柴油机气缸套磨损的原因及解决措施

气缸套的工作环境十分恶劣,造成磨损的原因也很多。通常由于构造原因允许有正常的磨损,但使用和维修不当,就会造成磨料磨损、熔着磨损和腐蚀磨损等非正常磨损。
一、构造原因引起的磨损
(一)润滑条件差使气缸上部磨损严重
气缸套上部临近燃烧室,温度高,润滑条价差。新鲜空气和未蒸发的燃料冲刷和稀释,加剧了上部条件的恶化,时期刚上都处于干摩擦或半干摩擦状态,这是造成气缸上部磨损严重的原因。
(二)酸性工作环境导致化学腐蚀,使气缸套表面腐蚀剥落
气缸内可燃混合气燃烧后,产生水蒸气和酸性氧化物,它们溶于水中生成矿物酸,加上燃烧中生成的有机酸,使气缸套始终工作在酸性的环境中,对气缸表面产生腐蚀作用,腐蚀物在摩擦中逐步被活塞环刮掉,造成气缸套变形。
(三)客观原因导致气缸内进入机械杂质,使气缸套中部磨损加剧
由于发动机的原理和工作环境,空气中的灰尘、润滑油中的杂质进入气缸内,使活塞和缸壁间造成磨料磨损。灰尘或杂质随活塞在气缸中往复运动时,由于在气缸中部位臵的运动速度最大,故加剧了气缸中部的磨损。
二、使用不当引起的磨损
(一)空气滤清器滤清效率低。
空气滤清器的作用是清除进入气缸内的可燃混合气中所含的尘土和沙粒,以减少气缸、活塞和活塞环等零件的磨损。空气滤清器长期得不到清洗保养,滤清效果差,将加速气缸套的磨损。实验表明,发动机若不装空气滤清器,气缸的磨损将增加6-8倍。
(二)长时间低温运转发动机长时间地低温运转
1、造成燃烧不良,产生积碳,积碳从气缸套上部开始蔓延,在活塞的往复运动过程中使气缸套上部产生严重的磨料磨损;
2、引起电化学腐蚀磨损。由于发动机的温度较低,进入到气缸内的可燃混合气不能充分的混合燃烧,反而会有一部分燃油和燃烧后的废气等粘附在气缸套内壁上,形成酸性物质腐蚀气缸套内壁。
3、不按规定时间或里程进行保养维护发动机润滑油在使用一定时间后机油通常会发黑变质,失去其应有的润滑作用。因此发动机润滑油在使用到规定的时间和里程后必须更换。润滑油滤清器和空气滤清器长期使用导致失效,将不能很好地过滤润滑油和空气中的杂质、灰尘和沙砾等,造成气缸套磨损严重。
三、维修不当引起的磨损
(一)气缸套安装位置不当在安装气缸套时,若存在安装误差,气缸中心线和曲轴轴线不垂直,会造成气缸套非正常磨损。
(二)连杆铜套孔偏斜在修理中,铰削连杆小头铜套时,铰刀倾斜而造成连杆铜套孔偏斜,活塞销中心线与连杆小头中心线不平行,迫使活塞向气缸套的某一边倾斜,也会造成气缸套非正常磨损。
减少气缸套磨损的措施
一、正确起动和起步
发动机冷车起动时由于温度低,机油粘度大,流动性差,使机油泵供油不足。同时,原气缸壁上的机油在停车后沿气缸壁下流,因此在起动的瞬间得不到正常工作时那样良好的润滑,致使起动时气缸璧磨损大大增加。因此,初次起动时,应先使发动机空转几圈,待摩擦表面得到润滑后再起动。起动后应怠速运转升温,严禁猛轰油口,待机油温度达到40℃时再起步;起步应坚持挂低速档,并循序每一档位行驶一段里程,直到油温正常,方可转为正常行驶。
二、正确选用润滑油
要严格按季节和发动机性能要求选用最佳粘度值的润滑油,不可随意购用劣质润滑油,并经常检查和保持润滑油的数量与质量。
三、加强滤清器的保养
使空气滤清器机油滤清器和燃油滤清器保持良好的工作状态,对减轻气缸套的磨损至关重要。加强对“三滤”的保养,是防止机械杂质进入气缸,减轻气缸磨损,延长发动机使用寿命的一项重要措施,在农村和多风沙地区尤为重要。有的驾驶员为了节约燃料而不装空气滤清器是绝对错误的。
四、保持发动机正常工作温度
发动机的正常工作温度应处在80-90℃。温度过低,不能保持良好的润滑,会增大气缸壁的磨损,气缸内的水蒸气易凝结成水珠,溶解废气中的酸性气体分子,生成酸性物质,使气缸璧受到腐蚀磨损。试验表明,当气缸璧温度由90℃降到50℃时,气缸磨损量为90℃时的4倍。温度过高,会使气缸强度降低而加剧磨损,甚至可能使活塞过度膨胀而造成“胀缸”事故。

