柴油机活塞烧顶故障原因浅析
柴油机在使用的过程中活塞烧顶是常见的现象,本文将主要从以下几个方面讲述柴油
机活塞烧顶的原因,希望用户在使用柴油机时加强维护,使柴油机一直保持良好的状态。
柴油机活塞烧顶的主要原因:1.喷油器滴油或者雾化不良,柴油机内燃油长时间再活塞顶
部燃烧,造成活塞顶部高温,从而使活塞烧顶。
2.柴油机活塞严重磨损或断裂,机油上浮,导致活塞顶部燃烧。
3.选用劣质润滑油
加速柴油机气缸磨损,增加曲轴箱排气压力,增加燃烧室积碳,导致活塞顶燃。
4.柴油机各缸供油量和供油时间不均匀,使部分汽缸燃烧过程恶化,形成积炭或者严
重后燃,柴油燃烧的热量使部分汽缸内的活塞顶温度过高,导致柴油机材料热疲劳而烧熔,导致活塞烧顶。5.活塞缸套质量有问题,如果柴油机的活塞在铸造时存在气孔、疏松、微
裂纹、夹渣等缺陷,在高温高压作用下,这些缺陷就会成为疲劳源而导致活塞疲劳损坏;
活塞中的夹渣首先熔化,造成活塞烧熔。所以柴油机在选择活塞时一定要注意选用原厂或
质量过硬的活塞。6.活塞顶间隙不当,装配柴油机时,如果活塞顶间隙调整不当,就会影
响柴油机的压缩比,导致活塞拉缸或者活塞烧顶,这就要求柴油机在装配时要严格按照要
求调整。
7.超载柴油机长时间高速运转,破坏发动机冷却。活塞具有长期的热应力和机械应力,容易疲劳烧蚀。
8.活塞环损坏或折断。活塞环损坏或折断导致活塞环装配不能密
切割气缸壁时,活塞顶部不能散发大量热量,还会导致高温气体窜流。因此,顶部活
塞和活塞环槽过热并燃烧。
许多中小型柴油发动机由于汽缸直径较小,要完成活塞复杂的内、外部结构布置存在
较多困难,故大部分活塞都不设加强筋,都从增加活塞顶的厚度来满足强度要求,但过厚
的活塞顶结构,一方面增加了活塞顶的热容量,另一方面散热速度较慢,这两方面都会增
加活塞顶的温度,使活塞顶有较高的热应力,容易导致活塞顶的热疲劳损坏。
在450℃左右,Si-Al合金的力学性能急剧下降,并因材料变化而发生热疲劳损伤。
在许多情况下,活塞顶部的温度将超过450℃,这使得活塞容易熔化和损坏。柴油机活塞
在铸造过程中容易产生气孔、气孔、微裂纹和夹渣等缺陷。这些内部缺陷将成为柴油机工
作时在高温高压作用下的疲劳源,导致疲劳损伤。活塞材料中的杂质在高温高压作用下熔化,导致活塞燃烧开裂。喷油嘴工作时会出现滴油、二次喷射、燃油雾化不良等情况。这
些情况会使燃油落到活塞顶部,形成活塞顶部的局部高温区域,增加活塞顶部的局部温度
和热应力,导致活塞顶部燃烧损失。当供油量和角度严重不均匀时,部分气缸的燃烧会恶化,形成积碳或严重的补燃。柴油的燃烧热不能用于工作,导致部分气缸活塞温度过高,
材料变质熔化。柴油机在运行过程中,活塞顶和活塞环槽处经常会形成积碳,积碳会逐渐
变小
活塞顶的局部过热区域点,使活塞顶产生局部高温而烧熔。柴油发动机活塞环在工作
中经常发生咬死、断裂,大大减少了活塞顶部热量向外传递,使活塞顶部温度升高而导致
烧熔。另外,因活塞环咬死和断裂而失去密封作用,导致高温燃气大量下泄,活塞环槽部
位的温度升得很高,使形状复杂、强度较低的活塞环槽部位烧熔。有些柴油发动机使用者
不按操作规程使用,使柴油机长期超速、超负荷运行,活塞在高温下长期工作,在过高热
