第二章国Ⅲ柴油机的使用与维护

第2章国III柴油机的使用与维修一、什么是国Ⅲ柴油机？国Ⅲ柴油机实际上就是排放指标满足国Ⅲ标准的柴油机。根据目前国内柴油机行业的实际情况，能够满足国Ⅲ排放标准的柴油机基本上都是电控柴油机，包括电控单体泵、电控高压共轨、电控分配泵、电控泵喷嘴及电控H泵+EGR技术等柴油机。二、如何延长柴油机的使用寿命？柴油机预期的使用寿命，是在特定条件（也就是在理想工作状态、严格按使用说明书的要求进行维护保养）下才可能达到的。在实际应用中，由于环境条件的变化和使用者的疏忽等原因，不可能百分之百的按照使用说明书的要求操作柴油机。因此，柴油机的实际使用寿命大大低于理论使用寿命。为了尽可能的延长柴油机的使用寿命，在日常使用过程中，应特别注意以下几个问题。1）柴油机启动预热时间问题。无论是夏季还是冬季，柴油机启动后都不能立即高速或带负荷运转，特别是冬季尤其注意。柴油机启动后应在怠速或低速（800~1000r/min）无负荷运转3min（夏季）到5min（科季），然后才开始带负荷工作。如果柴油机刚启动即大负荷工作，由于此时柴油机温度较低，各摩擦副间隙相对较小，加之刚启动时润滑油的相对滞后，会造成这些部位的非正常磨损，经常性地反复使用可能导致柴油机非正常损坏。2）柴油机停机前的降温问题。柴油机不能刚启动即投入全负荷工作，同样也不能够全负荷工作后立即停机，夏季尤其要注意。柴油机全负荷工作后需要停机时，应在去负荷后怠速工作或低速（800~1000r/min）无负荷运转3min（夏季）到5min（科季），待柴油机温度降低后才能够停机。如果柴油机全负荷工作后立即停机，由于气缸内燃烧温度的回热作用，容易造成柴油机产生“拉缸”等故障。风冷柴油机更应特别注意。3）机油质量优先的原则。柴油机机油的选用本着就高不就低的原则，尽可能选用质量好的机油及机油品牌。绝对不能贪图价格便宜而使用劣质机油或假冒机油。并注意不同品牌的机油不要混合使用。如果前面使用的是某个品牌的机油，补充机油时，一定要补充同一品牌的机油。更换不同品牌的机油时，一定要将原用面油排放干净并同时更换机油滤芯（包括旁通机油滤芯）。因为机油的品牌或生产厂家不同，机油的生成方式（各类添加剂等）也会有所不同，两种不同品牌的机油混合使用，可能导致机油产生沉淀或变质，对柴油机将产生不利影响，造成故障。4）不要长时间超负荷、超载高速运行。对于柴油机而言，其功率和转矩总有一个上限，设计参数一般只能保证在柴油机有效功率范围内的使用寿命。如果柴油机和时间超载运行，势必造成柴油机相关零部件的过劳损坏，严重影响柴油机的整体使用寿命。5）“三滤”的使用与保养问题。柴油机上都装有空气滤清器、机油滤清器和柴油滤清器，俗称“三滤”。“三滤”技术状态的好与坏，直接影响柴油机的工作性能和使用寿命。但是，有相当多的柴油机使用都恰恰忽视了对“三滤”的有效保护和维护，致使柴油机故障频发，过早的进入检修期。空气滤清器：空气滤清器的失效致使对进气门、气缸、活塞等零件的严重磨损，从而导致辞柴油机的功率下降，以及降低机械的工作寿命。机油滤清器：机油滤清器的失效会使机油得不到有效净化，使机油中杂质或金属颗粒直接进入机油泵，导致机油泵及其各个机油润滑表面的磨损，从而增加摩擦阻力，直至损坏柴油机。纸质机油滤芯：滤清器前后的机油压力差超过0.1Mpa时，说明滤芯已经被堵死，机油未经过滤即进入油道，加大磨损。所以，每工作50h就要保养，在150～200h内要更换滤芯，否则将不能达到滤清作用。离心式机油滤清器:保养离心式机油细滤器特别要注意拆洗后的安装:不应有发卡现象。检查方法是:当把转子装好后，用于用力转动转子，放手后转子能转2～3圈后停止，即为合格，还可以把细滤器装在车上，启动柴油机在额定的转速下运转几分钟，当油温达到70°C后熄火，这时外壳侧听转子仍在继续转动，可达到1.5min以上，即为合格，如果达不到上述指标，说明安装不合格，应重新装配。