◎覃富江刘莉莲
(1.柳江县三都镇农机站 545105;2.柳江县里高镇农机站 545115)
拖拉机增压发动机的正确使用和保养维护
◎覃富江1刘莉莲2
(1.柳江县三都镇农机站 545105;2.柳江县里高镇农机站 545115)
针对目前农村拖拉机机手普遍存在忽略涡轮增压发动机的正确使用和保养问题,分析了涡轮增压器的工作原理、工作特点及保障条件,提出了相应的注意事项和保养措施,指出了涡轮增压器常见故障和处理方法,提供了维护保养具体参数以供参考。
涡轮增压发动机;工作原理;前提保障;注意事项;维护保养
目前,发动机进气涡轮增压技术已在大功率拖拉机上得到广泛使用,对提高发动机功率、提高燃油经济性和减少废气排放起到巨大的作用。一台发动机装上涡轮增压器与未装增压器相比,输出的最大功率可提高约30%~40%,单位作业油耗量可降低5%左右,甚至更多。由于拖拉机作业环境恶劣,行进速度缓慢,发动机通常持续高温高负荷作业,对如何通过正确使用和保养增压器得以保证发动机功率、延长发动机寿命,显然成为现代农用拖拉机动力维护保养必须认识和解决的问题。但农村大多数拖拉机手特别是50岁左右的老机手常常忽视其重要性,往往沿用老式非增压拖拉机的使用和保养方法,为了节省时间、降低油耗而忽略养护重要环节,导致发动机提前损坏,造成资产不应有的损失和浪费,结果得不偿失,屡见不鲜。因此,根据柴油发动机涡轮增压的技术特点,进一步了解涡轮增压发动机的工作原理、技术性能、操作使用和维修保养方法,显得尤为必要。
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮带动同轴的叶轮转动,压送来自空气滤清器管道的新鲜空气进入气缸,增加气缸单位体积进气量。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮压缩更多的空气进入气缸,得以进一步提高空燃比;在增加喷油泵供油量的基础上,促使气缸内空气压力和密度相对增大,形成更多、更合理的可燃混合气,从而提高发动机输出功率,提高燃油经济性,减少尾气排放量。
(一) 转速极高。增压器转子转速与发动机排气量和排气速率一致,远远超过发动机曲轴转速,在标定工况下工作时可高达到8000~120000r/min。
(二) 温度很高。增压器涡轮端转子由发动机燃汽爆炸燃烧后的高温废气直接驱动,正常工作时通常温度高达600~700℃,可以烤红铸铁合金排气歧管,可以熔化普通合金铝材。
(三) 条件苛刻。增压器体积偏小,结构紧凑,机件易损,要求新鲜进气必须清洁、充足,要求冷却、润滑的机油质量等级高、清净分散能力强、流动稳定性好、润滑油路畅通,且更换周期短。
受极高转速和温度的影响,常规的机械滚针或滚珠轴承无法保证转子稳定工作,因此涡轮增
压器普遍采用全浮式轴承,需要发动机提供循环机油进行强制润滑和冷却。如果因油压低导致机油供给缓慢,或者机油氧化变质,或者润滑油路欠通,就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。提供可靠、适时、良好的润滑和冷却条件成为增压器稳定工作的前提保障。
(一)冷机必须充分预热
发动机冷机启动后,特别是在冬季,先保持怠速运转1min左右,然后用“手油门”固定在1000r/min左右的稳定转速下继续预热约3min,随时观察机油压力情况,让增压器轴承及发动机曲柄连杆机构在高速运转之前得到充分润滑,切忌冷机猛轰油门,避免初始剧烈磨损产生。
(二)热机不能立即熄火
工作过程发动机意外熄火时,应立即断开动力输出,重新启动,不能拖延。主动熄火前应保持低速运转3~5min,让机件通过机油循环流动得到充分冷却降温。若突然停机,机油压力则迅速下降为零,增压器涡轮部分的高温传到中间,轴承支承壳内的热量不能迅速转移,会造成增压器内滞留的少量机油煎熬积碳、两端油封烧焦失效、轴承拉伤卡死等诸多损坏故障发生。
