農(nóng)用柴油機溫度過高及排氣異常故障的解決辦法

尤立峰

(尚志市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊，黑龍江 尚志 150600)

0 引言

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用，柴油機作為農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)的重要動力機械，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機械性能的重要影響因素，對農(nóng)機行業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。農(nóng)用柴油機以柴油作為燃料，通過柴油燃燒過程產(chǎn)生的能量為農(nóng)機裝備提供持續(xù)動力，現(xiàn)階段，柴油機已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的動力機械。隨著農(nóng)機使用量的增加，柴油機也受到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、地域氣候、駕駛習(xí)慣等多方因素影響，會在一定概率下出現(xiàn)故障，溫度過高和排氣異常是農(nóng)機使用過程中柴油機較易出現(xiàn)的故障形式，隨著生產(chǎn)過程對生產(chǎn)效率和環(huán)境保護意識的提高，農(nóng)用柴油機的合理維修作用進一步凸顯。對于柴油機出現(xiàn)溫度過高及排氣異常的故障展開高效合理的維修，是農(nóng)用柴油機高效應(yīng)用的有力保證。

1 柴油機技術(shù)特征與分類

近年來，隨著國家對柴油機排放及性能相關(guān)政策的調(diào)整，柴油機技術(shù)實現(xiàn)了快速發(fā)展與進步，2016—2020年的五年間，我國柴油機的銷售量總體呈現(xiàn)增長態(tài)勢(圖1)，自主品牌的柴油機產(chǎn)品進一步占領(lǐng)市場，從2021年1—11月的柴油機銷售數(shù)據(jù)看(圖2)，濰柴、云內(nèi)、玉柴、東風(fēng)、全柴等企業(yè)生產(chǎn)的柴油機產(chǎn)品占據(jù)了較大的市場份額。長期以來，農(nóng)用柴油機都占據(jù)著柴油機市場的較大份額，隨著電控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，農(nóng)用柴油機技術(shù)實現(xiàn)了快速進步，種類也得到了進一步豐富。按工作循環(huán)進行分類可將柴油機分為四沖程和二沖程兩種類型；按燃燒室技術(shù)可將柴油機分為直噴式、渦流室式、預(yù)燃室式；按進氣方式可將柴油機分為增壓式和自然吸氣式；按汽缸數(shù)可將柴油機分為單缸式、多缸式等。

圖1 2016—2020年我國柴油機的銷售量

圖2 2021年1—11月不同企業(yè)柴油機銷售量占比

在現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)機械使用中，單缸及多缸四沖程柴油機使用量較大，其具備良好的燃油經(jīng)濟性、維修經(jīng)濟性及可靠性，且產(chǎn)品動力豐富，能覆蓋大中小全系列農(nóng)業(yè)機械對動力的需求。近年來，為進一步提升農(nóng)用柴油機的品質(zhì)與技術(shù)先進性，我國針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點重點進行了專用柴油機的研發(fā)。一方面，通過電控技術(shù)提升柴油機的故障檢測與調(diào)整能力，當(dāng)柴油機出現(xiàn)異常振動、溫度過高、排氣異常等問題時能夠通過多種形式提醒駕駛員對柴油機進行檢查、調(diào)整與維修；另一方面，加強了燃燒性能及排放性能的專項研究，有效提升了柴油機的燃油利用率和排放環(huán)保性，降低了尾氣對環(huán)境及人身造成的傷害；第三，通過政策規(guī)范與農(nóng)機管理加強了對柴油機維修質(zhì)量的約束力，促進了柴油機故障的合理化維修[1]。

2 柴油機溫度過高故障排除

農(nóng)用柴油機工作過程會因為柴油燃燒和機械結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生大量的熱，柴油在汽缸內(nèi)燃燒的瞬間溫度可達2 000 ℃，要保證柴油機各部件長期穩(wěn)定使用，必須將柴油機的運轉(zhuǎn)溫度控制在合理范圍內(nèi)。若柴油機出現(xiàn)異常高溫，可能導(dǎo)致潤滑性能降低、零部件膨脹運行阻力增加、機體磨損等問題，嚴(yán)重時造成柴油機整體的報廢。因此，當(dāng)柴油機出現(xiàn)溫度過高問題時，駕駛員應(yīng)及時停車檢查并排除故障。

2.1 冷卻系統(tǒng)功能異常

冷卻系統(tǒng)是柴油機溫度控制和散熱的主要功能系統(tǒng)，能夠?qū)⒉裼蜋C工作產(chǎn)生的熱量快速帶離，實現(xiàn)系統(tǒng)的持續(xù)降溫，當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會造成柴油機溫度的異常升高。冷卻系統(tǒng)的常見故障包括風(fēng)冷裝置功能異常、冷卻液散熱系統(tǒng)循環(huán)異常兩大方面。