金属带缝隙式滤清器:此类机油滤器应保证50～60h时清洗一次，清洗时必须保证不要损坏金属网带，也不能用棉纱等布料擦洗，以防棉纱碎屑封死网孔。柴油滤清器:目前国产柴油机都使用结构简单、体积小、重量轻、滤清效果好以及成本低的纸制滤芯柴油滤清器，柴油滤清器的失效会使柴油不通过滤芯，短路，导致柴油机尤其是燃油系统三大精密偶件的急剧磨损，造成供油不充分，从而影响柴油机的工作能力和寿命。柴油滤清器在保养过程中容易疏忽的几个问题:有些使用者在保养柴油滤清器时，丢失滤芯的上下密封橡胶垫圈及油罩，使柴油不经过滤芯过滤，而从滤芯与滤清器盖之间的缝隙无阻力地流入滤芯内腔，使柴油滤清器失去过滤净化作用。有些使用者将柴油滤清器的托盘和弹簧的位置颠倒，甚至将它们扔掉，使柴油滤清器盖上的进、出油孔处于开放状态，柴油得不到过滤而直接进入喷油泵。有些使用者在保养柴油滤清器时，拆开滤清器后，发现其内部的柴油十分干净，殊不知这是一种假象，是由于洁、芯的滤纸材质疏松，微孔过大而造成的，这时滤纸根本未起过滤作用。总之，柴油机滤清器的保养，必须坚决地按使用说明书的规定时间和操作进行保养，如果作业环境恶劣，保养周期必须提前。拆装、检查和保养要严格按照规程操作，切不可认为各种滤清器作用不大，可有可无，否则柴油机无法保持技术状态完好，功能不能正常发挥，甚至还会大大地减少柴油机的工作寿命。6）其他应该注意的问题:对于风冷柴油机，在任何情况下都不能拆掉柴油机顶盖板后长时间全负荷工作。风冷柴油机如果没有顶盖板，就等于水冷柴油机没有散热器。长时间全负荷工作，柴油机一定会因过热而出现严重的故障。柴油机冬季启动时，应按要求合理使用启动预热装置。启动困难时，也不要长时间地使用启动预热装置，因为启动预热装置预热时，安装在进气管上的预热塞将有燃油流出。启动预热时间太长，预热塞流出的燃油也就越多，这将导致柴油机启动时工作粗暴。柴油机冬季使用时，启动后无负荷怠速或低速运转时间不要超过30min。因为冬季环境温度低，柴油机长时间低速低温运转会加剧活塞环等运动件的磨损。根据季节的不同，选用不同牌号的润滑油。如果润滑油选择得不合适，将造成柴油机的严重损坏。选用润滑油的一般要求是:在确认了润滑油的质量等级后，夏季高温区使用高温润滑油(如40、50、60等)，冬季严寒区使用低温润滑油(如0w、5W、lOW等);也可以根据一年四季的实际情况使用混合机油（15W/40、20W/40等)。定期检查柴油机支撑减振橡胶块、各紧固部位螺栓等紧固状况。如果柴油机支撑减振橡胶块损坏、支撑螺栓松动或主要紧固螺栓松动，会使柴油机的振动增大，长时间运转可能导致柴油机的严重损坏。定期清洗柴油机各散热表面的积尘，检查散热系统、风扇系统的状况，使柴油机的冷却系统始终处在良好的工作状态也是延长柴油机使用寿命的有效方法之一。定时定期(200h或7500krn)更换机油及机油滤清器。2.1柴油机使用与保养的综合要求有哪些?柴油机使用保养工作是柴油机运行过程中必不可少的工作，保养工作的好与坏，直接关系到柴油机的运行可靠性及使用寿命。不同的柴油机，由于其设计理念和使用状态的不同，对使用保养的要求也有所不同。但无论是机械喷油柴油机还是电控柴油机，下列一些使用与保养原则应该是通用的。①牢固树立三分质量、七分保养的观念。三分质量、七分保养是柴油机使用者应该拥有的基本理念。无论什么柴油机，如果保养工作不到位，柴油机就不可能发挥其应有的作用，有时还可能成为累赘。②机油质量等级优先原则。柴油机使用的机油，具有润滑、散热、清洁、密封等多项功能，如果质量不好，不仅不能起到这些作用，而且还可能造成柴油机的异常损坏。柴油机机油选用的一般原则是:根据该柴油机使用说明的要求选用相应质量等级的机油，可以选用比说明书要求的质量等级更高级别的机油，但绝对不能选用低于该级别的机油，这一点尤为重要。而且严格执行生产厂家给出的换油周期，这一点同样重要。还要特别注意，不同品牌的机油一定不要混合使用。至于新度等级的选用，一般情况下都以混合用油(比如15W/40)为好。③“三滤”质量优先并定期更换的原则。