柴油機(jī)故障原因與其工作特點(diǎn)緊密相關(guān)。清楚了解柴油機(jī)燃燒方式,正確認(rèn)識(shí)混合氣形成條件,切實(shí)掌握柴油機(jī)獨(dú)具的噴油泵速度特性,對(duì)于正確檢查、分析與排除柴油機(jī)故障,具有至關(guān)重要的作用。
1柴油機(jī)的燃燒方式為壓燃式
(1)由于柴油機(jī)燃燒方式為壓燃式,故也可稱其為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。要保證柴油機(jī)正常工作,就必須使其具有充分的壓燃和供油條件。首先,要通過配氣機(jī)構(gòu)、燃油供給系及燃燒室的良好配合,形成質(zhì)量良好的油氣混合氣。同時(shí),壓縮系應(yīng)保證壓縮終了時(shí)的缸內(nèi)溫度與壓力滿足油氣混合氣的自燃條件。如氣門間隙過小,漏氣或缸蓋螺栓扭緊力矩不足、松動(dòng),汽缸墊損壞,活塞環(huán)磨損與膠結(jié)、開口重合等故障出現(xiàn)時(shí),都會(huì)造成燃燒室內(nèi)壓縮空氣的溫度達(dá)不到油氣混合氣的自燃溫度(330℃),即使自燃溫度與壓力都達(dá)到了,如果噴油器存在噴油量或壓力不足、噴油時(shí)間失準(zhǔn)、燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等問題,也能導(dǎo)致柴油機(jī)啟動(dòng)不良、功率下降、油耗增加、煙色不正常等問題。
(2)由于柴油機(jī)所用燃料為柴油,其自身的流動(dòng)性、揮發(fā)性等基本特性對(duì)于外界環(huán)境溫度的變化較為敏感,因此過低的環(huán)境溫度對(duì)油氣混合氣的形成是不利的,它直接影響著柴油機(jī)的正常啟動(dòng)。為此,現(xiàn)在許多拖拉機(jī)都加裝了電啟動(dòng)系,啟動(dòng)雖方便了,但同時(shí)又增加了該裝置由于工作不良,導(dǎo)致的
啟動(dòng)困難或不能啟動(dòng)等故障的可能性。如
蓄電池虧電、連接導(dǎo)線斷路或短路、接頭松脫、起動(dòng)繼電器故障、起動(dòng)機(jī)故障等都會(huì)導(dǎo)到柴油機(jī)不能啟動(dòng)。
2可燃混合氣形成對(duì)功能部件要求嚴(yán)
(1)由于柴油機(jī)可燃混合氣形成的時(shí)間極為短暫,從噴油器噴油開始到燃燒基本結(jié)束,大約僅有15°~35°曲軸轉(zhuǎn)角。要想在這樣一個(gè)極短時(shí)間內(nèi),形成質(zhì)量良好的可燃混合氣并充分燃燒,必須對(duì)柴油機(jī)供給系、燃燒室采用合理的結(jié)構(gòu)措施,并保證燃油的高質(zhì)量要求。
(2)對(duì)燃油本身的品質(zhì)和燃燒室結(jié)構(gòu)要求較高。對(duì)于柴油機(jī)各功能部件的加工、裝配精度及有關(guān)參數(shù)的技術(shù)要求較為嚴(yán)格。如對(duì)汽缸壓力、配氣相位、噴油壓力、噴油正時(shí)、噴油射程、油霧錐角、噴油量等參數(shù)的要求應(yīng)準(zhǔn)確無誤,若其中任何一項(xiàng)或幾項(xiàng)達(dá)不到要求或配合欠妥,就會(huì)出現(xiàn)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力、大量排煙、工作粗暴等故障,使柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)下降。
