一、珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)簡介
(一)基本情況簡述
英國 Perkins(珀金斯)發(fā)動機(jī)有限公司于 1932 年由英國企業(yè)家 Frank.Perkins 在英國 Peterborough 創(chuàng)建,是全球領(lǐng)先的發(fā)動機(jī)制造商之一,在 4 至 2000 kW(5 至 2800hp)功率非公路用柴油及天然氣發(fā)動機(jī)市場占據(jù)著頂級制造商的地位。
從創(chuàng)立背景來看,當(dāng)時的工業(yè)發(fā)展對于動力設(shè)備有著持續(xù)增長的需求,F(xiàn)rank.Perkins 憑借著自身的遠(yuǎn)見卓識以及在機(jī)械制造領(lǐng)域的專業(yè)能力,開啟了珀金斯發(fā)動機(jī)的發(fā)展篇章,旨在為眾多行業(yè)提供可靠且高性能的動力解決方案。
在發(fā)展歷程方面,珀金斯發(fā)動機(jī)在上世紀(jì)就已經(jīng)在全球范圍內(nèi)嶄露頭角。早在上世紀(jì)七十年代初,它就開始為中國的客戶提供服務(wù),隨后更是不斷拓展全球業(yè)務(wù)版圖。2006 年于上海設(shè)立辦事處,統(tǒng)籌管理中國市場;2007 年 10 月,在第九屆北京國際工程機(jī)械展(BICES)上,正式宣布在江蘇省無錫興建新工廠。2008 年 11 月,無錫 400 系列緊湊型發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線投產(chǎn),可提供 40 多種配置方案供客戶選擇。2010 年 6 月,無錫第二條生產(chǎn)線啟動,專注制造 1100 系列中型發(fā)動機(jī),后續(xù)又不斷完善擴(kuò)充產(chǎn)能,并由專設(shè)研發(fā)中心全面支持,集中開發(fā)適應(yīng)亞洲等市場的產(chǎn)品。
在全球發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域,珀金斯發(fā)動機(jī)有著舉足輕重的地位。它憑借自身的優(yōu)勢,向全球 1,000 多家主要設(shè)備生產(chǎn)商供應(yīng)發(fā)動機(jī),這些發(fā)動機(jī)應(yīng)用于 5,000 多種不同場合,覆蓋農(nóng)用機(jī)械、建筑 / 工程機(jī)械、發(fā)電設(shè)備、工業(yè)用設(shè)備和物料裝卸設(shè)備這五大市場。時至今日,已有超過 2,000 萬臺 Perkins 發(fā)動機(jī)投入服務(wù),其中接近一半以上仍在使用中。而且,由超過 118 家 Perkins 代理商組成的全球網(wǎng)絡(luò),遍及 180 多個國家和地區(qū),透過 3,500 個服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)提供產(chǎn)品支持,所有網(wǎng)點(diǎn)均秉承最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),保證在世界每個角落的客戶都可獲得最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
珀金斯的柴油發(fā)動機(jī)產(chǎn)品陣容豐富,專供工業(yè)用的有 400 系列、800 系列、1100 系列和 1200 系列;專供發(fā)電用的包括 400 系列、1100 系列、1300 系列、1600 系列、2000 系列和 4000 系列(并備有多個天然氣型號)。其柴油發(fā)電機(jī)組更是采用原裝進(jìn)口,產(chǎn)地由美國卡特彼勒及英國勞斯萊斯生產(chǎn)的柴油發(fā)動機(jī),運(yùn)用最新歐美技術(shù)及高強(qiáng)度耐磨材料,確保一流的品質(zhì),再配以世界領(lǐng)先的利萊森瑪柴油發(fā)電機(jī),具備體積緊湊、效率高的特點(diǎn),出廠前經(jīng)過先進(jìn)的電腦進(jìn)行測試,技術(shù)及品質(zhì)均達(dá)到歐美生產(chǎn)水平,以油耗低、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、排放低等優(yōu)勢,成為常用及備用的理想電力設(shè)備。
總之,珀金斯發(fā)動機(jī)經(jīng)過多年的沉淀與發(fā)展,已然成為全球眾多行業(yè)在選擇動力設(shè)備時的重要考慮對象,在發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域持續(xù)散發(fā)著獨(dú)特的魅力,為全球的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等諸多領(lǐng)域的發(fā)展提供著強(qiáng)勁且可靠的動力支撐。
二、機(jī)油進(jìn)入燃燒室的常見途徑
(一)活塞環(huán)相關(guān)情況