应力和机械应力作用下,材料易发生热疲劳和机械疲劳,活塞顶容易烧熔和开裂。
发动机,尤其是柴油机的拉缸或活塞顶燃烧是比较常见的故障之一。发动机(柴油机)拉缸或活塞顶燃主要发生在活塞顶部和第一、第二活塞环槽处。损伤形式主要有顶面熔化、穿孔、麻坑、键槽状缺口和顶部周围塌陷。活塞顶部会导致高温气体窜入曲轴箱,加速润
柴油发动机
滑氧化变质,气缸密封不良,压缩比降低,燃油燃烧过程恶化,发动机功率和经济性下降;在严重情况下,活塞破裂,损坏缸套、连杆、曲轴、发动机机体和其他零件。在介绍各种
发动机拉缸或活塞顶燃文章的基础上,发动机(柴油机)拉缸或活塞顶燃的原因一般包括
以下几个方面:第一,引起发动机(柴油机)拉缸或活塞顶燃的主要因素。首先,使用和
维护的原因:
(1)柴油机经常在全负荷工作时突然停机;(2)柴油机润滑油有问题;(3)柴
油机柴油有问题;
(4)柴油机低速运行时间过长;
(5)柴油机喷油泵油量太大或供油不均匀;(6)柴油机喷油嘴工作不良;(7)
柴油机长时间超负荷运行;(8)柴油机刚起动即投入全负荷运行。2、零部件和调整方
面的原因(9)活塞缸套质量有问题(10)活塞顶间隙不对(11)供油提前角不对
(12)机油冷却喷嘴损坏(13)其它调整原因
二、柴油机“拉缸”或活塞“顶燃”的原因及排除(1)柴油机在满负荷工作时经常
突然停机
柴油机经常在全负荷工作时突然停车,由于柴油机在全负荷工作时,汽缸内部的温度
瞬间可达2000k以上,全负荷停机后,个别汽缸由于正处在膨胀冲程,缸内温度仍然
很高,可达1000k以上;此时,如果没有及时采取措施转动发动机排除废气,则该缸
活塞可能就会出现局部烧熔。重新起动发动机投入全负荷工作后,数分钟之内该缸活塞就
会出现严重的烧顶故障。排除方法:
首先,避免在满载运行期间突然关闭柴油机。如果出现类似故障,请确保立即将柴油
发动机曲轴转动几圈,或用起动马达拖动柴油发动机
机运转数次,每次5-6秒时间,并尽快判断突然柴油机停机原因。注意:在未判明
故障原因之前,不要盲目重新启动柴油机。(2)柴油机润滑油有问题
如果润滑油选择不当,如低温选择高温油,或润滑油长期未更换,发动机起动时的润
滑条件会变差。如果此时柴油机在没有充分预热的情况下满负荷运行,可能会导致发动机
拉缸故障。如果选择劣质润滑油或低质量等级的润滑油,也可能由于润滑不良而导致活塞-气缸拉拔或顶
部燃烧,加速气缸磨损,增加曲轴箱排气压力,增加发动机机油和燃烧室积碳。曲轴箱废气闭式循环系统应特别注意这一问题。故障排除:
严格按要求选用柴油机润滑油。
根据不同季节选择不同品牌的润滑油。如果润滑油选择不当,将对柴油机造成严重损坏。选择润滑油的一般要求是:确定润滑油的质量等级后,夏季高温地区使用高温润滑油(如40、50、60等),冬季严寒地区使用低温润滑油(如0W、5W、10W等)。其他区域使用混合润滑油(15w40、20w40等)。润滑油的质量等级应根据使用说明书的要求进行选择。可以选择高于使用说明书规定的润滑油,但不得选择低于使用说明书规定的润滑油(例如,使用说明书要求使用CD级润滑油,可以选择CE和CF级润滑油,不能选择CC和CB级润滑油)。(3)柴油问题