(3)由于柴油機(jī)的許多機(jī)件之間經(jīng)常處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、潤(rùn)滑不良的狀態(tài),經(jīng)常處于交變載荷、化學(xué)或電化學(xué)作用狀態(tài)下,易導(dǎo)致磨損、疲勞、腐蝕、卡滯等故障出現(xiàn),故障率相對(duì)較高。這就要求潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)保持良好的工作狀態(tài),以減少機(jī)件的磨損、疲勞、腐蝕、卡滯問題。柴油機(jī)工作時(shí),必須保持正常油壓,在額定轉(zhuǎn)速1500 r/min時(shí),機(jī)油壓力應(yīng)不低于0. 35 MPa。機(jī)油壓力過低,機(jī)油將無法到達(dá)需要潤(rùn)滑的零件表面,使發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件得不到良好的潤(rùn)滑而加劇磨損。如果曲軸與曲軸瓦之間因機(jī)油壓力低而無法形成潤(rùn)滑油膜,會(huì)發(fā)生軸瓦抓粘、燒熔,導(dǎo)致燒瓦、抱軸等嚴(yán)重事故。但是,機(jī)油壓力也不能過高,機(jī)油壓力過高時(shí),高壓力的機(jī)油流會(huì)沖壞潤(rùn)滑油路,造成泄漏而影響潤(rùn)滑。機(jī)油壓力過高,還會(huì)脹裂機(jī)油濾清器,使機(jī)油大量泄漏。冷卻系統(tǒng)工作正常也很重要,水溫過高,機(jī)油變稀,機(jī)油泵工作效率降低,各潤(rùn)滑表面油膜被破壞,加速機(jī)件磨損。水溫過高,使噴入汽缸中的燃油提早燃燒,壓縮力不足、功率下降。水溫過高,燃燒室溫度高于正常溫度,噴油嘴油針受熱膨脹易卡死。水溫過低,柴油燃燒中,產(chǎn)生的水蒸氣和酸性氧化物反應(yīng)后產(chǎn)生酸(即硫酸),豁附于汽缸壁上,產(chǎn)生強(qiáng)烈的酸腐蝕。水溫過低,柴油燃燒不完全,油流沖刷缸壁潤(rùn)滑油膜,加速缸套活塞磨損。水溫過低,發(fā)動(dòng)機(jī)熱損失增多,使功率下降。
3各缸工作條件差異較大
(1)多缸柴油機(jī)需要各缸的壓縮壓力、溫度、噴油狀況、霧化質(zhì)量等必備條件的一致性,但由于受加工精度、機(jī)械作用及理化變化等方面因素的影響,其工況肯定不同,各缸形成的混合氣濃度和燃燒情況差別較大,柴油機(jī)工作時(shí),易出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定等故障。
(2)由于柴油機(jī)需要人工調(diào)整的部位較多,如氣門間隙、減壓間隙、噴油壓力,供油量大小等,不可能做到各缸完全一致,也在一定程度上加大了各缸工作條件的差異。
4具有供油量隨轉(zhuǎn)速而變化的噴油泵速度特性
(1)車用柴油機(jī)的一個(gè)最基本的要求是:供油量應(yīng)能隨外界負(fù)荷的變化而變化,否則,柴油機(jī)就會(huì)熄火。柴油機(jī)供油量的變化,取決于每個(gè)工作循環(huán)的供油量。循環(huán)供油量大小是由柱塞的有效供油行程決定的,而柱塞的有效供油行程又是由供油量調(diào)節(jié)齒桿來操縱的。由于柱塞套筒上油孔的節(jié)流作用,即使油量調(diào)節(jié)齒桿位置不變,柱塞的有效供油行程也會(huì)隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,而超過所謂的幾何供油行程,而使供油量增多;反之,柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),由于節(jié)流作用相對(duì)減少,而使實(shí)際供油量減少。供油量隨轉(zhuǎn)速而變化的特性,稱為噴油泵的速度特性。
(2)為了克服由噴油泵的速度特性引起的柴油機(jī)高速時(shí)超速和怠速時(shí)熄火的問題,柴油機(jī)上必須裝設(shè)調(diào)速器,以限制柴油機(jī)的低速與高速狀態(tài)。調(diào)速器的結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜,如其在使用過程中調(diào)整不當(dāng)、連接松曠、零件磨損等,就會(huì)使柴油機(jī)產(chǎn)生“飛車”或“游車”等故障。