农用柴油机温度过高及排气异常故障的解决办法

2022-04-12尤立峰

农机使用与维修 2022年4期

尤立峰

(尚志市农业综合行政执法大队，黑龙江尚志 150600)

0 引言

现代农业的发展离不开农业机械的应用，柴油机作为农业机械化生产的重要动力机械，已经成为农业机械性能的重要影响因素，对农机行业的发展起到积极的推动作用。农用柴油机以柴油作为燃料，通过柴油燃烧过程产生的能量为农机装备提供持续动力，现阶段，柴油机已成为农业生产中应用最多的动力机械。随着农机使用量的增加，柴油机也受到农业生产条件、地域气候、驾驶习惯等多方因素影响，会在一定概率下出现故障，温度过高和排气异常是农机使用过程中柴油机较易出现的故障形式，随着生产过程对生产效率和环境保护意识的提高，农用柴油机的合理维修作用进一步凸显。对于柴油机出现温度过高及排气异常的故障展开高效合理的维修，是农用柴油机高效应用的有力保证。

1 柴油机技术特征与分类

近年来，随着国家对柴油机排放及性能相关政策的调整，柴油机技术实现了快速发展与进步，2016—2020年的五年间，我国柴油机的销售量总体呈现增长态势(图1)，自主品牌的柴油机产品进一步占领市场，从2021年1—11月的柴油机销售数据看(图2)，潍柴、云内、玉柴、东风、全柴等企业生产的柴油机产品占据了较大的市场份额。长期以来，农用柴油机都占据着柴油机市场的较大份额，随着电控技术的广泛应用，农用柴油机技术实现了快速进步，种类也得到了进一步丰富。按工作循环进行分类可将柴油机分为四冲程和二冲程两种类型；按燃烧室技术可将柴油机分为直喷式、涡流室式、预燃室式；按进气方式可将柴油机分为增压式和自然吸气式；按汽缸数可将柴油机分为单缸式、多缸式等。

图1 2016—2020年我国柴油机的销售量

图2 2021年1—11月不同企业柴油机销售量占比

在现阶段的农业机械使用中，单缸及多缸四冲程柴油机使用量较大，其具备良好的燃油经济性、维修经济性及可靠性，且产品动力丰富，能覆盖大中小全系列农业机械对动力的需求。近年来，为进一步提升农用柴油机的品质与技术先进性，我国针对农业生产的特点重点进行了专用柴油机的研发。一方面，通过电控技术提升柴油机的故障检测与调整能力，当柴油机出现异常振动、温度过高、排气异常等问题时能够通过多种形式提醒驾驶员对柴油机进行检查、调整与维修；另一方面，加强了燃烧性能及排放性能的专项研究，有效提升了柴油机的燃油利用率和排放环保性，降低了尾气对环境及人身造成的伤害；第三，通过政策规范与农机管理加强了对柴油机维修质量的约束力，促进了柴油机故障的合理化维修[1]。

2 柴油机温度过高故障排除

农用柴油机工作过程会因为柴油燃烧和机械结构运转而产生大量的热，柴油在汽缸内燃烧的瞬间温度可达2 000 ℃，要保证柴油机各部件长期稳定使用，必须将柴油机的运转温度控制在合理范围内。若柴油机出现异常高温，可能导致润滑性能降低、零部件膨胀运行阻力增加、机体磨损等问题，严重时造成柴油机整体的报废。因此，当柴油机出现温度过高问题时，驾驶员应及时停车检查并排除故障。

2.1 冷却系统功能异常

冷却系统是柴油机温度控制和散热的主要功能系统，能够将柴油机工作产生的热量快速带离，实现系统的持续降温，当冷却系统出现故障，会造成柴油机温度的异常升高。冷却系统的常见故障包括风冷装置功能异常、冷却液散热系统循环异常两大方面。

风冷装置功能异常的典型故障包括：1)冷却风扇转速不足。主要原因是风扇传动皮带磨损造成皮带打滑，此时应及时更换磨损或松动的皮带，确保风扇的传动效率。2)百叶窗不能开启或开度不足。当百叶窗长期使用出现杂物堵塞、开关不灵活等问题，会严重影响冷却系统的冷风进入量，造成风冷效果降低，柴油机温度异常升高，此时应重点检查百叶窗的开关功能是否正常，对其进行调整或更换，并及时清除百叶窗处吸附的尘土或杂物。3)冷却风扇错装或变形。若风扇扇叶角度过小或风扇安装不正确，也会造成风力不足而影响散热性能，此时应对风扇进行安装调整，必要时更换新的风扇。

冷却液散热系统循环异常的典型故障：1)散热器堵塞。散热器内冷却液的良好循环能快速实现柴油机的降温，散热器堵塞会严重影响散热质量。在柴油机使用过程中，造成散热器堵塞原因是多方面的，例如，水垢积聚、杂质沉积、空气阻碍等，此时应对散热器及附属管路进行彻底清洗除垢。2)节温器故障。常表现为在散热器功能正常的情况下出水管不排水，此时应将节温器拆卸，检查伸缩管内部的易挥发液体是否存在泄漏问题，若发现节温器存在泄漏，应对其进行整体更换。3)水套水垢过多。水垢过多会造成循环不利，可利用25%的盐酸溶液进行8～12 min的浸泡溶解，然后用清水冲洗干净，若一次清洗不净，可分数次清洗。4)水泵损坏。会造成冷却液失去循环动力，应及时更换损坏的水泵。此外，还要注意检查冷却液量是否充足，发现冷却液缺失及时补充[2]。

