提高矿用大马力柴油机大修功率的有效途径.pdf

蓐x x x x x x x x x 矿山机电防排水l c 蕃 c絮 c c c c c x c 麓 c x 越 ／ ／厂 提 高矿 用 大马 力 柴油 机 大修功率的有效途径 一 永 平 铜 矿傅 建 平 丁 、 [ 。 r7 鳓⋯一 机 ⋯⋯一一⋯机 姗 样 ． 移 矿 用 汽 车、 推 土 机、 工 程 机械 的发 动 机 过关 。以 康明 斯N T A 一8 5 6 柴 油 机 为例 ， 最 。 多属大马力柴油 机。 这些柴油机在达 到或超 过使用时间和工作量时，都要进行大修，恢 复原有 功率。柴油机大 修后 能否达 到或接 近 原有功率，不仅影响设备的工作效率，而且 还影 响设备的经济效益。若大修 后 功 率 不 足，设备在单位时间内完成的工作量下降， 单位 工作量 内柴 ，机油消 耗上升 ，必然 导致 生产成本上升，直接影响企业经济效益和生 产 任务 的完成 。 大修后柴油机在额定转速下连续l 2 小时 运转的额 定功 率值能否恢复到原值 的9 0 以 上，关键在于要 掌握影响功率的几个主要因 素，以提高柴油机大修的功率。 l 活塞与气缸套的间隙 气缸套磨损到一定限度后，若不准备更 换新缸套 ，可 将气缸套内径按 “ 柴 油机 维修 尺寸规格 镗大，通常 以0 ． 2 5 ra m 分 级，此 时应配装相应加大尺寸的活塞和活塞环。 镗 削气 缸套时， 应注意的一 点是 必须 细 分 柴油机原装 气缸套 与 杂牌 地方 产 的 气 缸 套，区别对待 ，进行加 工。这是 因气缸套 由 于产 地不一， 有的 缸套表面 高频 淬火后 硬度 也不 同。此外，镗后 的气缸套 壁厚之差不应 大不应超过0 ． 1 O mm。且气缸套在往气 缸 体 上安 装时 ，要 十分 注意气 缸套 壁薄的一 面应 放入侧压方向。气缸套安装时，柴油机同一 组气缸套直径之差通常还应不大于0 ． 0 6 ram。 这是 因为 W Ps F⋯ ⋯ ⋯ m ⋯ ⋯ ⋯ ⋯1 从式 1 可看出，当喷入各气缸的柴 油一样时，则燃烧后产生的气压对活塞压力 P 也一样，活塞行程S 为一个常数，所以指示 功w将随着活塞顶投影面 积F 的 增 大 而 增 大 同一组气缸套直径差越大，则各缸指示 功 w的差 越大 ，造成 柴油机 工作 的不平稳 ， 影响功率输出。 气缸套直径之差的技术要求， 往往不被修理人员重视，有时超差过多的仍 继 续使用，这 显然是不对的 。 大修时，活塞在装入气缸套之前，应检 测活塞裙 部 与气 缸套的 间隙和活塞环在气 缸 套 内的开 口间 隙， 因为 间隙超过规定肘 ，号 f 起漏气 ，使燃烧室 压缩终点爆发压力下 降， 影 响燃烧作功。间隙小于规定时，活塞会受 热膨胀引起拉缸甚至卡在气缸套内’。因此， 活塞与气缸套间隙大小， 一般应根据各机型 用途，负载工作条件，冷却方式，活塞用材 料及结构特点不同等因素并结台实测后来确 提高矿甩大 马力柴油机大修功率的有赦造径一傅建平 一 2 9 一 维普资讯 定。这里疆荐计算间隙用一般公式 △ a 。 D [ T L T。 一 ～ T2 一To ] U 0 ⋯ ⋯ “⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ” ⋯ ⋯2 式中△ 活塞 与气 缸套 间隙 r a m | D 活塞 裙部 实测尺 寸 rat a J a 。 