活塞環(huán)在發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中起著至關(guān)重要的作用。它主要分為壓縮環(huán)(氣環(huán))和機(jī)油環(huán),壓縮環(huán)負(fù)責(zé)密封燃燒室內(nèi)的可燃混合氣體,提高燃燒做功效率,可有效防止燃燒室的氣體漏到曲軸箱,從而提升熱效率;而機(jī)油環(huán)則用來刮除汽缸壁上多余的機(jī)油,避免機(jī)油竄入燃燒室,同時保證氣缸和活塞及環(huán)能得到正常潤滑。
在發(fā)動機(jī)工作時,潤滑系統(tǒng)會將一部分機(jī)油飛濺到氣缸壁上,以此來潤滑活塞與氣缸壁。由于活塞要在氣缸中進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動,此時機(jī)油就會通過活塞環(huán)的側(cè)隙和背隙,被泵入燃燒室,這就是活塞環(huán)的泵油作用,而這也是由往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。只要這種結(jié)構(gòu)沒有改變,活塞環(huán)的泵油作用就不可避免,發(fā)動機(jī)必然會消耗一定量的機(jī)油。
然而,隨著發(fā)動機(jī)使用時間的不斷延長,氣缸、活塞以及活塞環(huán)都會出現(xiàn)不同程度的磨損,各部位之間的間隙會逐漸增大,活塞環(huán)的彈力也會隨之減弱,油環(huán)刮油的能力更是會下降,進(jìn)而導(dǎo)致泵油作用進(jìn)一步加劇,更多的機(jī)油就會通過活塞環(huán)進(jìn)入氣缸參與燃燒,最終使得發(fā)動機(jī)機(jī)油的消耗量增大。例如一些使用年限較長、運(yùn)行時間久的珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī),就容易因?yàn)榛钊h(huán)的這類問題,出現(xiàn)機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室的情況,影響發(fā)動機(jī)的正常性能,甚至可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降、燃油經(jīng)濟(jì)性變差、尾氣排放超標(biāo)等不良后果。
(二)氣門油封因素
氣門油封對于發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行同樣有著關(guān)鍵作用,它的主要職責(zé)就是確保氣門處的密封性,防止機(jī)油從氣門處進(jìn)入燃燒室。
當(dāng)氣門油封出現(xiàn)老化、磨損的情況后,其原本的密封作用就會喪失。發(fā)動機(jī)在工作時,機(jī)油就會從氣門油封處進(jìn)入氣門導(dǎo)管,然后順著氣門導(dǎo)管流入進(jìn)氣道,最終隨著空氣一同進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。氣門油封漏油這一問題從外表往往很難直接觀察到,不過它在漏油時還是有比較明顯的特征表現(xiàn)的,比如在早晨啟動汽車時,會看到排氣管處排出淡藍(lán)色的煙,而等發(fā)動機(jī)溫度升高后,排氣的顏色才會恢復(fù)正常。要是漏油情況比較嚴(yán)重的話,在排氣管的尾部還會出現(xiàn)一圈油印。像部分珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)在長期使用后,氣門油封由于長時間受到高溫、高頻的往復(fù)運(yùn)動影響,容易出現(xiàn)老化、磨損問題,進(jìn)而引發(fā)機(jī)油進(jìn)入燃燒室的現(xiàn)象,干擾發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),還可能導(dǎo)致火花塞積碳增加,使發(fā)動機(jī)工況變差,影響汽車的動力性能等。
(三)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)影響
曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)有著其獨(dú)特的工作機(jī)制。在發(fā)動機(jī)工作時,燃燒室的高壓可燃混合氣和已燃?xì)怏w,或多或少會通過活塞組與氣缸之間的間隙竄入曲軸箱內(nèi)。為了防止曲軸箱壓力過高,延長機(jī)油使用期限,減少零件磨損和腐蝕,防止發(fā)動機(jī)漏油,同時也為了滿足日益嚴(yán)格的排放要求以及提高經(jīng)濟(jì)性,就需要實(shí)行曲軸箱通風(fēng),現(xiàn)代汽油發(fā)動機(jī)常采用的就是曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)方式,也就是 PCV 系統(tǒng)。
