怎样提高柴油机大修的功率

大修后,柴油机在额定转速前提下连续运转12h,额定功率值能否恢复到原值的90%以上,关键在于影响柴油机功率的各个因素.

在测功率时,功率不足的普遍现象是:加载荷时转速下降快,达不到额定扭矩,功率相差不太多,多数是某1~2个气缸有问题.功率相差较大时,排出的黑烟连续均匀,一般是整体性问题(各缸工作状态均不良).但上述情况并非绝对,首先应查明是个别缸的故障还是每个缸均有问题.在测得总功率的基础上,切断所有缸供油,依次测定各个缸的功率.

鉴于上述情况的初步分析,实践证明保证大修后柴油机有较高的气缸压缩力和正确的配气相位,是决定能否有较大功率的第一个关键.第二个关键是燃料消耗等几个主要技术性能指标是否良好,现将影响功率恢复的有关因素分述如下.

(1)活塞与气缸套的间隙.

1)气缸套的修理技术要求气缸套磨损到一定限度以后,若不更换新的气缸套,则可将气缸套内径按照有关柴油机维修配件尺寸规格的要求,进行镗缸修理.

镗削气缸套时应注意的一点是,必须仔细区分原厂机型气缸套和地方产的杂牌气缸套,再根据具体情况进行加工.这是因为气缸套由于产地不一,气缸套表面经高频淬火后的硬度也不同.通常要求镗磨后的气缸套,其表面粗糙度应良好,不允许有刀痕、拉伤等缺陷,且镗后的气缸套壁厚之差不应过大.以T120推土机装用的6135柴油机为例,其要求应不超过0.lOmm.气缸套往气缸体上安装时,缸套壁薄的一面应放入侧压方向.

2)对活塞的技术要求柴油机活塞与气缸套之间的装配间隙均应符合各种机型的具体规定,不得任意改变参数.活塞裙部与气缸套壁直接接触并高速滑动,同时承受连杆摆动所产生的侧压力.活塞裙部的尺寸符合设计要求,能保证活塞导向良好,有足够的承压面积,形成足够厚的润滑油膜,不致于因间隙过大发生敲缸,引起噪声和加速损伤.也不致于因间隙过小,导致活塞在气缸中咬住而发生重大机械事故.

大修时,活塞在正式装于气缸套内之前,应该检验其使用时是否有可能出现气缸套偏磨的故障.这是因为在铰削连杆小头孔时,若它与连杆大端孔的两孔中心线互相歪斜,或者曲轴主轴颈与连杆轴颈不平行,或者连杆本身存在弯曲或扭转变形时,均能导致气缸套在今后的使用中产生不正常的偏磨现象.

检查方法可将没有装活塞环的活塞连杆组件,按照标准规定装在曲轴上.然后转动曲轴,在活塞处于气缸套上止点、下止点和中部位置时,测量活塞顶部与气缸套壁前后的间隙.如果三个位置间隙都近似相等,说明气缸套无偏磨现象;否则,说明气缸套已偏磨.

当某一气缸活塞在气缸套上、中、下三个位置时,活塞与缸壁前后间隙都是一侧小,说明连杆弯曲,其连杆大小端孔中心线互相不平行.此时活塞在气缸套内,无论在什么位置上,都向一边倾斜,且在气缸套的上、下止点位置磨损较严重.连杆除发生上述弯曲外,有时也发生双重弯曲.此时连杆大小端孔中心线,虽然互相平行并在一个平面内,但是活塞中心线向一方偏移,因此气缸套一侧磨损严重.

(2)曲轴回转半径柴油机的曲轴回转半径,应符合各种机型的规定参数.以4BA-12离心泵装用的X2105柴油机为例,此值应是(60+0.1)mm.大修时,如果需磨修,要保证这个数值.如果曲轴回转半径小了,会使气缸压缩力下降.曲轴回转半径大了,则会发生活塞撞气门的事故.通常精磨主轴颈的最小极限尺寸为咖78mm,连杆轴颈为咖68mm.轴颈的过渡圆角保持尺寸为(4.5+0.5)mm,各主轴颈不同心度不大于0.03mm.

(3)活塞顶平面至气缸盖平面的距离活塞在上止点时,活塞顶平面至气缸盖平面的距离为柴油机的压缩室高度.校正压缩室高度实际上是校正压缩比.压缩比的大小,直接影响柴油机功率的提高或降低.

(4)气门的密封性与气门凹陷度气门与气门座研磨配合后,必须检验并保证其密封性良好.实践证明,气门的凹陷度(即气门头端面沉入气缸盖底平面的距离)对功率性能的影响是显著的.为此,大修时在活塞与气缸盖,气门与活塞不发生碰撞的前提下,应尽可能缩小气门凹人气缸盖的数值,以增加气缸压力.

(5)配气相位配气相位是影响功率的另一综合指标.实际使用中,由于以下几点原因均可使柴油机的配气相位有所改变:

1)气门间隙过大或过小.

2)配气凸轮磨损、凸轮轴弯曲或凸轮轴衬套间隙过大.

3)正时齿轮磨损或齿轮安装错误.

4)配气凸轮轴轴向间隙过大.此时,凸轮轴多数易发生轴向移动.这样会导致传动齿轮产生偏差,从而改变了气门的开闭时间.

以上因素,都会使柴油机功率无法正常发挥.