(三) 不宜长时间高转速超负荷作业
拖拉机田间带负荷作业时,一般情况下发动机转速应控制在2000r/min以下,不要长时间超过额定转速超负荷作业,避免高热现象产生。
(一)正确选用柴机油
应选用质量等级不低于APICD级的增压发动机柴机油,不宜使用普通非增压发动机机油。粘度等级根据气温条件、机件磨损状况灵活确定,应同时兼顾流动性和润滑性,热天、旧机推荐使用高粘度级别,冷天、新机推荐使用低粘度级别。
(二)适时更换机油
拖拉机正常负荷作业500hr后应该更换发动机机油,轻负荷作业不超过1000hr应予更换发动机机油,作业环境恶劣的要视情适当缩短换油周期,长期停用的拖拉机要根据机油氧化变质情况决定取舍。更换机油的同时应该更换循环油路上所有的机油滤清器,保证机油清净畅通无阻。
(三)保持润滑系油压正常
柴油机在运转中,当润滑系统机油压力过低时,流动速度缓慢,不足以形成可靠油膜,不能及时转移并冷却热量,可能造成增压器润滑不良烧蚀转子轴及轴承。机油压力过高时,易突破密封件,可能窜入涡轮室或压气机室。发现异常应停车检查机油的油质、油量、油路及润滑系其他零部件工作情况,及时对症处理。
(四)适时保养维护
由于增压器经常处于高温下运转,它的润滑油管路因受高温作用,内部机油容易产生部分焦结,会造成增压器轴承润滑不足而损坏。因此,润滑油管路在运行一段时间后要进行清洗。拆卸增压器时,要保持清洁,采取可靠的阻隔防护措施,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。平常在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。对增压器维修时应注意不要碰撞损坏叶轮,如果需要更换叶轮,应对其做动平衡试验。
(五)保养空滤器
对从事田间耕作特别是尘土飞扬的旱地作业的拖拉机来说,空气滤清器性能良好与否在很大程度上决定发动机、增压器寿命的长短,对其进行严格保养应当作头等重要事情来认真对待。湿式滤清器要经常检查清洗,添足干净机油,干式滤清器要经常吹拍去尘,已损坏或无效的零部件要及时果断更换,确保进气洁净畅通。
带增压发动机与同型号的非增压发动机在进气量、供油量、供油提前角等参数上有所不同。增压发动机的增压器故障可归结为进气系统故障,一般提前于其他系统故障产生,大致分漏油、漏气、失效三种,在发动机烟色、声音、功率等方面与发动机本体的机械故障表现类似,应予认真分析,区别对待。
(一) 机油消耗量大,但排气烟色正常,动力不降低。一般是由于外部机油渗漏造成的,有明显迹象,可检查发动机润滑系
外部油管,包括增压器进、回油管,对渗漏进行紧固、密封或换件处理。
(二) 机油消耗量大,排气冒蓝烟,但动力不下降。由于增压器压气端漏油,机油通过发动机进气管进入燃烧室被燃烧而冒蓝烟:1.增压器回油管不畅通,机油在转子总成的中间支承处积留过多,沿转子轴流入压气叶轮,应将回油管疏通后装复;2.靠近压气叶轮一端的密封环或甩油环损坏后,机油由此进入叶轮室,随同室内增压后的空气进入燃烧室,应解体增压器更换损坏的零件。
(三) 机油消耗量大,排气冒蓝烟或黑烟,且动力下降。可能涉及曲柄连杆机构、配气机构和供油系、润滑系的故障,按“从易到难,由表及里”的原则,先予检查进气不足的问题(如空滤芯堵塞,进气胶管被吸变形或压扁等)并予修复,再予检查增压器机油内漏问题,最后检修供油系、检查调整气门间隙,必要时大修发动机。
(四) 增压器异响,排气冒黑烟,功率下降。增压器有金属摩擦声,是增压器转子轴承或止推轴承磨损过多,叶轮与增压器壳摩擦而产生,应视情更换损坏的部件进行修复;异响属气流声,应紧固进、排气接口处或更换损坏部件。