風(fēng)冷裝置功能異常的典型故障包括：1)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不足。主要原因是風(fēng)扇傳動皮帶磨損造成皮帶打滑，此時應(yīng)及時更換磨損或松動的皮帶，確保風(fēng)扇的傳動效率。2)百葉窗不能開啟或開度不足。當(dāng)百葉窗長期使用出現(xiàn)雜物堵塞、開關(guān)不靈活等問題，會嚴(yán)重影響冷卻系統(tǒng)的冷風(fēng)進入量，造成風(fēng)冷效果降低，柴油機溫度異常升高，此時應(yīng)重點檢查百葉窗的開關(guān)功能是否正常，對其進行調(diào)整或更換，并及時清除百葉窗處吸附的塵土或雜物。3)冷卻風(fēng)扇錯裝或變形。若風(fēng)扇扇葉角度過小或風(fēng)扇安裝不正確，也會造成風(fēng)力不足而影響散熱性能，此時應(yīng)對風(fēng)扇進行安裝調(diào)整，必要時更換新的風(fēng)扇。

冷卻液散熱系統(tǒng)循環(huán)異常的典型故障：1)散熱器堵塞。散熱器內(nèi)冷卻液的良好循環(huán)能快速實現(xiàn)柴油機的降溫，散熱器堵塞會嚴(yán)重影響散熱質(zhì)量。在柴油機使用過程中，造成散熱器堵塞原因是多方面的，例如，水垢積聚、雜質(zhì)沉積、空氣阻礙等，此時應(yīng)對散熱器及附屬管路進行徹底清洗除垢。2)節(jié)溫器故障。常表現(xiàn)為在散熱器功能正常的情況下出水管不排水，此時應(yīng)將節(jié)溫器拆卸，檢查伸縮管內(nèi)部的易揮發(fā)液體是否存在泄漏問題，若發(fā)現(xiàn)節(jié)溫器存在泄漏，應(yīng)對其進行整體更換。3)水套水垢過多。水垢過多會造成循環(huán)不利，可利用25%的鹽酸溶液進行8～12 min的浸泡溶解，然后用清水沖洗干凈，若一次清洗不凈，可分數(shù)次清洗。4)水泵損壞。會造成冷卻液失去循環(huán)動力，應(yīng)及時更換損壞的水泵。此外，還要注意檢查冷卻液量是否充足，發(fā)現(xiàn)冷卻液缺失及時補充[2]。

2.2 燃燒系統(tǒng)功能異常

燃燒系統(tǒng)是柴油機熱量的主要來源，燃燒系統(tǒng)功能性故障會造成燃燒質(zhì)量不佳，引起發(fā)動機溫度異常升高。導(dǎo)致燃燒系統(tǒng)功能異常的主要因素包括以下幾點：1)燃燒室積碳。在柴油機燃燒過程中會或多或少地在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生積碳，若積碳清理不及時，會造成積碳在燃燒室內(nèi)的過量累積，阻礙燃燒產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)，造成燃燒室溫度持續(xù)升高。此時應(yīng)做好燃燒室積碳的清理工作，大部分積碳可通過專用工具人工刮除，注意不可隨意使用工具清除積碳，以免損傷缸蓋，將大部分積碳清除后可使用積碳清洗劑清洗缸蓋。2)供油時機滯后。供油時機決定柴油噴入汽缸的時間，最佳供油時機是在活塞壓縮行程到達上止點的瞬時，若供油時機過晚易導(dǎo)致柴油在汽缸內(nèi)不能完全燃燒，造成柴油機溫度升高。當(dāng)供油時機滯后，可通過減少噴油泵與齒輪室蓋間的墊片來調(diào)整。3)排氣門密封不嚴(yán)。排氣門密封不嚴(yán)會導(dǎo)致柴油機運轉(zhuǎn)過程的氣密性降低，柴油機功率下降的同時出現(xiàn)溫度升高的問題。排氣門密封間隙通過調(diào)整螺釘調(diào)整，調(diào)整后應(yīng)保證在關(guān)閉時具有良好氣密性，但不要調(diào)整過緊[3]。

2.3 潤滑系統(tǒng)功能異常

潤滑系統(tǒng)是保證柴油機運動部件潤滑油供給和降溫的功能系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)功能異常常伴隨運動部件動作過程摩擦力增加，摩擦生熱問題加劇，造成柴油機的溫度異常升高。潤滑系統(tǒng)的故障問題主要包括以下幾方面：1)機油濾清器堵塞。堵塞問題會直接影響機油的供給量，因機油不足而出現(xiàn)潤滑性能下降，此時應(yīng)對機油濾清器進行更換，并在日常保養(yǎng)中注意添加清潔、符合規(guī)定要求的機油。2)機油泵損壞。機油泵損壞會造成機油泵不供油或供油量減少，此時應(yīng)對機油泵進行拆卸，檢查機油泵供油壓力是否達到0.6 MPa以上，發(fā)現(xiàn)機油泵性能下降或損壞，應(yīng)維修或更換新的機油泵。3)機油散熱器性能下降。散熱器的散熱片臟污或堵塞及風(fēng)扇性能降低會造成機油油溫下降緩慢，導(dǎo)致機油溫度升高，潤滑性能下降，易造成柴油機因磨損而升溫。此時應(yīng)及時清洗散熱器的散熱片，并調(diào)整風(fēng)扇性能，確保散熱器正常工作[4]。

