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        柴油發(fā)動機機油消耗量增加的故障分析與排除方法

        2018-12-10 10:36:20郭海平
        農機使用與維修 2018年10期

        郭海平

        摘 要:為了延長柴油機的使用壽命,更好地提高使用性能,實現(xiàn)“節(jié)能環(huán)保”的目標,在使用操作過程中,觀察機油的消耗量尤為重要。詳細說明了柴油發(fā)動機機油消耗量增加的故障分析與排除方法。

        關鍵詞:機油;消耗量;增加

        中圖分類號:S2185 文獻標識碼:A

        doi:10.14031/j.cnki.njwx.2018.10.034

        0 引言

        隨著我國改革開放步伐的加快,新技術、新材料、高科技制造工藝不斷應用于柴油發(fā)動機發(fā)展制造之中,產品不斷更新?lián)Q代。為加速提高農業(yè)機械化進程,國家及時出臺了一系列支農惠牧新政策,其中,農機購置補貼已惠及到農村千家萬戶。隨著社會經濟的快速發(fā)展,農牧民的購買力有了很大提升。大量配備節(jié)能型知名品牌柴油機為動力,安全可靠,實用性強的新型農牧業(yè)機械,正源源不斷地涌向社會主義新農村。廣大機手的專業(yè)素質、使用保養(yǎng)維修技術水平同步快速提高,為了延長柴油機的使用壽命,更好地發(fā)揮其經濟效益,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標,在使用操作過程中,充分認識現(xiàn)代柴油發(fā)動機機油的消耗量尤為重要。經過多年的學習和實踐摸索總結,技術性能狀態(tài)良好的柴油機,機油的實際消耗量并不多,每燃燒100 L柴油正常情況下機油的實際消耗量在1.0 L以內,允許量應為1.5 L,達到2.0 L時為極限量。充分認識機油消耗量這一概念,隨時掌握機油消耗量的變化動態(tài),有利于駕駛員正確保養(yǎng)使用、檢查維修柴油發(fā)動機。

        通過多次實際操作試驗總結,以東方紅802-4125型柴油機為例(避開磨合期),首先將油底殼機油加到機油尺上、下刻度線中間偏上的位置,將油箱加滿并記錄其數(shù)量,作業(yè)過程中記清各次添加柴油的數(shù)量,核算時累計作業(yè)期間使用柴油的總量(不包括油箱剩余柴油);然后,再將油底殼機油添加到機油尺上、下刻度線中間偏上的位置,累計作業(yè)期間各次添加消耗機油的總量(不包括更換油底和其它部位使用的機油)。通過兩個總量之比,可得知準確的機油實際消耗量(一般40~100 h為一測試周期)。這種試驗操作方法簡便易行,不用任何儀器設備。

        1 機油消耗量增加(15%~25%)故障

        1.1 故障分析

        隨著柴油機使用時間的延長,機件的正常磨損、老化,螺絲、螺母松動。機油使用時間長,有雜質,使用保養(yǎng)、維修調整不規(guī)范,都易引發(fā)故障的產生,使機油的消耗量逐漸增加。

        1.2 檢查與排除方法

        1.2.1 空氣濾清器的檢查與保養(yǎng)

        (1)工作中經常檢查空氣濾清器及進氣管路等各結合部的密封性,隨時清除積塵杯中的塵土,定期保養(yǎng)清洗空氣濾清器及濾網,更換油池中的機油,必要時更換密封件、濾網、濾芯(干式),保證柴油機吸氣時供給潔凈充足的新鮮空氣,有利于最佳比例可燃混合氣的形成(理論數(shù)值空燃比為145∶1),并能減輕活塞、活塞環(huán)在汽缸套內上下運行時的磨損量。

        (2)近年來發(fā)現(xiàn)有些駕駛員,將發(fā)動機的進氣管加高至積塵杯超過駕駛室頂端的位置,其目的是將積塵杯避開揚沙嚴重區(qū)域。改后積塵杯多為后傾,機車上坡時后傾更為嚴重,旋轉氣流中所含沙粒更容易順積塵杯進入吸氣管,所以改裝后要保持進氣管直立,使積塵杯與發(fā)動機保持平衡。