柴油发动机烟色故障判断

柴油发电机组的烟色指运转时,从排气管排出的废气烟色。正常燃烧时,它应该是一种无色的透明气体。但由于机器的磨损、调整不当、工作环境的影响、喷油量和供油时间不合适等诸多因素的影响,柴油发电机组常常会出现排气冒白烟、蓝烟和黑烟的现象。柴油机排气烟色直接反映出了柴油机的故障及燃烧的质量。弄清柴油机冒烟的机理和烟色与故障的关系。可以提高柴油机的经济性、减少故障、降低污染,使柴油发电机组处于良好的状态。
   一、排气烟色的形成机理
    柴油机在运行过程中,排出废气的烟色,可以分为三类:白烟、蓝烟和黑烟。不同的烟色其形成原因不同。
    ①白烟:
    柴油机排白烟是由于柴油机过冷或在寒冷天气、冷机启动及空车惰转时发生。此时,气缸中温度较低,着火不好,燃料未完全燃烧,由这些未完全燃烧或部分氧化的燃料液滴与水蒸气构成的微粒(μ)直径在0.6~1以上的微粒随废气排出时,就形成了白色烟雾。柴油发动机组经过暖机,温度正常后,白烟就会消失。
②蓝烟:
    柴油机低负荷运行时,燃烧室温度较低,燃料着火性能不好,燃料或窜入燃烧室的润滑油未(μ)完全燃烧,即呈微粒状态直径在0.4以下排出,从而形成蓝烟。在排出蓝烟的同时由于燃烧的中间()生成物质甲醛也排出,因而有刺激性臭味。蓝、白烟之间并没有严格的成份差异,只是由于微粒直径不同对光线的反射不同,产生不同颜色而已。
    ③黑烟:
    易在高负荷时发生。例如柴油发电机组超负荷工作、汽车加速、爬坡时,排气就易冒黑烟。黑烟柴油机在运行中冒黑烟,会使经济性下降,废气温度高,产生积炭,积炭会引起活塞环卡死和气门咬死现象。此外,柴油机冒烟还会妨碍视线,污染环境。因此,不允许柴油机长期在黑烟下工作。出现黑烟后,柴油机负荷不能再提高。因此,它也是限制负荷提高的一个标志。

柴油机高压共轨原理

柴油机电子控制技术的一类。高压共轨系统的主要优点是它可以在宽广的范围内改变喷射压力和喷射时间,通过将油压产生过程和燃油喷射控制过程分开考虑实现柴油机电子控制。
      高压共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管,通过公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。
        共轨腔内的高压直接用于喷射,可以省去喷油器内的增压机构;而且共轨腔内是持续高压,高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。
通过高压油泵上的压力调节电磁阀,可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节,尤其优化了发动机的低速性能。
通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时、喷射油量以及喷射速率,还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。
高压共轨系统由五个部分组成,即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口,由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内,再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。
     预喷射在主喷射之前,将小部分燃油喷入气缸,在缸内发生预混合或者部分燃烧,缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降,发动机工作比较缓和,同时缸内温度降低使得NOx排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性,改善高压共轨系统的冷起动性能。
主喷射初期降低喷射速率,也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率,可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期,使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成,提高输出功率,减少燃油消耗,降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油,降低烟度和碳氢排放。
    高压共轨系统和凸轮驱动系统相比,有很强的适应性,主要体现在:宽广的应用范围;高喷射压力;可变喷射时间;多级预喷射和后喷射功能;可变喷射压力(喷射压力可以在23~200MPa的范围内变化)。高压共轨系统采用模块化设计,这种设计简化了系统对每缸的适应性。