3 排氣異常故障排除

3.1 排氣溫度過高

排氣溫度過高受多種因素的影響，常見原因包括燃油質(zhì)量不合格、空氣供應(yīng)量不合理、供油及換氣時機不正確、供油系統(tǒng)故障等。當(dāng)出現(xiàn)排氣溫度過高時，應(yīng)根據(jù)實際情況進行檢查與判斷，找出導(dǎo)致溫度過高的原因。1)對于燃油質(zhì)量不合格問題，應(yīng)更換符合柴油機使用要求的標(biāo)號柴油。柴油購置后應(yīng)進行沉淀以去除雜質(zhì)，但柴油的存放時間通常不宜超過1年，以免柴油質(zhì)量下降。2)空氣供應(yīng)量不合理重點檢查進、排氣門間隙及工作狀態(tài)，進、排氣門損壞或密封性下降會造成汽缸密閉性下降，混合氣燃燒不充分不僅廢氣增加，而且排氣溫度異常升高，因此，應(yīng)對進、排氣門進行調(diào)整，使其恢復(fù)密封性能。3)供油時機不正確可通過調(diào)整供油提前角進行修正，換氣時機不正確通過調(diào)整或修復(fù)受損的變速齒輪系，使進、排氣門相位角恢復(fù)正常。4)若噴油器的霧化性能下降，應(yīng)重點檢查噴油嘴是否堵塞，若發(fā)現(xiàn)針閥卡滯，應(yīng)對其進行清理和調(diào)整；若噴油泵柱塞偶件出現(xiàn)嚴(yán)重磨損導(dǎo)致密封性能不達標(biāo)，也應(yīng)對柱塞副進行整體更換[5]。

3.2 排氣煙色異常

排氣煙色異常包括三大故障特征，一是排氣冒黑煙，主要是由于柴油燃燒不完全導(dǎo)致的，應(yīng)當(dāng)重點檢查噴油霧化質(zhì)量、汽缸進氣量、氣門間隙等幾大參數(shù)，通過調(diào)整使柴油機的噴油霧化質(zhì)量符合運轉(zhuǎn)要求，及時清除空氣濾清器中的堵塞臟污，確保空氣濾清器進氣暢通，調(diào)整進、排氣門的靈活性，并使其處于良好的密封狀態(tài)。此外，還要注意避免柴油機的超負荷使用和使用不合格的柴油，確保柴油在汽缸中充分燃燒。二是排氣冒藍煙，主要是由于機油進入燃燒室參與燃燒導(dǎo)致的，主要從以下幾方面查找故障原因：1)活塞、活塞環(huán)、缸套之間的配合關(guān)系是否因磨損而失效，密封不嚴(yán)會導(dǎo)致活塞環(huán)刮油能力減弱，機油易進入燃燒室參與燃燒，此時應(yīng)對活塞、活塞環(huán)進行更換，并修復(fù)磨損的缸壁；2)機油壓力過高，導(dǎo)致機油從連桿軸瓦間隙進入燃燒室參與燃燒，此時應(yīng)對機油泵的供油壓力進行調(diào)整；3)油底殼內(nèi)的機油量過多，導(dǎo)致機油濺到汽缸壁上被帶入燃燒室參與燃燒，應(yīng)放出多余機油，使機油量處于規(guī)定狀態(tài)。三是排氣冒白煙，主要是因為有水進入燃燒室參與燃燒導(dǎo)致的，常見原因包括汽缸蓋損壞或密封性不良導(dǎo)致水進入汽缸，冷卻水套裂紋導(dǎo)致水滲入汽缸，或因為柴油中含有水導(dǎo)致燃燒過程出現(xiàn)水蒸氣，應(yīng)及時修復(fù)損壞的汽缸蓋或裂紋的水套，并更換優(yōu)質(zhì)柴油[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，溫度過高與排氣異常是柴油機故障的外在特征，在日常使用過程中，要確保柴油機的工作狀態(tài)良好，發(fā)現(xiàn)溫度過高、排氣異常等故障現(xiàn)象要及時妥善處理，避免故障問題擴大影響柴油機使用壽命，使柴油機在最佳狀態(tài)下參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。