        最好還是要盡量保持積塵杯在原設計高度,這樣在較大沙塵天氣作業(yè)時,積塵杯的集塵狀況始終能在駕駛員視線之內,便于及時清除塵土。

        1.2.2 外部故障的檢查與排除方法

        (1)檢查曲軸前后油封,風扇皮帶輪油封,油底殼、齒輪室蓋、氣門室罩、油泵等部件與發(fā)動機各結合面的密封墊,如有損壞滲漏油現(xiàn)象應及時更換,螺絲螺母松動應緊固。

        (2)還應注意以下幾點:①機油濾清器、散熱器及回油管路各接頭處,如有滲漏油現(xiàn)象,應及時緊固,必要時更換新的密封墊圈;②油管長時間使用容易老化破裂,應及時更換新油管;③通氣孔濾網堵塞,曲軸箱壓力增高,機油會順油尺孔竄出,嚴重時鼓壞油封使機油流失,定期清洗疏通濾網,必要時更換新的油封;④裝有增壓器和氣壓泵的柴油機,應防止油封損壞或氣壓泵內汽缸壁、活塞環(huán)、活塞過度磨損,引起機油消耗量增加。

        1.2.3 機油壓力過高

        若機油不符合季節(jié)使用規(guī)格(黏度大),機油泵限壓閥易卡死在最大供油量位置,或調整不當壓力過高,加重機油泵的負荷,易引起潤滑油路各接頭處滲漏機油,嚴重時鼓壞機油過濾器密封墊圈,使機油消耗量增加。

        應疏通限壓閥或更換機油泵,更換符合季節(jié)使用的新機油,將機油壓力調整到正常范圍內,必要時更換新的密封墊圈,做到內部治本,外部除患。

        1.2.4 機油溫度過高

        一臺東方紅802拖拉機,2001年6月份退耕還林開溝作業(yè),發(fā)動機運轉平穩(wěn),聲音正常,水溫機油壓力基本正常,但機油溫度過高。經檢查,機油換向閥位置正確,發(fā)動機怠速運轉時松開機油散熱器回油管接頭三通有大量機油流出,確認為機油散熱器下腔、中間內導流隔板損壞封閉不嚴,機油未通過散熱器芯,而是由下腔捷徑進入回油管、主油道,再分配到各運動配合部位,最后流回油底殼;當機油壓力達到98 kPa時,通往細濾器的進油閥打開,5%~10%的機油經過細濾器,多余部分通過回油閥同時流回油底殼,引起機油溫度過高,使機油消耗量增加。

        拆下機油散熱器放凈機油,用氣油疏通清洗干凈曬干后,將下腔中間鋸斷,選擇3~4 mm厚的鐵板加工一件與散熱器下腔外徑橫截面相等尺寸的隔板,放置鋸口處,與下腔焊接牢固,不滲油為止,裝復機油散熱器,即恢復散熱功能,故障排除。

        1.2.5 柴油機過熱、機油壓力過低

        (1)機油使用時間長,機油中含雜質較多,易造成機油過濾器堵塞,安全閥磨損嚴重,導致安全閥關閉不嚴。而安全閥關閉不嚴或彈簧壓力弱時,含有雜質的機油未經過濾直接進入主油道及各運動配合部位,加劇機件磨損,使運動配合機件的間隙增大,降低液體摩擦的功能,引起柴油機過熱,機油壓力過低,使機油消耗量增加。

        平時應盡量減少安全閥的開啟,定期保養(yǎng)清洗機油過濾器,清洗潤滑系統(tǒng),更換新機油,將機油壓力調整到正常范圍之內,必要時更換活塞環(huán)、曲軸瓦等。

        (2)機油泵限壓閥磨損嚴重或彈簧壓力弱,細濾器內轉子蓋封閉不嚴時,都可導致機油壓力過低,調整機油壓力時無明顯效果。燃油供油時間不精確,風扇皮帶過松、散熱器內部堵塞水循環(huán)不暢,外部通風網孔堵塞,散熱效果不佳。節(jié)溫器損壞或取出,機體和汽缸蓋內部的水得不到充分的循環(huán)等原因,都易引起柴油機過熱,機油壓力過低,使機油消耗量增加,甚至引起活塞溶化、拉缸、粘缸等大的故障發(fā)生。所以平時工作中要做到勤檢查、勤保養(yǎng)、勤維修、勤調整,必要時更換機油泵、節(jié)溫器,或臨時將循環(huán)小道堵死等方法進行恢復。