(6)喷油器的性能喷油器中喷油嘴雾化质量的好坏,直接影响柴油机着火燃烧.喷油嘴针阀体圆柱工作面(径部)之间的配合间隙是针阀偶件重要的性能参数之一.间隙太小会影响偶件圆柱工作面的滑动性、座面密封性,使用中会产生卡死现象.间隙太大会使径部密封性能变差、回油量增多、引起喷射延迟、喷油压力降低,喷入气缸内的燃油量减少,喷雾质量变坏.

在气缸盖上安装喷油器时,当把喷油器放入气缸盖孔内后,应交替均匀拧紧两个固定螺母.其喷油嘴外圆应高出气缸盖底平面一定距离,不得任意增减喷油器密封垫圈.否则会改变喷油嘴伸人气缸盖燃烧室的原设计位置,引起燃烧不良,导致柴油机功率不足.另外,工作中喷油嘴壳体平面常被针阀台肩撞击而磨出凹坑.此时喷油延续角加大,气缸后燃期也加长,均能影响柴油机的使用功率.

(7)喷油泵的供油量喷油泵工作好坏,直接影响柴油机的功率.为保证柴油机正常工作,大修时均应在喷油泵试验台上对喷油泵进行调试.调试喷油泵时,油量调少了,柴油机"吃不饱",功率不足.油量调多了,功率也不会增加.根据实践中的体会,编者认为供油量越多越不好.为此,编者的观点是在保证有较高功率的前提下,以尽量减少供油量为佳.

检修喷油泵时,泵上的回油阀应该密封性能良好,不得有渗漏现象.当用嘴吹回油阀时不应漏气,否则将导致柴油机明显功率不足.

有的喷油泵在试验台上调试合格,但装到柴油机上实际使用后却会显示出功率不足的情况.,此时的主要原因是在试验台上校正调试时,所使用的附件如输油泵、滤清器、喷油器、油管及回油阀等的技术状态与原来实际柴油机的技术状态不同、这对喷油泵的供油量有很大影响.另外,试验时的室内温度和使用的柴油质量等都会使试验台上获得的技术数据受到影响.因此编者认为在校验、检查喷油泵时,最好能使用原柴油机的输油泵及喷油器,且应及时更换试验台上的柴油,以保证一定的粘度和纯度.此外,装在柴油机上的滤清器应经过检查,确保其技术状态良好.

(8)供油提前角供油时间的准确性对柴油机的动力性和经济性有很大的影响.柴油机在工作中,喷油泵的滚轮体及滚轮、滚轮销、调整螺钉(或垫块)、凸轮轴上的凸轮及凸轮轴上的两端轴承受到磨损.在调试、校正喷油泵时,这些零件常常不注意更换或修复,这样势必对柴油机供油的规律性有明显影响.在这种情况下,由于柱塞运动速度规律的变化和柱塞供油速度特性的影响,其供油的延续历程及喷射过程中喷油量的变化都将不同,其结果一般均使喷射延续历程延长,喷射质量下降,耗油量增加,工作无力.因此,只有在同时保证喷油泵的供油起始角和柴油机的供油提前角的情况下,才能保证正常的燃烧过程.

(9)调速器的性能调速特性是指柴油机转速变化时,在调速器自动改变供油量的情况下所测取的特性曲线.调速器的性能也是影响柴油机功率的一个较重要因素.

大修试机时,有的柴油机能达到要求的最高空载转速,但当承受载荷后,转速下降很快,这是柴油机经不住载荷的表现.其原因首先是调速器调整不正确,在额定转速时,油量调节拉杆就往后拉,没有使喷油泵输出额定油量.其次是调速器弹簧弹力不足或失效,在柴油机加负荷后,来不及适应因转速下降而加速使喷油泵增加供油量的要求.因此,转速下降越来越多,以致载荷还没有加到最大值时,转速已降到额定转速以下,柴油机发挥不出应有的功率.

(10)机油消耗量机油消耗量应控制在规定要求之内,维修工作的重点应是排除机油进入燃烧室的途径+.在解体有烧机油故障的柴油机时,应认真注意观察这方面的现象.例如在拆下活塞时,应观察各活塞环口所在的位置.如果各环口都接近在同一条线上,应检查气缸在这个方向上是否为椭圆的长轴.

如果是这样,就必须镗缸或更换气缸套.否则,很难消除这个缸的窜油故障.另外,要重视润滑系统的清洁和维护,一定要使用优质、正品柴油机油,不得把几种机油混合使用.

(11)磨合试运转柴油机大修后必须经过一定时间的磨合试运转,才能正式投入工作.很多维修人员对这一点往往不能坚持做到,以致大修后的柴油机无法发挥应有的功率.根据实践体会,大修后的磨合试运转时间,一般均应不少于Sh为宜.

在用测功率器测定柴油机功率的过程中,还应特别重视的是测功中的柴油机转速.一台合格的柴油机,由于测功方法不正确,往往会出现功率被测丢、耗油率增加的现象.有的人为了增加柴油机的功率,测功中猛加载荷,设法让扭力指针多指示一点儿,不管转速变化.也有的人在测功中,任意提高柴油机转速,力求功率高一点儿.这两种做法,显然是不对的.这是因为扭力的增大,会降低柴油机转速,功率不但不能增加,反而会减少.另外,随着柴油机转速的下降,喷油泵的作用点不起作用了,处于最大供油状态.其结果将会导致功率和耗油率,全都测丢了.

任意提高柴油机转速,在一定范围内会使功率提高.可是喷油泵的工作点也同样跟着改变,转速高到一定程度,功率反而会降低.为此,测功率时柴油机的转速,必须在喷油泵工作转速下测量才是最有利的.