柴油机着火不是像汽油机那样用火花塞点燃可燃混合气,而是通过活塞的压缩运动,压缩气缸中混合气形成高压高温,达到柴油自燃温度而着火,所以柴油机对于进入气缸的空气温度要求比较高。在柴油机冷态启动时,即使气缸内的空气压缩得很充分,压缩压力也会从燃烧室泄漏一部分;发动机启动时的曲轴转速慢,机体温度低,柴油容易结蜡,因此,在冷启动时常常会很困难,需要预热装置来改善启动时的着火性能。
目前,拖拉机上广泛使用的预热装置有电预热塞和电火焰预热装置两大类,它们是通过提高进气充量的初始温度来提高发动机低温起动性能,是解决车用柴油机低温起动的有效方法之一。我们发现不少的拖拉机驾驶员,由于不懂得预热装置的结构、原理和使用维护方法,造成预热装置使用不久就损坏,有的弃而不用,造成拖拉机冷车时启动时间延长、次数增多,蓄电池的使用寿命大大缩短。
1 预热装置结构原理
1.1电火焰预热装置
它的主要构造包括,镍铬电热丝、保护罩、壳体空心杆、球阀等。电热丝一端经保护罩与壳体一起搭铁,另一端由接线螺钉通向启动开关。电火焰预热装置的一端通过接头与油管相接,柴油可由此流至电火焰预热装置球阀的一侧。电火焰预热装置的工作原理是:当预热开关在预热位置时,电火焰预热装置的电路被接通。电热丝通电发热,使空心杆因受热伸长,并带动杆身左移。使球阀脱离阀座,拉开了油道,柴油自球阀处经杆身头部的缝隙处流入,滴到赤热的电热丝上被点燃,形成火焰喷出,将进入燃烧室的空气加热。断电后,空心杆冷缩,带动杆身将球闷压在阀座上,自动关闭油道。
在SNH4102型柴油机上安装有电火焰预热装置。此装置是将一个电热塞安装在柴油机进气管入口处。电热塞上安装有柴油进油接头,其接头与喷油器上的回油管接通。当接通电源后,电热塞中的电阻丝发热,杆身受热伸长,使球阀打开,柴油流出并着火燃烧,形成火焰预热空气,能帮助冷车启动。该装置有时出现电热塞上的导线断路,有时电热塞上虽然通上了电,电阻丝也发热,但是通入热塞上的油路不通,这样就形不成火焰,单靠电热塞的作用,对空气的加热程度远不及火焰,这就影响了冷启动的效果。
1.2电预热塞
柴油机上每一个气缸燃烧室内都安装一个电预热塞。电预热塞是用电热塞或电热丝对进入气缸的混合气(或空气)进行加热。在柴油机冷启动预热时,先将点火开关旋至预热挡,待预热指示灯发亮后,说明预热塞已通电发红,此时可将点火开关旋至启动位置,冷柴油机即可启动。该装置的常见故障有二:其一,点火开关旋至预热挡时,预热指示灯就立即发亮,其原因有:①预热指示灯接线柱有搭铁之处;②预热指示灯引线至预热塞引线有搭铁之处;③预热塞短路、搭铁。其二,点火开关旋至预热挡时,数十秒钟后,预热指示灯和预热塞都不工作,其原因有:①预热指示灯或点火开关有故障;②预热指示灯至预热塞引线断路;③预热塞断路。
2 正确维护预热装置
在拖拉机使用时要注意保持预热装置的完好性,并处于正常的技术状态。在进入冬季前,要对拖拉机的预热装置进行检查,对于存在有缺陷的预热装置要进行修理。
(1)对于装有电预热塞的柴油机,应对每个预热塞的技术状态进行检查,对于有缺陷的预热塞应更新。各预热塞之间的连接导线,其连接应牢固可靠。对于串联的多个预热塞,最后一个预热塞的搭铁线与机体的接触应良好牢靠。对于并联的多个预热塞,不仅要求各预热塞之间的连接导线连接可靠,而且还要求每个预热塞均应搭铁良好。
(2)对于用电火焰预热的柴油机,不仅要求预热技术状态良好,能及时预热,而且还要求燃料的供应装置技术状态良好,能及时供油和及时断油。
(3)要定期检查预热装置的工作状态,当接通电路时,电热丝应当发热至赤红,并在0. 5 min内有火焰喷出。如果发现不通油,则不能继续使用,否则会烧毁电热丝。根据笔者的了解,许多预热器损坏,就是由于油路不通,而操作者长时间接通预热器电路引起的。建议在接通预热器电路之前,使用输油泵的手柄进行泵油。
(4)发动机每工作150~180 h,就要检查预热装置。
从进气管上取下预热器,将其罩杯接触机体,然后接通电源,观察火焰状态。若不出现火焰或火焰断续,则应作如下检查:①检查电磁铁与吸盘间隙。电磁铁与吸盘的间隙必须保持在1.5~2 mm才能正常工作;②检查电磁线圈有无断路。电源电压大于6V时,电磁开关能正常吸合;③检查电热丝是否完好。电热丝的两端应接触可靠,烧断的要及时更换,接头锈蚀、松动的要清除氧化物,重新紧固;④检查阀门和量孔不得堵塞;⑤检查阀门关闭时应无燃油渗漏。
(5)机车每次维修保养后,应注意将连接电火焰预热装置的油管内注满柴油,便于启动时使用电火焰预热装置。
3 预热装置使用时应注意
(1)冷车启动前应检查电火焰预热装置连接油管内是否有柴油。没有柴油应设法加入柴油。严禁在管内没有柴油的情况下使用电火焰预热装置。否则,电火焰预热装置不但预热效果不好(甚至没有预热效果),而且极易把电热丝烧损。
(2)冷车启动时,先将预热开关旋至预热位置预热15~20 s,然后迅速旋至预热启动位置启动机车。热车启动时,一般不要使用预热启动,可直接进行启动。
(3)使用电火焰预热装置时,应注意每次使用时间不得超过40 s(包括预热和预热启动时间)。发动机一次不能启动时,必须稍停片刻再进行第二次预热启动。否则,容易将电热丝烧坏。
(4)由于预热装置的耗电量比较大(在预热器继电器接通和断开时,车内照明灯发生一暗一明的变化就是证明),因此电预热装置都实行短时工作制,当柴油机几次启动无效时,应当暂时停止启动,查明难以启动的原因,不能够长时间接通预热器,否则预热器容易被烧坏。每次连续使用预热器的时间不能超过1 min。第一次不能启功,可以停歇10~20 s,再加热0. 5 min。如果仍然无效,应当进行检修。