活塞 材料线膨胀 系数取 2 0 2 2 】 O ／℃ 铝合金J a 缸 套材料线 膨胀 系 数 取 1 2 l 0 ／ ℃ 铸铁 J T。 _ 室 内标准 温 度 取2 0 ℃ 2 9 3 。 K } T 活塞 裙部重 载荷时 的 界 限 温 度 ， Tr一 缸套受热 后的界 限温度 。 2 供油提前角 供 油时间的准确性 对柴 油机的动力性 和 经济性有很大的影响。目前，不少修理工只 注 意按 说 明书定 期检 查调 整气门 间隙和喷 油 器的喷油压力，但不注意定期检查调整供油 提 前 角。因为柴油 机在 工作 中，喷 油泵的一 些零件．各滚轮体，滚轮销、调整螺丝，凸 轮、传动齿轮等必会产生磨损。在测试校正 喷 油泵时 ，对 上述 零件又常常不 注意及 时更 换或修复，则势必对柴油机供油的规律性有 明显影 响。在这种情况下，由于柱塞运动的 速度规律 的变 化和柱塞供油 速度 特 性 的 影 响 ，其供油的延续历程及喷射过程中喷油量 的变化都将不同，其结果一般均使喷射延续 历程延长，喷射质量下降，耗油量增加，工 作无力。 因此，只有在 同时 保证喷油泵的供 油起始角和柴油机的供油提前角的情况下， 才能保证正常的燃烧过程。 至于 喷油泵开始 向外压油时，相 当于 活 塞上止点前对应的曲轴转角检查法， 目前多 采用测量 柴油机 飞轮弧度来 确定 供油提前 角 是否合 乎规定要 求的办法 。实践证 明，用上 述 办法换算的飞轮弧度并不能很准确她表示 各缸话塞距离上止点的位置。原因是齿轮等 传动附件磨损， 致使轮面的啮合间隙加大 ， 导 致换算误差必然也大。为此，我们建议采用 直接测量活塞顶平面到上止点距离的办法来 检查 、调整 供 油提前角 。利 用这 种办法进行 调整前 ，需根据柴 油机 曲柄 连杆 机 构 运 动 学公式 ，求 出供油 提前 角对应的 活塞 距上止 点的距 离 椰 ； x 一 [ ⋯s 日 一 c o s 2 。 ] ⋯ ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ 3 式中x 开始供油时活塞顶部距上 止点 的 位 置 } r 曲轴 回转半径 | 0 供油提前 角 ，L 为连杆大小孔 中心距离。 供 油提前 角有一定 的允 许范 围， 因此可 以计算 出相应 的位移范 围， 以便测量时 有所 依据 检查 ，调整时根据求出的x值进行测 量，首先 ，将供 油系统 充满柴油，并 将油 门 手柄放在最大 位置上， 随后 拆除喷油泵 上第 一 缸的高压油管， 吹除出油阀口处的柴油 ， 慢 慢摇转 曲轴 ，当发现 出油闻 口上 有柴油 流 出 的一瞬闯，立即滓止转动曲袖，此对测量活 塞顶的位置．若不符合x 值的规定要 求，就 需调 整供油提前 角，重新检查，直 到符 台要 求。实践证 明，大 修过程 中在 安装气缸盖之 前，采用测量位移的方法检查调整供油提前 角，较之其它方法准确可靠，且不麻炳。 3 压 缩 比 气缸总 容积 与燃 烧室容积之 比称 为压 缩 比e 。从柴油机燃 烧理 论可知，压 缩 比 大 小 将直接 影响到柴 油机 燃烧柞 功功 率。 、 e ⋯ ⋯ 一⋯ - ⋯ l4 式中 V， 气缸 总客 积， 一 3 O 一 有色矿 一1 9 9 4 ． 3 维普资讯 V。 燃 烧 室容积 。 假 定气 缸总容积V． 为 近似 定 值 ，如 果 燃烧 室容积 V 值逐渐增大的 话，显 然 压 缩 比8 值必相对 减小 。引起燃烧 室容积V。 