鄭 孟
浙江公路技師學(xué)院,浙江杭州 310023
在工程機械柴油發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)中,機油起著非常重要的作用。如果發(fā)動機建立不起一定的機油壓力,各運動副摩擦面就不能及時得到潤滑,也不能將機件所產(chǎn)生的熱量和雜質(zhì)立即帶走,從而使發(fā)動機出現(xiàn)各種故障。
機油壓力不可過高,也不可過低,壓力過高容易沖壞機油濾清器和其它密封件;如果壓力過低,因機油不能足量地到達各個摩擦表面,而不能發(fā)揮其正常的清洗、潤滑及冷卻等功能,從而會導(dǎo)致發(fā)動機不正常磨損甚至燒瓦、拉缸等大事故。通常情況下,機油壓力的數(shù)值是通過機油壓力表來觀察的,但在實際工作中,有時會出現(xiàn)因壓力表失靈等原因而造成在表面上顯示不出油壓值的假象。這個時候可以根據(jù)柴油機潤滑系的工作原理,從潤滑系統(tǒng)的各工作部位來判斷機油壓力是否正常。第一種方法是:打開氣門搖臂室蓋,觀察氣門搖臂與搖臂軸的連接處是否有機油流出,正常情況下,在怠速時,機油會從搖臂與軸的連接處緩慢流出,高速時機油會快速流出,而且,在高速運轉(zhuǎn)的時間稍長,搖臂室中的機油會有一定的積油。只要這一些現(xiàn)象在發(fā)動機啟動后數(shù)秒內(nèi)形成,說明機油壓力正常。第二種方法是:緩慢松開增壓器機油進油管接頭,看是否有機油流出,正常情況下,發(fā)動機啟動后短時間內(nèi)會有機油流出,否則機油壓力不正常。
發(fā)動機潤滑系統(tǒng)工作如下:
發(fā)動機在機油溫度正常情況下潤滑系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。
圖1 發(fā)動機工作中的潤滑系統(tǒng)圖
1-通向怠速齒輪的機油油道;2-通向渦輪增壓器和噴油泵的機油油道;3-搖臂長軸;4-油道接口;5-主要油道; 6-冷卻孔(活塞);7-軸承孔(凸輪軸);8-旁通閥(機油冷卻器);9-旁通閥(機油濾清器);10- 冷卻器;11- 濾清器;12-渦輪增壓器;13-機油泵;14-機油油底殼
參照圖1:機油泵(13)從油底殼(14)內(nèi)吸取機油。壓力機油進入機油冷卻器(10),經(jīng)過機油冷卻器后進入機油濾芯(11),過濾后進入主油道(5),主油道中的壓力機油去往軸承(潤滑大瓦)和活塞冷卻孔噴嘴(冷卻活塞)。連桿軸承的潤滑是由曲軸油道中的壓力油來完成的。前端主軸承孔中的機油進入油道(1),通往高壓油泵實現(xiàn)高壓油泵的潤滑和伺服功能。前主軸承孔中的機油同時進入凸輪軸軸承孔(7),潤滑凸輪軸。主油道中的壓力油也經(jīng)主軸承進入油道(2)去潤滑增壓器。后主軸承孔中的機油經(jīng)缸體中油道進入缸蓋油道,對氣門搖臂進行潤滑。所有完成潤滑和冷卻工作的機油最終都回到油底殼。
發(fā)動機在冷車狀態(tài)下潤滑系統(tǒng)工作流程如圖2 所示。
當(dāng)發(fā)動機處于冷車狀態(tài)(即剛起動狀態(tài)下)時,由于機油粘稠度較大,機油冷卻器和機油濾芯對機油起到節(jié)流作用,旁通閥(8)和(9)將處于開啟狀態(tài),使大部分機油能不經(jīng)冷卻器和濾芯迅速到達潤滑部位去實現(xiàn)潤滑功能。
當(dāng)機油溫度升高后,由于機油粘稠度降低,旁通閥(8)和(9)的壓差減小,旁通閥處于關(guān)閉狀態(tài),使機油能正常經(jīng)過機油冷卻器冷卻和濾芯過濾。
機油泵(13)裝有旁通閥,它控制來自機油泵的油壓。機油泵輸入潤滑系統(tǒng)的機油過多時,機油壓力增加,旁通閥打開,使不需要的機油經(jīng)過旁通閥流回油底殼。
根據(jù)以上對柴油機潤滑系工作過程的的分析,結(jié)合實際工作經(jīng)驗,本著從簡到繁的原則,對柴油機油壓力低的各種原因分析和故障排除方法匯總?cè)缦隆?/p>
查看發(fā)動機油底殼里的油面是否處于標(biāo)準(zhǔn)的刻度值內(nèi)。一旦油面太低,將引起機油泵空吸,空氣將跑到機油油路中,使機油壓力顯示過低。
機油壓力表檢查有無損壞,可以用外接表的方式起動發(fā)動機對機油壓力進行檢測,讓機油溫度穩(wěn)定在90℃,因為機油壓力將受到溫度的影響。大多數(shù)情況下油溫每升高3℃,油壓下降7Kpa。這個時候可對比標(biāo)準(zhǔn)的機油壓力來確定油壓是否過低。
