大氣粉塵對工程機械發動機的磨損和動力性的影響

秦超

（天津雷沃斗山發動機股份有限公司，天津 300402）

工程機械在野外施工時,作業環境惡劣,大氣中粉塵的含量較場內作業、公路運輸所處環境中的含量要高出數十倍甚至百倍。現就大氣粉塵對工程機械發動機的磨損和動力性的影響進行探討。

一、工程機械發動機主要零件耗損

（一）缸體與缸蓋耗損

發動機氣缸變形的主要原因為材料屈服極限下降等，缸蓋變形是常見的發動機零件耗損情況，其主要因高溫高壓氣體作用氣缸蓋螺栓擰緊力不符合設備使用要求所致。氣缸體變形故障主要表現為上下平面度誤差，無論新舊氣缸體，其上平面變形都存在一定的規律性。氣缸體縱橫向都是兩頭高中間低，氣缸蓋變形為下平面兩頭高中間低。氣缸體下平面不平會導致發生漏油。氣缸體與缸蓋變形過大會影響發動機的正常工作，如氣缸體及汽缸蓋結合不平，可能導致氣缸墊密封失效，影響發動機的正常運轉。

（二）低溫起動

在發動機使用周期內， 50% 的氣缸磨損發生在起動過程中， 而冬季起動對發動機磨損的影響更大。此外， 低溫起動后在未達到正常溫度前，磨損強度一直是很大的。低溫起動加劇缸套磨損。低溫起動時，潤滑油粘度大，流動性差，機油不能及時達到各潤滑表面，發動機缸套內壁得不到充分潤滑，當活塞在缸套中往復運動時， 活塞環與缸套內壁因潤滑不良而產生干摩擦，進而造成缸套磨損。

二、發動機動力不足的原因

（一）空氣濾清系統不夠清潔

工程機械尤其是運動機械作業的環境相對惡劣，大氣粉塵量也存在嚴重的超標現象，容易在這一基礎上形成發動機的空氣濾清系統不清潔現象，使得氣阻力程度增加，對空氣運動量的減少具有推動作用，進入的有效空氣下降，使得進入到氣缸內的燃油燃燒不夠徹底，也容易發生冒黑煙和發動機動力下降等現象，對環境也會造成污染。

（二）活塞與氣缸間隙過大或拉傷

由于大氣粉塵隨空氣進入氣缸加劇氣缸壁的磨損使活塞與氣缸壁的間隙過大,產生了下排氣,降低了發動機的壓縮比,致使發動機動力下降。同時由于氣缸壁的磨損過大甚至拉傷,使得活塞環結膠造成摩擦阻力加大,造成發動機自身的機械損失增大,也使得發動機的動力下降,這種傷害對發動機而言是致命的。

三、發動機動力不足問題的有效解決

（一）保持空氣濾清系統清潔。在出現空氣濾清系統不清潔情況時，需要增強空氣濾清系統的清理程度，使得空氣更多地進入到氣缸中，增強空氣進入氣缸的有效量，同時明確降低粉塵進入氣缸的幾率，使得發動機的動力在這一基礎上得到增加。（二）排氣管清潔頻率提升。排氣管出現阻塞情況的話會造成排氣的壓力增加，這就需要在平時進行排氣管管理的時候，及時對排氣管中的積碳進行清理處理，從而防止排氣管出現阻塞的情況，使得發動機的動力在這一過程中能夠得到增強。（三）做好空氣濾清器維護保養工作。空氣中的灰塵含量隨環境的不同而不同，在沙漠中或塵土飛揚的車后塵土旋渦中，空氣含塵量高達 2000 mg/m 3;在一般土路上空氣的含塵量為 400 ～ 500 mg/m 3 ;而良好的瀝青或水泥路面上空氣含塵量則為 1 mg/m 3 左右。如果把空氣濾清器去掉，將會有大量的塵土被吸進氣缸，即使安裝一個效率為 99.5% 的紙質或化學纖維濾芯的空濾器，仍將有塵土進入發動機。因此，要做好空氣濾清器的維護保養工作，定期清理更換濾芯。

四、發動機日常維護保養

發動機各機件異常運轉時會出現不同異響，如曲軸箱內有較大金屬機件撞擊聲，說明連桿小頭銅套與連桿間及活塞間隙較大，必須停機檢修。有水濾芯的發動機缸體壁較薄，水濾芯內含有一種活性物質，確保冷卻液的防腐性，如未按時更換水濾芯嚴重可能導致缸體銹穿。出現飛輪機撬不動的情況可能是燒瓦或氣門掉進缸內頂死活塞。也可能是飛輪齒輪箱被異物卡死，工程施工中曾出現全液壓攤鋪機齒輪箱被軸承滾柱卡死的實例，發動機溫度過高時不可立即熄火，發動機溫度過低時不可高速運轉，否則會縮短發動機的使用壽命。冬季低溫情況下會惡化工程機械的作業條件，造成工程機械發動機啟動困難，如不有效維護保養，會影響工程機械的使用壽命。低溫情況下，發動機機油黏稠度會急劇增大，黏附在發動機曲軸的機油會產生較大阻力，導致發動機啟動困難。蓄電池容量會隨啟動電流增大而降低，導致起動機啟動轉矩達不到正常標定工況，甚至只能帶動發動機低速空轉，造成發動機啟動困難。發動機是工程機械的心臟，為保證機械的使用性能，必須根據其工作情況進行維護保養，冬季低溫天氣柴油機潤滑油黏度變大，導致柴油機啟動困難，冬季低溫天氣應選用黏度較小的低溫潤滑油，可選黏度等級SAE5W—40的多級機油，更換機油時應對機油濾清器進行更換清洗。柴油不僅是發動機的燃料，還具備冷卻潤滑的作用，因此選擇潔凈的柴油對保障發動機動力性及延長使用壽命非常重要。柴油在低溫時易結蠟，流動性變差，導致柴油霧化不良，嚴重影響柴油的動力性與經濟性。冬季氣溫低，應選用凝點較低的柴油，通常選用凝點比環境溫度低5℃左右的柴油，柴油發動機多數采用輕柴油為燃料，冬季可選用-10＃，-20＃與-35＃三種柴油牌號。

結語

大氣粉塵屬于工程機械發動機正常運轉過程中突出的不利因素，野外工程機械施工處理的時候，大氣粉塵問題是比較突出的，也是解決相對困難的問題，這就需要不斷增強工程機械強制保養清洗情況，而這也是工程機械施工過程中需要重視的現實問題。