摘要:柴油机的技术文件对燃烧室镶块的形状和尺寸都有严格的规定,其目的是确保柴油机能够顺利启动。燃烧室镶块的常见故障是启动喷孔堵塞,以及镶块开裂或松动,导致柴油机难以启动。
在小型柴油机启动时,由于手摇曲轴的转速比较低,气缸涡流室内空气的涡流强度比较小,因此部分小型柴油机(例如S195、R175、1105型)的气缸盖上设置了一个燃烧室镶块,该镶块上不仅有主喷孔,还有一个启动喷孔(又称为“副喷孔”)。启动时,部分燃油穿过启动喷孔,直接喷射至活塞顶中间温度较高的部位,有利于柴油机冷启动。
1.启动喷孔堵塞
(1)启动喷孔堵塞的判断方法。如果气缸的压缩力良好,又能听到清脆的喷油“嗤嗤”声,但是柴油机启动不着,往往是启动喷孔堵塞了。
(2)启动喷孔堵塞产生原因。启动喷孔经常堵塞的根本原因是形成了积碳,具体原因有以下几点:①燃油的品质不好,主要是雾化不良,或者柴油机烧机油,因而产生过多的积碳。②使用的喷油器针阀偶件与《使用说明书》规定的型号不相符,造成喷雾锥角大于4°。③燃烧室镶块的安装方位不准确,启动喷孔没有位于主喷孔与气门之间,或者位置偏斜太大。④镶块被装反,柴油喷不进主燃室。⑤启动喷孔的内壁加工粗糙,甚至呈现阶梯形,容易积存燃油并形成积碳。⑥柴油机的喷油时间过迟,造成燃油不能完全燃烧。
(3)防止启动喷孔堵塞的主要措施。①确保燃烧室镶块的装配位置正确。安装燃烧室镶块时,必须使启动喷孔正对着喷油器的喷孔。从外部看气缸盖,启动喷孔应当位于两气门的对称线上,或者偏向进气门2“左右。②正确维护柴油机,尽量避免气缸发生燃油不能完全燃烧、烧机油以及发动机过热等现象。③如果启动喷孔已经堵塞,可以拆下气缸盖,取出喷油器,然后找一根直径约3 mm的钢丝,将其端头磨成锥形,再从喷油器的安装孔伸入,仔细地加以疏通,最后将启动喷孔清洗干净。不能在柴油机上直接疏通,因为这样做会使清除下来的积碳全部进入燃烧室,将增加活塞、活塞环以及气缸套等零件的磨损,而且在发动机上盲目地乱通,容易使启动喷孔扩大,进一步造成柴油机启动困难。
2.燃烧室镶块脱落
有一天,机手小肖跑来求援,说他的东风12型手扶拖拉机停在农机公司仓库门口,发动机(S195型)怎么也启动不了。经过笔者检查,该机的技术状态很差,摇车时听不到“嗤嗤”喷油声,几个人同时用力摇车也无法启动。拆开气缸盖检查,发现燃烧室的镶块松动,启动喷孔已经偏向另外一边。S195型柴油机的镶块是压装在气缸盖上的,与气缸盖过盈配合。镶块上除了主喷孔外,还有一个启动小喷孔。当启动柴油机时,喷油器喷出的油束有一小股经过启动喷孔直接喷射到燃烧室中心温度较高的位置,使冷机和低转速时比较容易启动。
那么,燃烧室镶块为什么会松动呢?其主要原因是农机手使用与操作不当,特别是经常突然改变转速以及超负荷作业,从而引起发动机过热,导致燃烧室镶块脱落。此外,还有制造方法的原因。具体来说有以下几方面。
(1)经常超负荷作业。在农村使用条件下,手扶拖拉机超载是经常发生的。由于消耗的功率过大,往往引起发动机过热,零部件的机械强度降低。当镶块所受热应力超过其屈服极限时,就将引起镶块开裂和破损。
(2)经常“轰油门”。如果连续轰油门,使发动机的转速陡增陡减,等于对发动机施加了冲击载荷,零件所承受的惯性力大增,容易造成镶块等发动机零件损坏。
(3)发动机骤冷骤热。例如冬季启动时,突然向发动机冷却系统加注沸水暖机;长时间、大负荷作业后突然停机,或者立即放掉冷却液;散热器开锅时急急忙忙向水箱内注入冷水。凡此种种不良做法,都会造成发动机骤冷或骤热,进而引起燃烧室镶块松脱。或者由于镶块与气缸盖的膨胀率不一致,所以造成镶块松动。
(4)采用了错误的启动方法。当柴油机难以启动时,有的农机手不是认真检修,而是注入汽油帮助启动,往往引起气缸内爆燃,产生强烈的敲缸现象,使镶块等零件承受强大的冲击载荷;有的先启动发动机,然后加冷却水。如此启动方法,都容易引起镶块松动。
(5)镶块的材质不佳。有的配件生产厂家为了降低成本,采用了不合格的制作材料。燃烧室镶块的材料应当为45#钢,不能用灰铸铁代替。
(6)镶块的制造不符合技术要求。例如有的镶块尺寸偏差较大,其圆度偏差大于0. 01 mm;有的镶块装配后与气缸盖的过盈量不足;有的镶块底平面高于气缸盖平面,由于与活塞相互撞击而造成松脱。