該系統(tǒng)主要由空氣濾清器、曲軸箱通風(fēng)管、曲軸箱、PCV 閥、進(jìn)氣歧管等組成。發(fā)動機(jī)工作時,進(jìn)氣歧管真空度出現(xiàn)在 PCV 閥處,在這個真空度的作用下,空氣由空氣濾清器通過曲軸箱通風(fēng)管進(jìn)入氣門室罩內(nèi),并流過氣缸蓋上的孔后流入曲軸箱內(nèi),與曲軸箱內(nèi)的竄氣相混合?;旌虾蟮臍怏w向上流過氣缸蓋上的孔到達(dá)氣門室罩內(nèi),然后進(jìn)入 PCV 閥,當(dāng) PCV 閥打開時混合氣流入進(jìn)氣歧管,進(jìn)而進(jìn)入氣缸燃燒。但在這個排出廢氣和機(jī)油蒸汽的過程中,不可避免地會連帶把一部分機(jī)油帶入燃燒室參與燃燒。而且它機(jī)油消耗量的大小,與 PCV 閥的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系,同時也和機(jī)油的蒸發(fā)值關(guān)聯(lián)密切,如果機(jī)油容易蒸發(fā),那機(jī)油的消耗量就會比較大。對于珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)而言,一旦曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)中的相關(guān)部件出現(xiàn)故障,比如 PCV 閥堵塞或者損壞等情況,就很可能造成更多的機(jī)油被帶入燃燒室,影響發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,增加機(jī)油消耗,甚至還可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生積碳等問題。
三、引發(fā)機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室的其他原因
(一)機(jī)油量異常問題
1. 機(jī)油過多時
機(jī)油加注量對于珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行至關(guān)重要,當(dāng)機(jī)油過多時,就很容易引發(fā)一系列問題,其中機(jī)油進(jìn)入燃燒室就是較為常見的不良后果之一。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,曲軸柄、連桿大端等運(yùn)動部件會處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),此時若機(jī)油量超出正常范圍,這些運(yùn)動部件就會與過量的機(jī)油產(chǎn)生劇烈的攪動。比如在一些工況下,曲軸每轉(zhuǎn)動一圈,連桿大端都會在機(jī)油中 “劃動”,就像我們用筷子在濃稠的液體中快速攪動一樣,這種攪動會耗費(fèi)更多的能量。
在這樣的情況下,部分機(jī)油就可能會在曲軸柄、連桿大端快速運(yùn)動的過程中,被擠入燃燒室并參與燃燒。一旦機(jī)油進(jìn)入燃燒室參與燃燒,就會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排氣管冒藍(lán)煙,也就是所謂的 “燒機(jī)油” 現(xiàn)象。而且長時間 “燒機(jī)油” 不僅會增加油耗,還會在活塞環(huán)、活塞頂部、氣門座、噴油嘴處形成積碳,進(jìn)而引發(fā)活塞環(huán)卡死、噴油嘴堵塞等故障。同時,過多的機(jī)油被攪動還會產(chǎn)生氣泡,帶氣泡的機(jī)油進(jìn)入潤滑系統(tǒng)中,會致使氣缸與活塞的磨損加劇。此外,過量機(jī)油在活塞和氣缸壁之間形成的油膜,也會增加活塞環(huán)與氣缸壁之間的摩擦力,從而加速發(fā)動機(jī)整體的磨損。另外,過高的油面在連桿大頭攪動下容易產(chǎn)生油氣,這些油氣在高溫環(huán)境下極易著火燃燒,極端情況下甚至可能引發(fā)曲軸箱爆炸,這對發(fā)動機(jī)來說幾乎是致命的,很可能直接導(dǎo)致發(fā)動機(jī)報(bào)廢。而且機(jī)油過多會增加潤滑系統(tǒng)的壓力,使得油封易于損壞,從而導(dǎo)致機(jī)油滲漏,特別是在曲軸前后端泄露更為突出,這不僅增加了油耗,還可能對環(huán)境造成污染,并加大維修的難度。
2. 機(jī)油過少時
當(dāng)珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的機(jī)油量不足時,同樣會對發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生諸多不利影響,使得機(jī)油更易進(jìn)入燃燒室。機(jī)油在發(fā)動機(jī)內(nèi)部起著不可或缺的潤滑作用,一旦機(jī)油量過少,發(fā)動機(jī)內(nèi)部各部件的潤滑就會不足,這就導(dǎo)致各部件之間的摩擦力增大,從而增加發(fā)動機(jī)內(nèi)部功率損失,降低發(fā)動機(jī)的效率,進(jìn)而使得油耗上升。