發(fā)動機工作正常時的冷卻水的溫度為80℃~90℃,如果冷卻系工作不正常、噴油泵供油的時間過遲、發(fā)動機超負(fù)荷工作時間過長等,都會使發(fā)動機的溫度過熱,從而使機油粘度變小,使機油從配合間隙中流失而引起油壓過低。因此應(yīng)調(diào)整供油時間、減少發(fā)動機超負(fù)荷時間、檢查冷卻系統(tǒng)。
正常來說,油壓表的數(shù)值在小油門時應(yīng)比在大油門時的低,但也會出現(xiàn)相反情況。若油有過粘、過臟,就會堵住吸油盤,當(dāng)發(fā)動機在小油門狀態(tài)下低速運轉(zhuǎn)時,由于油泵吸油量小,主油道還有一些壓力,所以油壓表顯示正常;但當(dāng)發(fā)動機在大油門狀態(tài)下高速運轉(zhuǎn)時,這時會因吸盤阻力過大使機油泵的吸油量而明顯減少,這時油壓表的數(shù)值會因主油道供油不足反而下降,應(yīng)對吸油盤進行清洗,或?qū)C油進行更換。機油在機油濾芯堵塞后會阻礙流通,增大壓力,從而自動打開旁通閥,機油不經(jīng)過過濾直接進入主油道。因積聚污垢油道流通不暢時,油壓表數(shù)值就會快速下降。
發(fā)動機外部包括曲軸前后油封、渦輪增壓器潤滑油管、呼吸器、機油感應(yīng)塞、油底殼墊等處,如發(fā)生油漏,引起流失的機油過大,也可引起機油壓力降低。
1)檢查油質(zhì)、機油牌號與設(shè)備所在的環(huán)境是否相符,發(fā)動機型號同所加的機油牌號也不同,機型相同在不同的季節(jié)所加的機油牌號也不同。若選擇錯誤,機油粘度太低會在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時使機油大量泄漏,從而降低油壓。所以應(yīng)跟氣候及地區(qū)的不同選擇不同的機油。同時,柴油機油只能用于柴油機,不可拿汽油機油來替代;
2)檢查柴油是否進入機油中,取幾滴機油,滴到白紙上,看白紙是否被油滲入,如果有,則說明柴油混入到機油中,因為機油的滲透力小于柴油。如有機油被柴油混入,在發(fā)動機長時間工作時油面會持續(xù)升高;
3)檢查有無水分進入機油中:如果有水分進入機油,機油會呈乳白色造成乳化。
機油中水的來源一般有下面三種情況。首先對缸蓋墊進行檢測看是否有破損開裂。因缸蓋墊不但起保持氣缸壓力的作用,而且能使機油和水在自己的系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)循環(huán)的功用,若缸蓋墊老化、破損或開裂,都可使水分進入機油中;其次機油對冷卻器進行檢查,查看是否有水泄漏。最后,對缸套和缸體檢查,查看是否有無穴蝕情況。產(chǎn)生穴蝕的原因大部分都是因為冷卻液的使用不當(dāng)引起的。而且要行車需要比較長的時間,容易忽略。
搖臂與搖臂軸的間隙的間隙過大會使大部分機油回流到油底殼。從而降低機油壓力,這時首先把氣門室罩蓋打開,使發(fā)動機起動,檢查是否有過量的機油從搖臂架上流出,由此就可確認(rèn)搖臂與搖臂軸的間隙是否過大。
一旦活塞冷卻噴嘴脫落,不能對活塞進行冷卻, 主油道的大部分機油將直接流到油底殼。
如果噴嘴堵塞,也不能對活塞及時進行冷卻,這時有可能引起拉缸的嚴(yán)重事故。
冷卻器的堵塞經(jīng)常不容易發(fā)現(xiàn),節(jié)流現(xiàn)象一般都是因為機油冷卻器被堵塞,從而使機油流入主油道的量變少,同時機油溫度會因冷卻效果不好而升高,降低機油的粘度,引起機油壓力降低。
凸輪軸軸承間隙太大, 會使大量的機油泄漏,從而使油壓變低。
檢查機油泵齒輪和殼體端面是否磨損、旁通閥工作是不是正常、吸油網(wǎng)有無堵塞。機油在進入主油道之前若機油泵旁通閥的彈簧失效變軟將造成泄漏。機油壓力是否正常受機油泵性能的影響。
如果連桿軸承與連桿軸徑、主軸承與曲軸主軸徑的間隙過大,會大量泄漏壓力油,從而使整個潤滑系統(tǒng)壓力降低。
如上所分析,機油壓力是否正常,對發(fā)動機正常工作非常重要,當(dāng)機油壓力變低時,可能是多方面原因引起的。應(yīng)該根據(jù)不同的現(xiàn)象對故障進行分析排查。特別要引起注意的是:一旦機油警告燈亮,應(yīng)當(dāng)馬上停車,從簡到繁,一步一步排查解除故障,以免引起嚴(yán)重事故。
[l]張宏春. 公路工程機械發(fā)動機構(gòu)造與維修,人民交通出版社,2007.
[2]黃瑋.柴油發(fā)動機構(gòu)造與原理,科學(xué)出版社,2009.