L12柴油机“窜机油”的原因分析及相应措施

2014-02-28王芳

现代农机 2014年3期

王芳

王芳

1 L12 柴油机窜机油问题的由来

多年来，L12柴油机因其可靠的动力发挥和良好的燃油经济性能，获得稳定而广阔的市场配套需求，深为用户欢迎。2012年4月中旬，东北某区域市场信息反馈：近期出厂的L12柴油机中有少量的柴油机新机排气口出现“窜机油”现象。对此，我们进行了专项检查和试验分析。

2 L12 柴油机窜机油的原因分析

L12柴油机的润滑系统采用传统的压力和飞溅润滑方式。针对市场反映的新机“窜机油”，我们着重就零、部件控制和质量方面入手进行分析。

L12柴油机除了曲柄旋转甩起机油润滑零部件外，还设有两条油路为零部件输送机油：一路是机油泵通过集滤器从油底壳吸入机油，经分流由主机油管进入机体齿轮室盖侧顶部，而后由一Ø2.2 mm的油孔飞溅润滑曲轴连杆轴承；另一路是机油泵经分流由细机油管进入气缸盖，再经油道的定位销到达摇臂支座、摇臂轴、摇臂，机油从摇臂和摇臂轴的配合间隙渗出，润滑气门、气门导管，同时多余的机油会在重力的作用下积存于气缸盖罩和气缸盖所封闭空间的低位，一部分机油会从挺柱与挺柱孔的间隙回流进油底壳。

对从市场返回的L12柴油机进行拆机检查，发现L12柴油机的排气门摇臂上油孔与图样设计不一致。原设计是一Ø2 mm的细长油孔，如图1所示。但实物却是一段粗连通一段细的阶梯油孔，咨询零件供应商获知，供应商擅自改变加工，这样做可以有效减少钻头的损坏率，达到降低成本的目的，但是却有损生产厂家和用户的利益。因排气门摇臂的供应状态是与摇臂轴装配成一体组成部件供货，质检的时候需更仔细认真。在兼顾供应商的成本因素和实际参与机油润滑的油量情况，作出了取消排气门油孔的措施。L12柴油机采用新排气门摇臂进行装机后，上台架，在热车状态空载，60%的标定转速运转5 min后气缸盖排气口无湿润现象，L12柴油机新机“窜机油”现象得到了有效解决。

图1 L12柴油机排气门摇臂结构图

如果L12柴油机不是新机的状态出现窜机油，可以考虑以下几个方面。

（1）柴油机油规格牌号是否合理。柴油机油，即柴油机润滑油，被誉为柴油机的“血液”，能对柴油机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨等作用。柴油机油品级最重要的一项性能指标是黏度等级。在保证必需的良好润滑条件下，用黏度最小的柴油机油。L12柴油机在工作过程中，大部分柴油机油处于70～90℃或更高的温度下，少量柴油机油工作在100～200℃的气缸套内表面及100～300℃的活塞表面上，更有少部分柴油机油窜到更高温的燃烧室内。窜入燃烧室内的柴油机油会燃烧，发生氧化等变化，这会促使柴油机油老化变质。随着柴油机的强化，零部件热负荷及机械负荷不断增加，柴油机油的黏度因高温变稀，从而不能保证润滑必需的油膜厚度。由此摩擦副的配合间隙会加大，导致窜机油现象的发生。柴油机油应采用正规厂家生产的符合标准的柴油机油。

（2）进、排气门与气门导管之间的配合间隙是否合理。进、排气门与气门导管之间的配合间隙太大，贮存在气缸盖罩里的机油就会顺着间隙进入燃烧室，烧机油，这造成燃烧室及进、排气门和气门导管积炭，导致异常磨损，也加剧了多余机油被吸入燃烧室，出现窜机油；因此配合间隙超大时，应及时更换新的气门和气门导管。但气门杆与气门导管之间的配合间隙也不能太小，如果太小，其受热膨胀，致使气门杆与气门导管间隙产生过盈，过盈的配合势必造成摩擦副润滑不良，产生干摩擦，后果严重的会导致气门杆和气门导管烧死而引起柴油机发生重大机械故障。

（3）活塞、活塞环与气缸套的配合间隙是否合理。L12柴油机活塞与其气缸套之间间隙，由于活塞侧表面形状及椭圆的要求，在活塞不同部位及圆周方向需要不同的数值，其中最重要的是活塞顶部间隙和垂直于销孔方向的裙部间隙。减小活塞顶部间隙，有助于热能的传递，能进一步降低活塞头部的热负荷。减小垂直于销孔方向的裙部间隙，可以减弱活塞换向时的倾侧摆动与敲击缸套的现象，可大为减轻气缸套穴蚀；但若此间隙过小，极易引起活塞损伤和拉缸。活塞磨损量过大，活塞与气缸套之间的间隙加大，机油就会从曲轴箱上窜至气缸内，出现窜机油。

L12柴油机第一道活塞气环采用的是桶面镀铬环，第二、三气道采用锥面外切扭曲环。装锥面外切扭曲环时应注意，向上记号必须朝向活塞顶，扭曲缺口朝向连杆，此环万万不能装反，且各活塞环开口要错位，形成“迷宫”，否则容易上窜机油。锥面环的斜角提高了表面接触压力，易于磨合，活塞上行时易于在气缸壁上形成油膜，下行刮油效果良好。外切扭曲环在工作时产生正扭曲，有刮刀般的切口，刮油能力强，有效地阻止了机油在气缸壁的堆积。 L12柴油机油环采用的是异向倒角螺旋撑簧油环。装配时油环销口应插入螺旋撑簧孔内12 mm以上，螺旋撑簧装入油环体时必须使撑簧的接口置于环体开口的对面。在开槽油环背后加置螺栓撑簧，不仅可以提高环的径向压力，而且油环具有适应气缸套变形的能力，保证油环与气缸壁均匀而稳定地贴合，能减少磨损及降低机油消耗量。活塞环长期使用后，磨损过大，弹力下降，机油就会从活塞环与气缸套之间的间隙，或在活塞环轴向运动产生的泵油作用下，上窜至燃烧室，引起燃烧不良、活塞积炭、活塞环积胶，从而导致机油消耗量增加。L12柴油机经过长期使用后，磨损或变形量过大，应及时更换新的活塞、活塞环和气缸套，也可对活塞、活塞环进行除炭，也可对气缸套进行镗缸来进行调整。

（4）柴油机内机油量是否合理。若机体油面过高，柴油机高速运转时，曲轴曲柄激起的机油飞溅至气缸套内壁上机油就会过多，增加了活塞环的刮油负担，未能及时刮去的机油会窜入活塞顶部的燃烧室，引起窜机油。机体油面过低时，润滑不到位，就会影响零部件的性能，导致早期磨损加剧，从而柴油机的经济性下降。L12柴油机油量是否合适可以通过机油尺部件上的刻线来判断。机油尺部件插入柴油机机体内的部位上有两刻线，分别表示最高油面和最低油面。只有当干净的机油尺部件插入柴油机机体内，显示的油迹位于两刻线之间，才是合理的油面。