在這種情況下,曲軸柄、連桿大端等運(yùn)動部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,由于缺少足夠的機(jī)油潤滑,就會更多地與氣缸壁接觸,進(jìn)而導(dǎo)致濺到缸壁上的機(jī)油增多。長時間處于這樣的運(yùn)行狀態(tài),可能會引發(fā)如發(fā)動機(jī)拉缸等嚴(yán)重故障。并且,軸承與軸頸等接觸部位會因機(jī)油量少而潤滑不良,加劇磨損程度,嚴(yán)重時甚至可能引發(fā)燒瓦、抱軸等故障,這些故障不僅會影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行,還可能對使用該發(fā)動機(jī)的設(shè)備安全性造成威脅。另外,長期機(jī)油過少運(yùn)行會使發(fā)動機(jī)內(nèi)部各部件的磨損加劇,縮短發(fā)動機(jī)的使用壽命,而且由于機(jī)油的潤滑、冷卻和清潔作用減弱,還可能引發(fā)發(fā)動機(jī)過熱、積碳等一系列問題,進(jìn)一步對發(fā)動機(jī)造成更嚴(yán)重的損壞,而發(fā)動機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)的這些異常情況,都會讓機(jī)油更有機(jī)會進(jìn)入燃燒室,干擾發(fā)動機(jī)正常的燃燒工作過程。
(二)部件故障影響
1. 活塞等部件故障
活塞、缸套、活塞銷和活塞環(huán)這些部件對于珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行和密封性能起著關(guān)鍵作用。一旦它們出現(xiàn)故障,往往會使發(fā)動機(jī)的密封性能變差,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)油進(jìn)入燃燒室或者從廢氣管噴出等問題。
例如,活塞環(huán)斷裂這種情況,會直接導(dǎo)致壓縮力下降,嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)拉缸事故,拉缸就是活塞與氣缸壁之間產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦損傷,使得氣缸壁出現(xiàn)劃痕等損壞情況。而活塞環(huán)和環(huán)槽磨損,則會使背隙和端隙過大,降低活塞與缸壁的緊密性,這時發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時就會出現(xiàn)類似敲缸的聲音,并且在進(jìn)行單缸熄火測試時,聲音雖然會減小但不會完全消失。再比如缸壁磨損后頂部出現(xiàn)肩部,重新調(diào)整連桿軸瓦后,活塞環(huán)可能與氣缸壁的肩部碰撞,那么在發(fā)動機(jī)冷啟動時就會發(fā)出 “嘣,嘣” 的聲音,同時在加油口處還能看到藍(lán)煙冒出,而且藍(lán)煙出現(xiàn)的頻率與音頻基本是一致的。另外,活塞環(huán)彈性太弱、缸壁有凹槽,以及活塞環(huán)粘住活塞環(huán)槽等情況也會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)異常。
這些活塞等部件的故障情況,都會影響發(fā)動機(jī)的密封性,使得在壓力作用下,機(jī)油無法被有效阻擋,從而從各部件之間的間隙處,進(jìn)入燃燒室或者順著壓力從廢氣管噴出,燃燒不完全的機(jī)油也可能會從廢氣管噴出,最終影響發(fā)動機(jī)的正常工作狀態(tài)以及性能表現(xiàn)。
2. 氣門桿和導(dǎo)管磨損
氣門桿和導(dǎo)管在珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)中也是極為重要的部件,當(dāng)它們出現(xiàn)磨損后,會產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng),間接導(dǎo)致機(jī)油消耗異常以及進(jìn)入燃燒室的情況發(fā)生。
氣門導(dǎo)管磨損后,氣門與氣門導(dǎo)管的間隙會變大,原本良好的密封性能就會下降。隨著氣門桿與氣門導(dǎo)管之間的間隙增大,氣門桿在工作時的振動就會加劇。同時,這種磨損會使得氣門桿與氣門導(dǎo)管之間的配合間隙過大,進(jìn)而導(dǎo)致潤滑條件惡化,磨損也就進(jìn)一步加速。在發(fā)動機(jī)的使用過程中,排氣門桿和導(dǎo)管的磨損,會使導(dǎo)管孔及排氣門桿上產(chǎn)生積炭,而且磨損越嚴(yán)重,積炭就越多,嚴(yán)重時氣門甚至?xí)欢氯?,?dǎo)致其運(yùn)動減慢。而進(jìn)氣門桿與導(dǎo)管之間的磨損會形成間隙,在發(fā)動機(jī)工作時,空氣就會通過此間隙被吸入氣缸,從而使混合氣濃度降低,影響燃燒效果。
由于氣門處密封性能受磨損影響而下降,燃燒室內(nèi)的壓力在發(fā)動機(jī)工作時,就可能會使機(jī)油通過磨損產(chǎn)生的這些部位進(jìn)入其他通道,最終進(jìn)入燃燒室,或者導(dǎo)致機(jī)油從廢氣管噴出,出現(xiàn)機(jī)油消耗異常的現(xiàn)象,干擾發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行,使得發(fā)動機(jī)的動力輸出、燃油經(jīng)濟(jì)性等各方面性能都受到不良影響。