2.2 燃烧系统功能异常

燃烧系统是柴油机热量的主要来源，燃烧系统功能性故障会造成燃烧质量不佳，引起发动机温度异常升高。导致燃烧系统功能异常的主要因素包括以下几点：1)燃烧室积碳。在柴油机燃烧过程中会或多或少地在燃烧室内产生积碳，若积碳清理不及时，会造成积碳在燃烧室内的过量累积，阻碍燃烧产生的热量及时散发，造成燃烧室温度持续升高。此时应做好燃烧室积碳的清理工作，大部分积碳可通过专用工具人工刮除，注意不可随意使用工具清除积碳，以免损伤缸盖，将大部分积碳清除后可使用积碳清洗剂清洗缸盖。2)供油时机滞后。供油时机决定柴油喷入汽缸的时间，最佳供油时机是在活塞压缩行程到达上止点的瞬时，若供油时机过晚易导致柴油在汽缸内不能完全燃烧，造成柴油机温度升高。当供油时机滞后，可通过减少喷油泵与齿轮室盖间的垫片来调整。3)排气门密封不严。排气门密封不严会导致柴油机运转过程的气密性降低，柴油机功率下降的同时出现温度升高的问题。排气门密封间隙通过调整螺钉调整，调整后应保证在关闭时具有良好气密性，但不要调整过紧[3]。

2.3 润滑系统功能异常

润滑系统是保证柴油机运动部件润滑油供给和降温的功能系统，润滑系统功能异常常伴随运动部件动作过程摩擦力增加，摩擦生热问题加剧，造成柴油机的温度异常升高。润滑系统的故障问题主要包括以下几方面：1)机油滤清器堵塞。堵塞问题会直接影响机油的供给量，因机油不足而出现润滑性能下降，此时应对机油滤清器进行更换，并在日常保养中注意添加清洁、符合规定要求的机油。2)机油泵损坏。机油泵损坏会造成机油泵不供油或供油量减少，此时应对机油泵进行拆卸，检查机油泵供油压力是否达到0.6 MPa以上，发现机油泵性能下降或损坏，应维修或更换新的机油泵。3)机油散热器性能下降。散热器的散热片脏污或堵塞及风扇性能降低会造成机油油温下降缓慢，导致机油温度升高，润滑性能下降，易造成柴油机因磨损而升温。此时应及时清洗散热器的散热片，并调整风扇性能，确保散热器正常工作[4]。

3 排气异常故障排除

3.1 排气温度过高

排气温度过高受多种因素的影响，常见原因包括燃油质量不合格、空气供应量不合理、供油及换气时机不正确、供油系统故障等。当出现排气温度过高时，应根据实际情况进行检查与判断，找出导致温度过高的原因。1)对于燃油质量不合格问题，应更换符合柴油机使用要求的标号柴油。柴油购置后应进行沉淀以去除杂质，但柴油的存放时间通常不宜超过1年，以免柴油质量下降。2)空气供应量不合理重点检查进、排气门间隙及工作状态，进、排气门损坏或密封性下降会造成汽缸密闭性下降，混合气燃烧不充分不仅废气增加，而且排气温度异常升高，因此，应对进、排气门进行调整，使其恢复密封性能。3)供油时机不正确可通过调整供油提前角进行修正，换气时机不正确通过调整或修复受损的变速齿轮系，使进、排气门相位角恢复正常。4)若喷油器的雾化性能下降，应重点检查喷油嘴是否堵塞，若发现针阀卡滞，应对其进行清理和调整；若喷油泵柱塞偶件出现严重磨损导致密封性能不达标，也应对柱塞副进行整体更换[5]。

3.2 排气烟色异常

排气烟色异常包括三大故障特征，一是排气冒黑烟，主要是由于柴油燃烧不完全导致的，应当重点检查喷油雾化质量、汽缸进气量、气门间隙等几大参数，通过调整使柴油机的喷油雾化质量符合运转要求，及时清除空气滤清器中的堵塞脏污，确保空气滤清器进气畅通，调整进、排气门的灵活性，并使其处于良好的密封状态。此外，还要注意避免柴油机的超负荷使用和使用不合格的柴油，确保柴油在汽缸中充分燃烧。二是排气冒蓝烟，主要是由于机油进入燃烧室参与燃烧导致的，主要从以下几方面查找故障原因：1)活塞、活塞环、缸套之间的配合关系是否因磨损而失效，密封不严会导致活塞环刮油能力减弱，机油易进入燃烧室参与燃烧，此时应对活塞、活塞环进行更换，并修复磨损的缸壁；2)机油压力过高，导致机油从连杆轴瓦间隙进入燃烧室参与燃烧，此时应对机油泵的供油压力进行调整；3)油底壳内的机油量过多，导致机油溅到汽缸壁上被带入燃烧室参与燃烧，应放出多余机油，使机油量处于规定状态。三是排气冒白烟，主要是因为有水进入燃烧室参与燃烧导致的，常见原因包括汽缸盖损坏或密封性不良导致水进入汽缸，冷却水套裂纹导致水渗入汽缸，或因为柴油中含有水导致燃烧过程出现水蒸气，应及时修复损坏的汽缸盖或裂纹的水套，并更换优质柴油[6]。