王虎

摘 要 分析研究135系列柴油機(jī)在外界溫度、濕度、空氣質(zhì)量及油、水條件作用下，柴油機(jī)燃燒做功時(shí)對(duì)其使用壽命的影響、并結(jié)合實(shí)際情況，提出改善燃燒狀況以此來提高柴油機(jī)野外作業(yè)的使用壽命。

關(guān)鍵詞 柴油機(jī)磨損；顆粒磨損；條件磨損；磨損量；轉(zhuǎn)速；負(fù)荷

中圖分類號(hào)：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0179-01

在煤田地質(zhì)勘探中，柴油機(jī)是主要的生產(chǎn)、生活的動(dòng)力來源，柴油機(jī)的工作性能和使用壽命對(duì)生產(chǎn)效益有很大影響，我隊(duì)現(xiàn)在普遍使用135系列柴油機(jī)，在日常生產(chǎn)維護(hù)中工人們往往只注重不缺兩油一水，而往往不注意一些使用條件對(duì)柴油機(jī)的磨損影響，從而使柴油機(jī)的使用壽命降低。柴油機(jī)的磨損不緊取決于結(jié)構(gòu)和工藝水平，還在于零件之間相互摩擦自然產(chǎn)生的磨損；零件與介質(zhì)相接觸被腐蝕磨損；長(zhǎng)時(shí)間在交變載荷作用下產(chǎn)生的疲勞損傷；在外界載荷、溫度、空氣質(zhì)量以及殘余應(yīng)力做用下的磨損。下面就幾種常見使用條件磨損進(jìn)行探討。

1 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)零件磨損的影響

當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷一定時(shí)，柴油機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞平均移動(dòng)速度越高氣缸磨損也相應(yīng)增大，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磨損率也會(huì)增大主要是因?yàn)闈?rùn)滑油壓不足，在零件之間沒有產(chǎn)生足夠的油膜造成的結(jié)果。

當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，零件的磨損率隨負(fù)荷增大而增加，因?yàn)殡S著柴油機(jī)負(fù)荷增大，柴油機(jī)零件的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷均要增加。負(fù)荷增大，循環(huán)供油量也增大，過量空氣系數(shù)α減小，單位容積內(nèi)混合氣燃燒放出的熱量增加，引起缸內(nèi)溫度上升，造成冷卻系和機(jī)油溫度過高過熱狀態(tài)不良，也加劇各零件之間的磨損。

柴油機(jī)急加速時(shí)，由于曲軸轉(zhuǎn)速和潤(rùn)滑油壓變化的滯后，濕摩擦表面變薄，從而使?jié)駶?rùn)滑條件惡化，特別是瞬間由怠速調(diào)到高速時(shí)，這種變化更為強(qiáng)烈。隨著曲軸角加速度增大，缸套磨損率逐漸增加，這時(shí)要比正常運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī)磨損率增加25%～30%。135系列柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在1200 r/min范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)單位行程的磨損率最低，而轉(zhuǎn)速高于或低于此轉(zhuǎn)速范圍時(shí)磨損率都要增加。

由此可見，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，速度和負(fù)荷變化越大越快，柴油機(jī)磨損量也就越大，為了減少機(jī)器零件的磨損，柴油機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速改變要盡量均勻，緩慢加速或減速。