变 大 的原因，一般陆了是因曲柄连杆备部件修理 加 工不 合规 格和因磨损使尺 寸偏 小外，通 常 是困组装后活塞顶平面至气缸盖平面的距离 偏大和气门与气门座的磨损使气 门 下 陷 所 致 。基于上 述情 况，大 修时在 活塞顶 与气 缸 盖 平 面、气 门与活塞顶不发 活碰 撞 的 前 提 下 ，应尽 可能保持 活塞 顶与气 缸盖平面的距 离不太于制造厂规定的距离，尽可能缩小气 门凹入 气缸盖平面 的数值 ， 以期 使压 缩 比不 致下 降 ，使气缸压力 和柴油机功 率 有 所 增 加 。 4 进 气 量 柴油机 中的燃 烧过程是 由空气 和燃 油在 燃烧室中完成的。燃油只有完全氧化燃烧才 能发出全部热量。在大马力柴油机中，向气 缸供给充分空气 比供给充分柴油 要 困 难 得 多 所 以柴油机气缸 中燃烧 发出的功率 大小 取决于送进气缸可供燃烧的空气量的多少。 在 增压柴油机 中，提 高涡轮增压器总效 率， 向气缸 中供应充足 空气对提 高输出功率 ，降 低油耗、降低排温与黑烟起着极大的作用。 在大修过程中，我们有些修理人员忽视空气 供 给系统的重要性，不做好仔细的检查和处 理，影响空气供 给，导 致 柴 油 机 功 率 下 降。 大 修时 ，要 注意 检修涡轮增压器供气 压 力和供气量是否达到规定，各进气道是否畅 通，带 中冷器 的柴油机还要 注意中冷器 的冷 却效果和 空气流经 中冷器 的流动 阻力， 以确 保气缸 有充 足的进气量。 5 磨合 ．凡 是经过大修 后的柴油 机，在正常 使用 之前 均应按 照一定 的规范 和要求进行 磨合与 调 试，其 目的在于 1逐步扩大相互摩擦零件的实际接 触 面积，消 除接 触面积微 观不平 、加工痕 迹 和形 位谩差， 以便保证柴油机在 额定 载荷下 能正常运行。 2检查柴油机修 理加 工及 装配质量 的优劣，发现问题及时处理，消除隐患。 3 降低 初始阶段 的磨损量， 以延 长 柴 油机 使用寿 命。 4鉴定柴 油机性能指标 的 恢 复 程 度， 以便得 到最 良好 的动力性和经济性， 达 到应有 的功 率。 柴油机大 修后 必须经过 一定 时间 的磨合 试运 转，才能正 式投 入工作运行 。在实际工 作中发现很多修理 人员往往在 这方面做得不 够 ，致 使柴油机大 修后 无法 发出 应 有 的 功 率。根据实践体会，我们认为柴油机大修后 的磨合时 间应不 少于6 h 。 发动 机的磨台，首 先是冷磨合 ，也就是依 靠外 来动力， 带动发 动机作一定转速旋转，然后再在各种转速下 进行无负荷运转，最后是在各种负荷和各种 转速下运转。在磨合过程 中，开始运转时， 虽然零 件表 面间的接触 面积 较小，但 由于 负 荷 很小，表面 压力 不大，使表 面接 触 的凸点 逐渐磨平或压平，使接触面积不断增大。然 后再将负荷加大，又将接触点磨平或压乎一 部分，使接触面进一步扩走 这样逐渐增大 负荷，使接触面逐渐增太，最后使摩擦表面 能够承受和传递正常使用的载荷，而不致损 伤支承 面。因此，柴 油机大修后 的磨 台，是 延长机器寿命和提高功率的必要技术措施。 责任 编辑王 家骧 1 9 9 2 ， 2 9 6 l 5 8 3 5 8 7 ． 徐敏 芳校 责任编辑王家骧 上接第2 8 页 考参 文献 略 郭垒峰译 自I n t ． J ． R o c k Me c h ． Mi n ． S c i ＆ Ge o me c h． Abs t r ． 提高矿用大马力柴油机大修 卑的有效造径博建平 一 3 1 维普资讯