        1.2.6 柴油機冷啟動注意事項

        柴油機冷啟動機前應檢查油箱柴油、油底殼防凍機油、水箱防凍液,不足時應及時進行添加,必要時預熱發(fā)動機,轉動曲軸3~5圈,使運動配合部位得到潤滑。發(fā)動機著火后嚴禁猛轟油門,應怠速運轉使發(fā)動機升溫,發(fā)動機溫度達到40 ℃以上時緩慢起步行駛,待溫度正常時再投入負荷作業(yè)(正常的機油溫度應低于水溫5 ℃),這樣可以減輕運動配合機件的磨損,能夠預防機油消耗量增加故障的產生。

        2 機油消耗量增多(≥20%)故障

        2.1 故障分析

        (1)由于柴油機使用時間過長,經常超負荷工作,缺乏規(guī)范的保養(yǎng)、維修和調整;機油使用時間過長、過臟;氣門關閉不嚴,燃油霧化不良,供氣量不足等原因,引起燃燒不完全形成積碳,增加汽缸壁、活塞環(huán)、活塞等機件的磨損,使配合間隙增大,引起機油消耗量的增多。

        (2)更為嚴重的是空氣濾清器的過濾效果不佳,進氣管及支管等結合部封閉不嚴,工作時大量的灰塵、雜質、空氣中懸浮著的SiO2等超過金屬硬度的小顆粒直接進入汽缸,加劇汽缸壁與活塞環(huán)、活塞的磨損。水溫低于50 ℃時進行負荷作業(yè)與水溫達到90 ℃時相比,汽缸壁的磨損量是水溫是90 ℃時的3~4倍,正常水溫應保持在70~90 ℃之間,過高容易引起粘缸,同時加劇活塞環(huán)、活塞的磨損量,嚴重時燒機油,引起機油消耗量的增多。表現(xiàn)為柴油機工作時過熱,壓縮力不足,馬力明顯下降,排氣冒藍煙,嚴重時伴有大量的黑煙和灰碳排出,形成惡性循環(huán),不但使機油的消耗量增多,同時引起燃油的消耗量大幅度上升,造成極大的能源浪費和污染。

        2.2 檢查與排除方法

        2.2.1 潤滑系統(tǒng)主要部位的檢查與保養(yǎng)

        (1)2010年5月上旬遇到一臺出廠4年時間的904拖拉機,發(fā)動機為4-100×127型,駕駛員講述:機油壓力表已失靈兩年多時間,沒更換照樣使用,發(fā)動機照樣沒有發(fā)生過任何故障。這種做法一定要杜絕,它存在著很大的安全隱患。

        5月下旬又遇到一臺也是出廠4年時間的902拖拉機,發(fā)動機為LR6105T22型,發(fā)現(xiàn)電感式機油壓力表失靈,駕駛員及時更換直感式壓力表,發(fā)動機在正常工作溫度時,小油門怠速運轉機油壓力不低于0.10 MPa,大油門高速運轉機油壓力不大于0.35 MPa,讀數(shù)正常。

        (2)適時進行機油油質的鑒別。①機油黏度檢測是機油技師應有的技能之一,應經常借檢查油底殼油位時用手捻幾下機油尺上的機油,如果感覺滑潤有黏稠感,說明機油黏度合適,可繼續(xù)使用;如果無黏滑感,并有雜質顆粒的感覺,說明已變質,應更換。

        ②機油中含有水分的鑒別方法:可將油底殼機油浸在衛(wèi)生紙或棉沙上點燃,如果有輕微的炸裂聲或閃光現(xiàn)象,說明機油中含水量較多,可通過加熱除水后使用。

        ③辨色法鑒別機油的質量:可將油底殼機油滴到一張白紙上,如果油滴中心呈均勻分布的淺黃色,黑點較小,說明機油黏度好,可繼續(xù)使用;如果油滴中心呈不均勻的黑色或黑褐色,并有較大黑點,說明已變質,應更換;如果油滴中心的黑點與四周的黃色邊界清晰,說明機油中添加劑已失效,應更換;如果邊界不明顯,可繼續(xù)使用。

