料研制的基础油而调配的。因为这种基础油是人工合成的,所以它的分子结构被控制且很均匀,从而可以达到预期性能且杂质很少。
因使用了人工合成的基础油,经过了极复杂的化学程序调配,所以合成油的性能更出色。
合成油粘度指数高,粘度不受外界温度的影响;而矿物油基础油须添加大量的增粘剂。
温度变化时合成油的粘度保持稳定,在发动机更需要润滑的冷启动和高温工作时,对
它进行最好的保护。
合成润滑油的抗氧化性能更好,延长发动机的寿命。
3、柴油机、汽油机和二冲程机应分别选用的规格牌号和油品,不可替代,除非标明为柴、汽油机通用机油。
4、应选择不低于发动机使用说明书上推荐的质量等级的油品。
5、请严格按照机器工作环境温度选用适合牌号的油品。
不同黏度等级的机油适用的环境温度可按下图对照确定。
水冷发动机过热的原因及排除
水冷发动机最适宜的工作温度(指气缸盖中冷却液的温度)是80-90℃,超过这个温度即为过热。过热将导致发动机工作状况恶化,运动副间的油膜被破坏,机件磨损加速,甚至造成烧瓦、抱轴和拉缸等严重机械事故。
水冷发动机过热的原因和排除方法如下:
1、风扇胶带断裂或松驰
风扇胶带断裂或松弛后,将导致风扇不转或转速低,这时需更换胶带或对胶带的张力进行调整。检查胶带张力是否合适的方法是,在胶带的中部用手指以3-5kg的力量下压,其垂度为10-20mm即可。
2、冷却系统的冷却液不足
通常的解决方法是向冷却系统中被充冷却液,但应查找导致冷却液缺少的原因。其原因一般是散热器、水泵、橡胶水管及接头等处漏水,应根据不同原因分别采用焊修、更换和紧固等方法排除故障。
3、发动机缸体和散热器积垢太重
一般来说,使用时间较长的发动机容易出现缸体和散热器积垢太厚的现象,致使散热不良。排除的方法是,对缸体和散热器进行化学清洗;常用的化学清洗液有8%的烧碱溶液、10%的碳酸钠溶液和2.5%的盐酸溶液。采用前两种清洗液时,应使溶液在冷却系统内保留10-12H;采用第三种清洗液时,则应该在注入后即启动发动机,使其在无载荷的低转速下运转1H。清洗过程中,应取出节温器;清洗液放出后,应将放水开关全部卸下以清除污垢,然后用清水按逆流法冲洗发动机的水套和散热器,直至流出的水全部清洁为止;冲洗时,水压应控制在30kpa以内。因为化学清洗液有较强的腐蚀性,清洗时应注意避免溅到人的眼内或沾到皮肤上。
4、水泵发生故障
水泵发生故障的原因有:轴承、叶轮、衬垫或水封圈损坏,修理或更换上述故障件,即可排除故障。
5、减振垫损坏
发动机或散热器的减振垫损坏后,会使风扇导流罩与风扇的相对位置改变,致使发动
机温度升高,此时,应更换减振垫。
6、散热器的散热片被污物堵塞
散热片被堵塞后会使气流通过散热器时受到阻塞,这时应清除堵塞污物。
7、节温器工作不良或不起作用
检查节温器工作是否正常的方法有:将节温器放入带温度计的盛水容器内;缓慢加热到节温器开启温度,保持5min,检查节温器是否开阀;继续加热使水温达到节温器阀门全开的温度,保持5min,测量节温器的提阀量;水温降至65℃以下时,检查节温器阀门是否紧贴阀座。上述检查中若有一项不良,则应更换节温器。
8、缸垫烧蚀
缸垫烧蚀会引起窜气,从而导致发动机过热。判断方法是:在发动机运转过程中,通过散热器加液口观察,若冷却液中出现连续气泡,则必须更换缸垫。
9、点火时间或喷油时间不正确
应调整点火时间或高压油泵的喷油时间.