(三)溫度相關(guān)因素
1. 發(fā)動機(jī)溫度過低
珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)溫度過低的情況可能由多種原因造成,像節(jié)溫器損壞就是常見因素之一,當(dāng)節(jié)溫器的主閥門卡在全開位置時,冷卻系統(tǒng)就無法進(jìn)行小循環(huán),這樣發(fā)動機(jī)一啟動,冷卻水就會直接進(jìn)行大循環(huán)流動,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)溫度很難升高。如果發(fā)動機(jī)配備的是電動風(fēng)扇,風(fēng)扇電動機(jī)的溫控開關(guān)出現(xiàn)故障,使風(fēng)扇在低溫時就進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),或者風(fēng)扇總是高速運(yùn)轉(zhuǎn),也會不斷帶走發(fā)動機(jī)的熱量,讓發(fā)動機(jī)溫度過低。此外,冷卻液溫度傳感器故障,致使發(fā)動機(jī) ECU 控制失調(diào),同樣可能造成發(fā)動機(jī)溫度過低,還有在環(huán)境溫度太低且逆風(fēng)行駛的情況下,發(fā)動機(jī)升溫也會比較緩慢。
當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度過低時,機(jī)油的流動性會變差,正常情況下機(jī)油可以較為順暢地在發(fā)動機(jī)內(nèi)部各部件之間流動,起到潤滑、散熱等作用,而溫度過低使其變得黏稠,就難以很好地到達(dá)各個需要潤滑的部位,影響潤滑效果。同時,低溫還可能使燃燒不完全,導(dǎo)致燃燒室內(nèi)部的壓力等情況出現(xiàn)異常,在一些情況下,如果機(jī)油無法正常循環(huán)或者燃燒室內(nèi)壓力異常變化,就可能會使機(jī)油從廢氣管噴出,甚至進(jìn)入燃燒室參與燃燒,進(jìn)一步影響發(fā)動機(jī)的正常工作以及整體性能。
2. 發(fā)動機(jī)溫度過高
發(fā)動機(jī)處于過熱狀態(tài)時,對珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)內(nèi)部的各個部件以及機(jī)油狀態(tài)都會產(chǎn)生極大的影響,進(jìn)而增加機(jī)油進(jìn)入燃燒室的概率。
當(dāng)發(fā)動機(jī)過熱時,首先各部件會因?yàn)楦邷囟l(fā)生熱膨脹,原本配合良好的活塞與氣缸壁、氣門與氣門座等部件之間的間隙會變小,增加了相互之間的摩擦阻力,同時也使得部件的磨損加劇。對于機(jī)油來說,高溫會使其黏度降低,變得更稀,這樣機(jī)油的油膜強(qiáng)度就會下降,無法很好地起到隔離和潤滑部件的作用,導(dǎo)致部件之間的磨損進(jìn)一步加重。而且在這種情況下,機(jī)油更容易在壓力等作用下,從一些密封部位或者間隙處進(jìn)入燃燒室。
例如,活塞環(huán)在高溫下可能會因?yàn)闊崤蛎浀仍?,其密封效果變差,機(jī)油就更容易通過活塞環(huán)進(jìn)入燃燒室。另外,過熱的發(fā)動機(jī)還可能使氣門油封等密封部件加速老化、損壞,失去原本的密封作用,從而讓機(jī)油有機(jī)會進(jìn)入燃燒室。當(dāng)機(jī)油進(jìn)入燃燒室后,會出現(xiàn)排氣管冒藍(lán)煙等 “燒機(jī)油” 現(xiàn)象,還會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降、油耗增加以及產(chǎn)生大量積碳等不良表現(xiàn),嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行和使用壽命。
(四)排氣蓋損壞問題
排氣蓋在珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的正常工作中有著重要作用,一旦排氣蓋出現(xiàn)損壞,就會影響發(fā)動機(jī)的正常工作秩序,致使燃燒室內(nèi)壓力出現(xiàn)異常情況,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)油通過損壞部位進(jìn)入排氣系統(tǒng),最終進(jìn)入燃燒室。
排氣蓋出現(xiàn)損壞的原因有多種,比如氣門間隙過小,氣門在開關(guān)時就容易被卡住,長時間這樣反復(fù)的異常受力情況,就容易損壞排氣蓋;而氣門間隙過大時,氣門在開關(guān)過程中容易產(chǎn)生沖擊,同樣也可能對排氣蓋造成損傷。此外,氣門燒蝕、斷裂、座圈松動、積碳、腐蝕、磨損、密封不嚴(yán)等情況也都可能對排氣蓋的正常功能產(chǎn)生影響。