        ④機油酸度的鑒別:使用石蕊試紙進行酸度測試,若試紙變紅,說明機油中酸度較大,應更換。

        ⑤如果機油中泡沫較多,說明已乳化變質,應更換。

        機油的使用時間達到300 h,應進行上述綜合鑒別,參考鑒別結果的不同,可采取不同的保養(yǎng)措施,在保證機油黏度合適,壓力正常的基礎上,經過細心的保養(yǎng),機油的使用壽命可以延長到600~900 h。

        (3)潤滑系統(tǒng)中,機油過濾器和限壓閥、安全閥、回油閥(統(tǒng)稱為三閥)工作效果的優(yōu)劣與發(fā)動機的使用壽命關系密切,除正常的檢查、保養(yǎng)和調整外,使用時間超過三年的柴油機,應注重檢查三閥的封閉性,測試調整各閥的工作壓力,限壓閥和安全閥的正常開啟壓力,分別為650~700 kPa和350~450 kPa,非柴油機上使用氣壓結合壓力表進行調試。必要時更換與閥座一體機件的總成,確保良好的潤滑功能。供給潔凈充足的新鮮空氣和霧化良好的燃油,正確的啟動操作和使用方法,可以預防機油消耗量增多故障的產生。

        2.2.2 內部故障的檢查與排除方法

        (1)氣門桿與導管之間磨損嚴重,配合間隙增大時,容易引起燒機油,使機油的消耗量增多??捎酶鼡Q氣門和導管,疏通搖臂軸、搖臂的機油道孔等方法進行修復,如4125型柴油氣門桿與導管的配合間隙0.065~0.135 mm,允許量0.30 mm,極限量040 mm。

        (2)汽缸壁、活塞環(huán)、活塞規(guī)律性同時磨損,引起機油消耗量增多,應重點檢測汽缸套、活塞的磨損程度,如果在允許繼續(xù)使用的范圍之內,可用更換活塞環(huán)的方法進行修復,同時要削刮缸肩(臺階),防止擊壞活塞環(huán)?;钊h(huán)斷裂,對口引起的機油消耗量增多,可參考上述方法修復,如4125型柴油機汽缸套與活塞的配合間隙0.25~0.29 mm,極限量055 mm。如無合適量具,可將活塞倒放入汽缸套的上部,露出缸肩為宜,使用厚薄規(guī)插入整個活塞的群部與汽缸套之間進行測量,位置在垂直銷孔方向。

        也可用新汽缸套檢查舊活塞,或新活塞檢查舊汽缸套的方法,檢測使用過的汽缸套、活塞的磨損程度(檢測位置同上)。

        汽缸套、活塞環(huán)、活塞磨損嚴重時,應更換新的汽缸套及阻水圈、活塞、活塞環(huán)、活塞銷、卡簧,必要時更換連桿銅套。更換成組的六配套時,要嚴格按廠家選配的汽缸套活塞組裝,不得互換,確保選配間隙的精確性,如4125型柴油機選配間隙為0.19~0.23 mm。

        (3)汽缸套規(guī)律性偏磨一側(磨損程度在允許使用范圍之內時),可將汽缸套前后位置調換180°使用。首先,用記號筆在汽缸套的上平面前側,各缸的同一位置各做一記號,可作組裝時的順序記號;然后,用拉缸器將汽缸套從機體中拉出,清洗汽缸套和相關部位,更換新阻水圈,組裝時將位置記號調換180°,按順序重新裝復汽缸套,注意不要切傷阻水圈,這樣可以大幅度延長汽缸套的使用壽命。

        (4)活塞連桿、小軸銅套的檢查與組裝。

        將活塞、連桿及銅套、活塞銷及卡簧清洗干凈,檢查銅套與小軸的配合間隙(4125型柴油機為0.025~0.055 mm,極限量030 mm)。將活塞放置機油中加熱到80~100 ℃,趁熱將活塞銷拍入活塞的銷孔內,注意防止連桿裝反,并且要保持銷孔兩端余量均勻,上好卡簧即可。