2 柴油機(jī)工作溫度對(duì)零件磨損的影響

溫度是柴油機(jī)工作的重要使用條件，它由外界環(huán)境、轉(zhuǎn)速及負(fù)荷等因素決定。柴油機(jī)工作的最佳溫度范圍一般為80℃～90℃，但是煤田地質(zhì)勘探工作環(huán)境差別較大，盡管柴油機(jī)有節(jié)溫器自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，但是冷卻液溫度有時(shí)還是高于或低于這個(gè)溫度范圍。當(dāng)其他條件一定是，柴油機(jī)冷卻水溫度在85℃時(shí)，缸套、活塞連桿組零件磨損最小。有資料表明，當(dāng)冷卻水溫度從90℃增至100℃時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套、活塞組零件磨損增加約為5%～10%，這主要是由于柴油機(jī)的溫度越高，進(jìn)氣終了溫度也越高，燃燒過程中產(chǎn)生的過氧化物也增加，易產(chǎn)生爆燃和早燃，使氣缸、曲軸產(chǎn)生變形和裂紋。高溫時(shí)潤(rùn)滑油容易氧化變質(zhì)，有資料表明，在柴油機(jī)溫度90℃時(shí)，冷卻液每升高1℃，潤(rùn)滑油氧化、分解和聚合增加0.5%，因此柴油機(jī)溫度越高，機(jī)油溫度也越高，機(jī)油粘度下降，機(jī)油壓力降低也就加速柴油機(jī)零件的磨損。低溫時(shí)，也加劇柴油機(jī)的磨損，實(shí)驗(yàn)表明：在氣溫零下15℃起動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油需要兩分鐘到達(dá)主軸承，若機(jī)油濾清器由于膠狀物粘度增加（500～1000倍），工作能力下降，則需要6分鐘到達(dá)主軸承，在氣溫零下5℃時(shí)柴油機(jī)起動(dòng)并走熱發(fā)動(dòng)機(jī)一次，氣缸磨損程度相當(dāng)于柴油機(jī)運(yùn)行30 min；在氣溫零下18℃時(shí)柴油機(jī)起動(dòng)并走熱發(fā)動(dòng)機(jī)一次，氣缸磨損程度相當(dāng)于柴油機(jī)運(yùn)行120 min。這主要是由于低溫使?jié)櫥驼扯仍龃?，流?dòng)性變差，機(jī)油泵不能及時(shí)地將潤(rùn)滑油壓入各潤(rùn)滑表面，使缸套和軸承等摩擦表面潤(rùn)滑條件惡化，柴油機(jī)低溫時(shí)啟動(dòng)熱狀態(tài)下，工作電化學(xué)腐蝕對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損也很大。

因此柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中必須控制冷卻水的溫度，盡量維持在80℃～90℃的最佳工作溫度范圍。低溫起動(dòng)前對(duì)冷卻液和機(jī)油進(jìn)行加熱，使冷卻液和油溫達(dá)到30℃～40℃時(shí)，以保證啟動(dòng)條件良好，減少柴油機(jī)磨損。

3 柴油、機(jī)油和空氣質(zhì)量對(duì)零件磨損的影響

柴油品質(zhì)的好壞對(duì)零件的磨損影響也很大，重餾分過多，造成燃燒不完全而形成顆粒，加劇缸套顆粒磨損，另外容易堵塞噴油器、破壞發(fā)動(dòng)機(jī)工作；柴油中含硫越多燃燒時(shí)零件磨損越大，當(dāng)柴油中含硫量由0.1%增到0.5%時(shí)，柴油機(jī)缸套和活塞連桿組磨損率曾加20%～25%。

機(jī)油粘度越大，流動(dòng)越困難，特別是低溫啟動(dòng)時(shí)，不容易到達(dá)摩擦表面，潤(rùn)滑條件變壞，加速發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。機(jī)油粘度低，使?jié)櫥到y(tǒng)油壓過低，造成供油不足，不能形成可靠地油膜，容易出現(xiàn)邊界磨擦或半干摩擦，同樣會(huì)加劇柴油機(jī)的磨損。機(jī)油的油性好壞對(duì)磨損也有很大的影響，特別是要求嚴(yán)格配合間隙的柱塞偶件和噴油嘴偶件，提高機(jī)油的油性，可明顯降低柴油機(jī)零件的磨損。提高機(jī)油的抗氧化性也能減少柴油機(jī)的磨損。

空氣中的塵埃經(jīng)常在1 mg/m3～1000 mg/m3的范圍變化，但絕大多數(shù)在1 μm～100 μm之間，135型柴油機(jī)使用K2442和K2410型紙質(zhì)濾氣器能過濾到大于15 μm以上的空氣中的雜質(zhì)顆粒，過濾空氣中塵埃顆粒越少越大對(duì)柴油機(jī)的磨損越大，因此要定期檢查空氣濾清器的密封情況、清洗或者更換空氣濾芯，以減小顆粒磨損。在柴油機(jī)所用材料不變的條件下，提高柴油機(jī)的使用壽命主要有兩種方法：一是改進(jìn)柴油機(jī)灰塵防護(hù)系統(tǒng)，如空氣、機(jī)油和燃油濾清器的密封情況以減少進(jìn)入柴油機(jī)的微?；覊m量；另一種方法經(jīng)常維護(hù)和保養(yǎng)柴油機(jī)的三濾系統(tǒng)（即空氣濾清器、柴油濾清器和機(jī)油濾清器），使其充分發(fā)揮作用，阻擋灰塵進(jìn)入柴油機(jī)。

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