柴油机的三滤(空气滤清器、机油滤清器、柴油滤清器〉是柴油机的综合过惊器，其巾一项出现问题，都会给柴油机带来不良后果。•空气滤清器:如果空气滤芯质量不好，会造成柴油机缸套活塞的早期磨损，其损失远远大于更换几个空气滤芯的费用。•柴油滤清器:很多人认为，柴油是很干净的，用不着太好的过滤装置。这种观点是非常错误的，殊不知柴油中含有大量粉尘、杂质，如果使用了劣质柴油滤芯，就可能过滤不掉这些粉尘和杂质，就会对柴油机的供油系统精密偶件(如柱塞、喷油嘴等)造成严重损坏。柴油滤芯的质量对于单体泵及共轨系统等高压喷油系统来讲更是致命的。因此，选用质量上乘的柴油滤芯是非常必要的。柴油中的另一项不利的成分就是水分，虽然总体含量不高，但久而久之，其危害也不可小视。目前，柴油机一般都安装有可以分离水分的柴油滤清器(也称为油水分离器)，由于其价格相对较高，很多使用者都将其弃之不用，这样做的结果可能就是该柴油机的供油系统(特别是高压系统)经常损坏。因此，如果一台柴油机供油系统的精密偶件(如柱塞、喷油嘴等)经常损坏，就应该仔细检查一下柴油洁、芯的质量。•机油滤清器:其质量也是非常重要的，劣质机油滤芯可能导致机油过滤不干净、机油滤芯爆裂、机油滤清器被吸瘪等故障，轻者造成轴瓦、缸套、活塞拉伤，重者可能导致烧瓦抱轴(抱缸)等严重故障，甚至造成柴油机报废的严重后果。④坚持柴油机定期维护保养的原则。生产厂家一般都对柴油机的使用保养要求规定了最低标准，作为柴油机使用者来讲，应该无条件地予以执行。条件许可时，还应提高使用保养标准，这对延长柴油机的使用寿命只有好处而没有坏处。⑤在日常使用中，请注意下列要求:•柴油机冷机启动后不要立即高速运行或带负荷工作，冬季使用更应如此。柴油机不要长时间超负荷运行或高温运行。•柴油机低速空转时间不宜太长，一般不要超过30min。•柴油机不要在大负荷高转速下立即停机，增压柴油机更应注意这一点。柴油机停机前不要轰油门停机。总之，柴油机的使用保养工作非常重要，只要真正做到三分质量、七分保养，柴油机就会为我们创造最大的财富和更多的经济效益。2.2柴油机磨合期的使用要求有哪些?无论是机械喷油柴油机还是电控柴油机，也无论是新的还是大修后的柴油机，在正式使用前需经50～60h磨合运行，方可投入全负荷使用，以改善柴油机各运动部件的工作状况，提高柴油机的运行可靠性和使用寿命。磨合应视柴油机用途和拖载方式的不同，来考虑具体磨合方案。原则上随着磨合时间的增加逐步提高柴油机的转速和负载，在整个磨合期内负荷以12h标定功率的50%～80%、转速应不大于标定转速的80%为好。但在磨合的开始阶段空运转或过小负载情况下的运转时间不宜太长。当更换缸套、活塞、活塞环、连杆轴瓦和主轴瓦等部件后也需要进行适当的磨合运行。以道依茨FL912风冷柴油机为例予以说明。FL912风冷柴油机在出厂前经过台架试车检验，性能已达到出厂验收标准。但新的或经过大修后的柴油机在用户正式使用之前，还应该至少进行50h磨合运转或2500km磨合运行(经中、小修后的柴油机可适当缩短磨合运转时间)。未经磨合运转的柴油机不得立即投入全负荷运行，否则不仅会引起零件摩擦表面的迅速磨损，还会造成零件损毁，并且将大大降低柴油机的经济性能和动力性能及使用寿命。FL912系列风冷柴油机的参考磨合运行规范见表。车用此油机磨合规范:负荷转速（r/min)运行里程/km0负荷标定转速的50%0～25050%负荷标定转速的50%250～100050%负荷标定转速的95%1000～1500100%负荷标定转速的100%1500～2500重要说明:①在柴油机的磨合期内，要严格按照柴油机使用说明书的规定进行维护保养，定期更换润滑机油，检查紧固螺母的锁紧状况，检查和排除漏油、漏气等现象。对柴油机的工作状况、有无异响、烟色有无异常、润滑机油是否变质和短缺、各种仪表指示是否正常等都应仔细观察和注意，发现异常情况必须立刻排除。②柴油机运转过程中常常会因为一些小的故障未能及时排除而酿成较大的