10、长时间超负荷运转
应降低负荷或停机一段时间,降低发动机的温度。
11、变矩器、变速器和液压系统工作不正常。
应查找变矩器、变速器和液压系统的故障根源并进行排除,以降低冷却液的温度。
12、发动机在2500m以上的高海拔地区使用。
高原地区气压低,冷却液的沸点降低,使用中冷却液挥发加快,导致冷却液缸少而使发动机过热;另一方面,高原空气中含氧量少,使发动机燃烧恶化、冒黑烟,随着排气温度的升高而产生后燃现象,导致发动机过热。为此,可以以降低功率为代价,调小供油量,同时采用压力密封散热器(开启压力为50-70kpa)和低凝点、高沸点的冷却液,并安装被偿水箱等方法,以有效地解决高海拔地区发动机过热的故障。
与油泵油嘴有关的柴油发动机常见故障分析
柴油机因其具有较好的动力性、经济性及环保性而日益广泛地用于汽车运输,工程机械与农业机械。柴油机与汽油机相比,主要区别在:①发动机的燃油供给系统不同。汽油机是通过化油器将汽油和空气的混合物送入发动机燃烧室,而柴油机是通过高压油泵将低压油升压再通过喷油嘴将柴油雾化喷入燃烧室来完成的。②燃烧方式不同。汽油机是靠火花塞点燃;而柴油机是通过较高的压缩比压燃的。因此,柴油发动机没有汽油机那么多复杂的电路,相对来讲故障较少,即使出现故障,亦容易判断和排除。业界人士都把柴油发动机供油系统中的高压油泵视为柴油机的心脏。一般来讲,除明显的故障外,柴油发动机出现故障,应首先考虑的就是检查维修高压油泵及油嘴,其次才是有关发动机本身的故障。因此,柴油泵的使用与保养及维修显得至关重要。这里就与油泵油嘴有关的发动机常见的一般故障现象、原因进行分析。
一、柴油发动机油泵的分类
简单地来说主要分为二类:一类为VE泵即转子分配泵。其特点是:单柱塞供油,常用在中小马力发动机上。第二类是直列泵:200马力左右的中小型马力机以A型泵居多。而日本产及韩国产的汽车及工程机械主要以日本杰克塞尔(ZEXEL)公司产品居多;美洲及欧洲车型主要以德国博世(BOSCH)公司产的油泵为主。
二、常见主要故障现象及原因
1.冒烟无力、尾气超标
冒烟一般表现为冒白烟和冒黑烟两种,主要原因是燃油没有充分燃烧所致。因此,往往会伴随着发动机功率不足现象的产生,当然检查尾气也会不符合标准要求。造成这种现象的原因主要有以下几个方面因素。①正时不正确:正时过早,发动机声音过于清脆,易产生白烟;过晚,声音沉闷,易产生黑烟。往往通过微调正时来解决。因此,在拆装油泵时,切记作好标记。如果正时相反或误差太大,往往引起不着车现象。②油嘴卡滞或雾化不良:如果油嘴不能喷射出高质量符合标准的雾化柴油,必然导致冒烟、无力及工作不稳、功率不足现象;如果油嘴卡滞,就会产生缺缸工作,甚至会将柴油流入油底,使机油见涨严重会抱轴、烧瓦。③过滤系统不畅:这里主要是指空滤和柴滤不畅。工程与农业机械不能按时定点加油,往往造成空滤和柴滤过早堵滞。如空滤不畅,就会造成进气量不足,不能使柴油充分燃烧;如柴滤堵滞,则会造成供油不畅,不能使发动机发挥最大的功率。因此,应按规定对发动机进行定期检查,平时注意保养,及时更换三滤。
2.不着车或不好起动
一般来讲是由于供油量达不到起动标定油量所致,可能的原因有以下几个方面。①低压油路没油或供油不足:如管路漏气、输油泵输油能力不足、油路堵塞等等会引起不能供油或供油不畅。个别的原因可能是高压油泵进回油螺钉接反或回油钉压力过少所致。②由于柱塞或其它零部件卡滞,油门处在非起动位置,往往是突发性的原因居多。③安装位置不正确,即正时错误,导致供油过早过晚或者供油顺序错误。一般来说,新校油泵安装时易产生这样的错误。对于正常工作的柴油机,可能提前器出现了问题,即俗称的跑火。
以上是对于正常使用的柴油发动机出现的故障现象及简单分析,如仍不能解决问题,应请专门的维修人员加以解决。因为有些故障不是单一原因造成的,所以需要综合分析判断,最终加以解决。
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