當(dāng)排氣蓋損壞后,燃燒室內(nèi)的廢氣無法順暢排出,使得燃燒室內(nèi)的壓力逐漸升高,這種異常的壓力就會迫使機(jī)油通過排氣蓋損壞的部位進(jìn)入排氣系統(tǒng),而排氣系統(tǒng)與燃燒室在發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)上是相互連通的,機(jī)油就會順著這個通道最終進(jìn)入燃燒室,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn) “燒機(jī)油” 等異?,F(xiàn)象,影響發(fā)動機(jī)的動力輸出、燃油經(jīng)濟(jì)性以及整體的穩(wěn)定運(yùn)行,同時還可能引發(fā)如排氣管冒藍(lán)煙、發(fā)動機(jī)內(nèi)部積碳增多等一系列問題。
四、機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室后的危害
(一)對發(fā)動機(jī)性能的影響
當(dāng)機(jī)油大量進(jìn)入珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的燃燒室后,會對發(fā)動機(jī)的性能產(chǎn)生諸多不利影響。正常情況下,發(fā)動機(jī)的燃燒過程是燃料與空氣在燃燒室內(nèi)按照合適的比例混合后,進(jìn)行高效、充分的燃燒,從而推動活塞做功,帶動曲軸轉(zhuǎn)動,實(shí)現(xiàn)動力輸出。然而,機(jī)油進(jìn)入燃燒室后,就會打破這種正常的燃燒狀態(tài)。
機(jī)油本身并不像燃料那樣容易燃燒,它進(jìn)入燃燒室后會參與燃燒反應(yīng),但無法像燃油那樣迅速、完全地燃燒殆盡。這就導(dǎo)致了燃燒過程變得不完全,燃燒效率大幅降低。比如,原本可以在一次做功沖程中完全轉(zhuǎn)化為動力的能量,因?yàn)闄C(jī)油的混入,只能部分轉(zhuǎn)化,使得發(fā)動機(jī)的動力輸出下降明顯。在實(shí)際使用中,使用者可能會明顯感覺到車輛加速無力,像是在爬坡或者需要快速超車等需要較大動力的時候,發(fā)動機(jī)顯得 “力不從心”,無法提供足夠強(qiáng)勁的動力支持。
同時,由于燃燒不完全,發(fā)動機(jī)為了維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和功率,就需要消耗更多的燃油來進(jìn)行彌補(bǔ),進(jìn)而導(dǎo)致油耗顯著增加。而且,機(jī)油在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的一些物質(zhì)還可能附著在活塞、氣缸壁等部件表面,影響它們之間的正常摩擦和運(yùn)動,使得發(fā)動機(jī)內(nèi)部的摩擦力增大,進(jìn)一步損耗發(fā)動機(jī)原本的輸出功率,讓發(fā)動機(jī)的整體性能無法得到正常發(fā)揮,長期處于這種狀態(tài)下,發(fā)動機(jī)的使用壽命也會受到嚴(yán)重影響。
(二)產(chǎn)生積碳及污染物問題
機(jī)油參與燃燒所帶來的另一個嚴(yán)重后果就是會產(chǎn)生大量的積碳以及其他污染物,這些物質(zhì)會在發(fā)動機(jī)的各個部位逐漸沉積下來。在燃燒室內(nèi),機(jī)油不完全燃燒產(chǎn)生的碳顆粒等物質(zhì),會附著在燃燒室壁、活塞頂部、氣門等部位,隨著使用時間的增加,積碳越來越厚。
這些積碳會對發(fā)動機(jī)的散熱產(chǎn)生不良影響。發(fā)動機(jī)在工作時會產(chǎn)生大量的熱量,正常情況下熱量會通過氣缸壁、冷卻系統(tǒng)等及時散發(fā)出去,以保證發(fā)動機(jī)在適宜的溫度范圍內(nèi)工作。但積碳就像一層隔熱層一樣,阻礙了熱量的傳導(dǎo),使得發(fā)動機(jī)局部溫度升高,容易引發(fā)發(fā)動機(jī)過熱的問題。而發(fā)動機(jī)長時間處于過熱狀態(tài),會加劇各部件的熱膨脹,進(jìn)一步影響部件之間的配合間隙,增加磨損程度,甚至可能導(dǎo)致部件變形、損壞等嚴(yán)重后果。
此外,積碳還會影響到發(fā)動機(jī)內(nèi)部一些部件的正常工作。例如,氣門處堆積的積碳可能會導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán),影響進(jìn)氣和排氣的正常進(jìn)行,進(jìn)而使燃燒效率進(jìn)一步下降;活塞環(huán)上的積碳可能會使其彈性減弱、刮油能力變差,讓更多的機(jī)油進(jìn)入燃燒室,形成惡性循環(huán),不斷危害發(fā)動機(jī)的健康,大大縮短發(fā)動機(jī)的正常使用壽命,增加維修成本和頻率。同時,燃燒產(chǎn)生的污染物排放到大氣中,也對環(huán)境造成了一定的污染。
(三)對環(huán)境的不良影響
