通过技术调整提高小型柴油机的使用性能

李凤光
在我国农村几乎每家每户都有小四轮拖拉机或三轮、四轮农用车,其动力源都是小型柴油机。小型柴油机普及率很高,应用面也很广,然而随着使用年限的增加,小型柴油机使用性能逐年下降,功率减少,油耗增加,故障率上升。小型柴油机使用时间长,运动件间的磨损会增加,原调整参数会受到破坏,因此要利用重新调整来恢复柴油机的使用性能。
一、气缸压力的检查
在发动机运转温度至70~80 ℃后,熄火拆下喷油器,将气缸压力表旋入喷油器安装孔固定。利用起动机转动曲轴,运转3~5 s,测定压力表指示读数,重复2~3次。大修车压力不能少于原车规定值的95%;二级维护车不能少于原车规定值的85%。各缸的压力差要小于8%。在检测过程中依次测量2次,以最高值为准。如果小于75%的规定值,则应进行气缸大修修理。
如果测得的气缸压缩压力超过原厂规定,其原因一般为燃烧室内积碳过多、气缸衬垫过薄或缸体与缸盖结合平面经多次修理磨削过甚。
如果测得的气缸压缩压力低于原厂规定时,可向该缸火花塞(喷油器)孔内注入20~30 ml新机油后进行第二次测量。如果第二次测出的压力比第一次高,接近标准压力,表明是气缸、活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成气缸不密封。如果第二次测出的压力与第一次基本相同,即比标准压力低,表明是进、排气门或气缸衬垫不密封。
二、配气相位的检查
该部位对机车动力性能和经济性影响很大。如:手扶拖拉机装的S195柴油机,配气相位角规定值为240°,若减少到220°,则发动机功率约下降0.06~1.32 kW。
(1)计算相位角:用手不断转动气门推杆,当感觉到由轻松到滞涩时,进气门开,飞轮停转,用专用钢卷尺量取飞轮上止点刻线到水箱箭头间的周长,以周长乘以常数计算相位角(S195与CC195柴油机的常数分别为0.27和0.30,飞轮弧长62 mm相当于17.14°;飞轮弧长159 mm相当于43.33°)。
(2)检查气门间隙变化和凸轮磨损程度:如检查S195气门间隙时,使气门全关闭(冷车状态),转动飞轮感到费力时,打开减压杆再继续摇转,当飞轮上止点刻线对准水箱刻线,即为压缩上止点。用厚薄规进行测量。如果在热车状态下调整,间隙应该比冷车时小0.05 mm为宜。
从调修资料中得知:当进、排气门间隙变0.1 mm时,其进、排气门开启延续角分别减少2.39°、2.16°,有效功率将以0.062~0.067 kW的幅度下降,而耗油率以4.83~5.16 g/kW·h的幅度升高。
适当改变气门间隙,可以弥补配气相位,改善机车的动力性能和经济性。如果凸轮磨损不大,使配气相位稍有减小,可以适当减小气门间隙,弥补凸轮磨损的不均匀度。若进、排气门间隙均小于0.2 mm时,将出现气门关闭不严或撞击活塞现象,应及时修复或更换新件。
(3)按着相位误差值调整气门间隙:随着机车使用年限的增长,配气相位误差在增加。测试得知:使用1~2年机车的配气相位误差2°~3°;3年的机车达5°左右;机龄不断增长的达10°以上。为了恢复相位角,以配气相位正时为前提,选取气门间隙调整。即用变化气门间隙值来保证配气相位正时。一年多的调修表明,该方法对新、老机车和新、旧凸轮轴均可采用。
三、供油提前角的检测
柴油喷入气缸后,与空气混合成可燃混合气,为保证可燃混合气燃烧充分,且在上止点后某一时刻燃烧压力达到最大值,以确保柴油机正常工作。喷油器必须在压缩上止点前某一时刻开始喷油。喷油器开始喷油时,所对应的曲轴转角,称为喷油提前角。但在柴油机上要想检查喷油提前角是很困难的,通常采用供油提前角代替喷油提前角进行检查调整,即喷油泵柱塞的高压油管开始喷油的时刻。供油提前角以压缩上止点前的曲轴转角来度量。
供油提前角的大小对柴油机的工作过程影响很大。若过多柴油提前喷入,气缸内空气温度和压力较低,混合气形成不好,着火落后,使柴油机工作粗暴、怠速不稳和启动困难;若过少,将使柴油燃烧过程延续到上止点以后,会使柴油机功率下降,油耗上升,排气冒白烟,柴油机过热等。为保证柴油机有良好的经济性、动力性和启动性能,必须保证供油提前角在规定的范围内,柴油机工作500 h左右必须调整供油提前角,经拆修的喷油泵也要调整供油提前角。举例谈480型柴油机供油提前角的检查调整:
(1)将油门操作杆置于供油位置,并排除空气使喷油泵内充满柴油,然后拆去1缸高压油管,同时装上溢油管,转动飞轮,排除溢油管中的空气,使油面静止在玻璃管内。
(2)按柴油机运转方向缓慢地转动飞轮,并注意观察玻璃管内油面变化。当油面发生波动的瞬间,立即停止转动,检查曲轴传动带轮上的刻度是否符合最佳供油提前角的度数。如不符合,应加以调整。
(3)松开油泵三角法兰盘上3个固定螺母,用手扳动喷油泵总成旋转,喷油泵总成向柴油机一侧旋转(从飞轮端看,顺时针方向),供油提前角增大。反之,逆时针方向旋转,供油提前角减小。每次调整转动都要将固定螺母锁紧后,再复查供油提前角的数值,直到供油提前角符合要求为止。
在调修中还摸索出:如果小拖的气缸压力偏低,在调整供油时间时,以调到规定范围的下限为好;若喷油压力、供油量和供油压力均变小,供油时间以调到规定范围的上限为好。
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