        (5)活塞環(huán)的檢查與組裝。

        東方紅4125型柴油機更換活塞環(huán)時,采用下列方法檢查與組裝,使用效果顯著提高,壽命明顯延長。

        ①將活塞及環(huán)槽、活塞環(huán)清洗干凈,首先,檢查活塞環(huán)的開口間隙和邊間隙。測量開口間隙時,將活塞環(huán)放入汽缸套的上部(使用過的汽缸套應放置在臺肩以下部位);邊間隙的測量是將活塞環(huán)塞入環(huán)槽內,用厚薄規(guī)測量。第一、二道環(huán)標準開口間隙0.40~0.80 mm,極限值為2.50 mm;邊間隙0.10~0.14 mm,極限值0.50 mm。第三道環(huán)的標準開口間隙0.40~0.80 mm,極限值2.50 mm;邊間隙0.08~0.12 mm,極限值0.40 mm。油環(huán)標準開口間隙為0.40~0.80 mm,極限值為2.50 mm;邊間隙0.04~0.09 mm,極限值為0.30 mm。

        ②第一道為鍍鉻環(huán),組裝時標有記號的一側應朝上;第二、三道為扭轉環(huán),使用內倒角環(huán)的機型組裝時應將內倒角朝上,使用外倒角環(huán)的機型組裝時應將外倒角朝下。油環(huán)內螺旋襯環(huán)的接頭應與外環(huán)的開口位置錯開180°,使用鋼片組合油環(huán)的機型,應將上、下鋼片的開口放在同一位置,并錯開約5 mm。

        組裝活塞環(huán)時,第一道活塞環(huán)的開口位置應避開燃燒室方向,即放置相反方向,與小軸的中心線成45°角,并要保持各環(huán)的開口位置均與小軸的中心線成45°角。相鄰兩環(huán)的開口位置盡量互相錯開120°,不得小于90°,避開小軸中心線的同一側。

        ③可用順時針和逆時針兩種方法排列活塞環(huán)的開口位置,并與燃燒室方向相反。

        順時針排列法:以活塞的后部偏右側,與小軸中心線成45°角位置為起點放置第一道環(huán)開口位置,順時針方向排列其余四道開口位置是180°—90°—180°—90°,第五道環(huán)開口位置與第一道環(huán)重疊。

        逆時針排列法:以活塞的后部偏左側,與小軸中心線成45°角位置為起點放置第一道環(huán)開口位置,逆時針方向排列其余四道活塞環(huán)的開口位置為180°—90°—180°—90°,第五道環(huán)開口位置與第一道環(huán)重疊。

        采用3道活塞環(huán)的機型,為了確保密封的可靠性,各環(huán)的開口位置應依次互相錯開120°。多缸柴油機各缸活塞環(huán)的開口位置,應采用同一種排列順序組裝。

        ④擦洗干凈汽缸壁,涂抹少許潔凈機油,同時清洗干凈連桿軸徑及相關部件。將活塞環(huán)按次序裝入環(huán)槽內,為防止斷裂,環(huán)的開口撐開量不得大于32 mm,用潔凈機油滴到活塞環(huán)和環(huán)槽上,轉動活塞環(huán)3~5圈,使環(huán)與環(huán)槽得到均勻的潤滑。

        按先1、4缸,后2、3缸的順序安裝。轉動曲軸使1、4缸的連桿軸徑置于最下方,在按規(guī)律擺好活塞環(huán)開口位置的基礎上,將一缸的活塞連桿按方向放入一缸的汽缸套內,待油環(huán)下平面與汽缸套的上平面接觸平穩(wěn),再次校對環(huán)的開口位置正確后,用專用工具將活塞環(huán)卡緊,到無開口間隙為止,用軟木輕擊活塞頂部,使活塞、活塞環(huán)順利的進入汽缸套內,安裝過程中要注意防止卡壞油環(huán)的銳邊和環(huán)的斷裂。

        ⑤組裝上、下瓦片時不得互換,瓦背定位凸塊應與鍵槽貼合嚴密,瓦片工作面涂抹潔凈機油,再將連桿大端連同瓦片及下瓦蓋組件與連桿軸徑貼合嚴密(注意:瓦蓋配對記號應相符,并朝燃燒室方向),上好連桿螺栓螺母,用公斤扳手分2~3次將連桿螺母緊固到規(guī)定扭矩22~22 N·m,用符合規(guī)格的新開口銷,鎖牢連桿螺母。完成1、4缸的組裝后,轉動曲軸180°,使2、3缸的連桿軸徑置于最下方,依次完成組裝工作。最后,轉動曲軸2~3圈,無發(fā)澀犯卡現(xiàn)象即可。

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