1.一台 S195 型柴油机,使用时间 3 年多,最近出现烧机油和空气滤清器冒烟的故障。进行初步检查,发现发动机的声音沉闷,功率不足,多次自动熄火。做急加速试验,发动机的转速不能迅速同步上升。根据这些现象分析,故障原因应该属于气缸密封不严,或者燃油供应不畅。检查喷油压力、雾化状况和供油时间,未发现异常。更换了活塞环,研磨了气门,基本解决了烧机油的问题,但是空气滤清器冒烟的故障仍然存在。于是拆开气门室盖检查,发现从气门导管的间隙处往外冒烟。再拆卸气门机构和气缸盖,发现气门和气门座上粘附了厚重的积碳,造成气门漏气。更换进气门、排气门、气门座、气门导管和气门弹簧,然后按照《使用说明书》的规定,研磨了气门和气门座,装复试车,空气滤清器不再冒烟了。但是,发动机加速迟缓的毛病没有彻底解决。再拆开排气管,发现消声器中的隔片严重损坏和脱落,破碎的隔片和大量积碳将排气的通道堵塞了,造成排气不畅,所以废气被迫从进气门和空气滤清器中排出来,这就是上述故障产生的主要原因。
2. 空气滤清器冒烟故障的初步排查
众所周知,发动机空气滤清器的作用是对从大气中吸入的空气进行过滤,让清洁空气经过进气管进入气缸。但是,有的发动机启动后,空气滤清器间断地往外冒出缕缕灰色烟雾,有时在进气歧管处听诊到“呼呼”或者“吼吼”的异常响声,进气管的温度明显偏高,甚至烫手,严重时引起空气滤清器“放炮”、爆破、烧毁,或者将滤清器的塑料外壳和纸质滤芯都崩裂了。
对于空气滤清器冒烟的发动机,可以拆下进气管,然后观察气缸盖的进气口,如果看到烟雾由气门座和气门弹簧处冒出来,说明发动机形成了典型的“上排”故障,根本原因是进气门关闭不严,因而在压缩行程和排气行程时,气缸内的燃气冲入进气管和空气滤清器。这种故障往往引起发动机启动困难、排气管冒黑烟以及运转无力。
进气门关闭不严的具体原因分析如下:
( 1) 气门与气门座磨损不均匀,这种不均匀大多数是由于空气滤清器的过滤效果不好引起的。另外,气门座圈烧蚀、松动或者裂纹,气门与气门座接触处严重积碳,都会破坏了气门与气门座之间的密封性。
( 2) 气门导管与气门杆之间的间隙过大,或者气门导管破裂,造成气门不能正确落座,甚至动作歪斜,从而导致气门漏气。
( 3) 气门弹簧的弹力减弱或者折断,造成气门关闭不严。
( 4) 气门间隙过小,或者减压机构调整不当。当发动机的温度上升以后,气门受热伸长而被顶开。
( 5) 配气相位不正确。由于定时齿轮的啮合位置不对,定时齿轮的键槽或者键损坏和松动,定时齿轮工作时移位,造成配气时间错乱,进气门不能适时地开闭。
( 6) 排气管严重堵塞,导致排气不畅,废气被迫从进气门排出来。
( 7) 发动机反转。在这种情况下,进气门变成了排气门,排气门变成了进气门,所以形成空气滤清器冒烟。
3. 消除空气滤清器冒烟的主要措施
( 1) 认真检查和调整发动机的配气相位,保证气门能够按照发动机工作行程的需要适时地开闭。
( 2) 定期检修发动机,彻底清除气门和气门座上的积碳。如果气门座密封带烧蚀或者严重偏磨,应当进行铰削,然后进行研磨。如果气门导管、气门座松动或者破裂,应当更换新件。
( 3) 如果气门弹簧疲劳变形或者折断,应当予以更换。如果气门弹簧仅仅变软,作为应急措施,可以在弹簧座下加一只 1 ~2 mm 厚的垫圈,以补偿气门弹簧的预紧力,加强气门的密封性。
( 4) 消除排气管的积碳或者堵塞。对于履带式拖拉机配置的小型起动机( 属于单缸汽油机) ,如果拉动单缸汽油机的起动轮能听到爆发声,看起来似乎能启动,但是突然在化油器、空气滤清器处发生倒喷,而且发动机熄火。这种情况大多数是由于起动机的消声器积碳严重所致,清除消声器的积碳以后,一般能够正常启动。
( 5) 对于汽油机,要保持点火系统的技术状态良好,包括点火顺序正确、点火时间不早不迟、火花塞不积碳以及高压线不漏电等。要不然,火花塞容易被烧红,可能发生“早燃”,进而形成“回火”,甚至会炸裂空气滤清器,此时应当换用高热值的火花塞。
( 6) 对于发生过冒烟故障的空气滤清器,其滤芯往往被积碳堵塞,造成进气量减少,引起混合气过浓,怠速不稳,油耗增加。因此,应当提早更换空气滤清器,这样有利于清洁进入气缸的空气,减轻气缸的磨损,使发动机保持良好的技术状态。