機(jī)油大量進(jìn)入珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)燃燒室后,會使發(fā)動機(jī)的排放情況嚴(yán)重超標(biāo),給環(huán)境帶來諸多不良影響。發(fā)動機(jī)正常工作時,經(jīng)過良好燃燒后排出的尾氣中,各種污染物的含量是在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的。但當(dāng)機(jī)油混入燃燒室參與燃燒后,尾氣中就會增加大量有害物質(zhì)。
比如,機(jī)油燃燒會產(chǎn)生更多的顆粒物,也就是我們常說的黑煙,這些細(xì)小的顆粒物排放到空氣中,會降低空氣的質(zhì)量,人們吸入后可能會對呼吸系統(tǒng)等造成損害。同時,機(jī)油燃燒還會使尾氣中的碳?xì)浠衔铩⒌趸锏任廴疚锏暮匡@著上升,這些物質(zhì)在大氣中會參與光化學(xué)反應(yīng),形成臭氧、酸雨等危害環(huán)境的因素。
酸雨會對土壤、水體、建筑物等造成腐蝕和破壞,影響生態(tài)平衡;臭氧在低空聚集時屬于有害污染物,會刺激人們的呼吸道,引發(fā)咳嗽、氣喘等健康問題,還會對農(nóng)作物、植被等生長產(chǎn)生不良影響,破壞生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。而且隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,發(fā)動機(jī)排放超標(biāo)很可能導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無法通過環(huán)保檢測,無法正常投入使用,從更廣泛的層面影響了生產(chǎn)生活以及環(huán)境保護(hù)工作的推進(jìn)。
五、如何避免機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室
(一)保養(yǎng)方面措施
1. 定期更換機(jī)油和機(jī)油濾清器
對于珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)而言,定期更換機(jī)油和機(jī)油濾清器是維持其良好運(yùn)行狀態(tài),避免機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室的基礎(chǔ)且關(guān)鍵的保養(yǎng)措施。機(jī)油在發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起著至關(guān)重要的作用,它不僅能夠?qū)Ω鱾€零部件起到潤滑的效果,減少相互之間的摩擦磨損,還具備散熱、清潔以及密封等諸多功能。然而,隨著發(fā)動機(jī)的持續(xù)運(yùn)行,機(jī)油會逐漸受到污染,性能也會隨之下降。
一方面,在發(fā)動機(jī)工作時,內(nèi)部的高溫環(huán)境以及燃燒產(chǎn)生的各種雜質(zhì)、金屬屑等會混入機(jī)油當(dāng)中,使得機(jī)油的清潔度降低。同時,機(jī)油本身的化學(xué)性質(zhì)也會因?yàn)殚L時間的高溫、高壓作用以及與空氣的接觸而發(fā)生變化,比如出現(xiàn)氧化、酸化等情況,導(dǎo)致其黏度改變,潤滑效果變差。如果繼續(xù)使用這樣的機(jī)油,其流動性不佳就可能造成機(jī)油無法順暢地在各部件間循環(huán),進(jìn)而容易被 “擠” 入燃燒室。
另一方面,機(jī)油濾清器的作用就是過濾機(jī)油中的雜質(zhì)顆粒等。但經(jīng)過一段時間的使用后,濾清器會因?yàn)閿r截了大量的雜質(zhì)而逐漸堵塞,過濾效果大打折扣,無法有效地阻止雜質(zhì)繼續(xù)留在機(jī)油中,這些雜質(zhì)有可能隨著機(jī)油一同進(jìn)入到發(fā)動機(jī)的其他部位,甚至進(jìn)入燃燒室,而且堵塞的濾清器還會影響機(jī)油的正常循環(huán)壓力,間接引發(fā)機(jī)油異常進(jìn)入燃燒室的問題。
所以,嚴(yán)格按照發(fā)動機(jī)的使用說明書或者專業(yè)維修建議,定期更換機(jī)油和機(jī)油濾清器,能夠保證機(jī)油始終處于良好的質(zhì)量和清潔度狀態(tài),從源頭上減少因機(jī)油自身問題以及雜質(zhì)因素導(dǎo)致的機(jī)油異常進(jìn)入燃燒室的情況發(fā)生,為發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。例如,一般情況下,根據(jù)珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)的不同使用工況和負(fù)荷,建議每運(yùn)行一定的小時數(shù)或者行駛一定的里程數(shù)后,就進(jìn)行機(jī)油和濾清器的更換操作,像一些中輕型使用場景下,每 300 - 500 小時更換一次機(jī)油以及與之匹配的濾清器是較為合適的周期。
2. 檢查和更換關(guān)鍵零部件
珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)中有多個關(guān)鍵零部件對于維持良好的密封性能,防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室起著關(guān)鍵作用,其中活塞環(huán)和氣門油封最為典型,定期對它們進(jìn)行檢查和及時更換意義重大。
活塞環(huán)方面,活塞環(huán)分為壓縮環(huán)(氣環(huán))和機(jī)油環(huán)。壓縮環(huán)負(fù)責(zé)密封燃燒室內(nèi)的可燃混合氣體,防止其漏到曲軸箱,而機(jī)油環(huán)則要刮除汽缸壁上多余的機(jī)油,避免機(jī)油竄入燃燒室,同時保證氣缸和活塞及環(huán)能得到正常潤滑。在發(fā)動機(jī)長時間的工作過程中,活塞環(huán)會不可避免地出現(xiàn)磨損,其彈力會逐漸減弱,活塞環(huán)與氣缸壁之間的配合間隙也會增大。比如,經(jīng)過數(shù)千小時的運(yùn)行后,活塞環(huán)的油環(huán)刮油能力可能會明顯下降,原本能夠有效刮除的機(jī)油無法被正常刮下,就會使得更多的機(jī)油順著氣缸壁在活塞環(huán)的泵油作用下進(jìn)入燃燒室。
氣門油封同樣如此,它的主要職責(zé)是確保氣門處的密封性,防止機(jī)油從氣門處進(jìn)入燃燒室。但氣門油封長期處于高溫、高頻的往復(fù)運(yùn)動環(huán)境下,容易出現(xiàn)老化、磨損的情況。一旦氣門油封失去了良好的密封作用,機(jī)油就會從氣門油封處進(jìn)入氣門導(dǎo)管,然后順著氣門導(dǎo)管流入進(jìn)氣道,最終隨著空氣一同進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。而且這種氣門油封漏油問題從外表往往很難直接觀察到,不過當(dāng)出現(xiàn)早晨啟動汽車時排氣管處排出淡藍(lán)色的煙,而等發(fā)動機(jī)溫度升高后排氣顏色才恢復(fù)正常等特征表現(xiàn)時,就需要格外留意了,很可能是氣門油封出現(xiàn)了問題。
所以,在日常的發(fā)動機(jī)保養(yǎng)維護(hù)中,要定期拆解相關(guān)部件對活塞環(huán)、氣門油封等進(jìn)行檢查,查看它們的磨損、老化程度,一旦發(fā)現(xiàn)其密封性能下降,無法正常發(fā)揮作用,就要及時更換新的符合規(guī)格的零部件,以此來維持發(fā)動機(jī)良好的密封性能,避免機(jī)油 “溜進(jìn)” 燃燒室,保障發(fā)動機(jī)正常穩(wěn)定的工作狀態(tài),延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。
(二)使用習(xí)慣注意事項(xiàng)
除了保養(yǎng)方面的措施,良好的使用習(xí)慣對于避免珀金斯 Perkins 發(fā)動機(jī)機(jī)油大量進(jìn)入燃燒室同樣不容忽視。在實(shí)際使用過程中,駕駛習(xí)慣對發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀況有著直接的影響,例如避免長時間高速行駛、急加速和急剎車等操作尤為關(guān)鍵。
長時間高速行駛時,發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷的工作狀態(tài),內(nèi)部各零部件之間的摩擦加劇,溫度也會快速升高。這種情況下,機(jī)油的黏度會因?yàn)楦邷囟档?,油膜的?qiáng)度隨之減弱,原本能夠很好起到隔離、潤滑和密封作用的機(jī)油,其效果會大打折扣,從而使得機(jī)油更容易從一些密封部位或者零部件之間的間隙處進(jìn)入燃燒室。而且長時間高速運(yùn)轉(zhuǎn)對活塞環(huán)、氣門油封等關(guān)鍵密封部件的損耗也更大,會加速它們的磨損和老化,進(jìn)一步增加機(jī)油進(jìn)入燃燒室的風(fēng)險(xiǎn)。
急加速和急剎車操作同樣會給發(fā)動機(jī)帶來不良影響。急加速時,發(fā)動機(jī)需要在短時間內(nèi)輸出較大的功率,燃油大量噴入燃燒室進(jìn)行燃燒,這瞬間的爆發(fā)力會對發(fā)動機(jī)內(nèi)部的各個部件產(chǎn)生較大的沖擊力,破壞部件之間原本相對穩(wěn)定的配合狀態(tài),導(dǎo)致活塞環(huán)與氣缸壁之間的密封性受到影響,使得機(jī)油有可能趁機(jī)進(jìn)入燃燒室。而急剎車時,發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速會迅速下降,內(nèi)部的機(jī)油循環(huán)系統(tǒng)也會受到一定程度的干擾,機(jī)油可能無法及時、均勻地分布到各個需要潤滑的部位,同樣會影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行,增加機(jī)油異常進(jìn)入燃燒室的概率。
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