拖拉机柴油机动力系统性能下降因素分析与处理方法

孟繁忠

(榆树市红星乡综合服务中心农业服务科，吉林 榆树 130400)

0 引言

随着现代化农业机械技术的快速发展，农业机械在技术、结构和机电一体化等方面得到了长足的进步，农业机械的功能和可靠性也得到了大幅提升。随着农业生产模式的变革，联合经营和承包经营使农田的规模不断扩大，农业机械的种类和型号也不断增多。柴油机作为拖拉机的重要动力机械，在轮式、履带、船式多种拖拉机产品上实现了广泛应用，且针对大中小各个级别的拖拉机产品也都有型号和技术特征丰富的柴油机产品与之匹配，为拖拉机获得匹配的动力系统提供了有力保障[1]。柴油机在农业生产应用的过程中，随着使用时间的延长，其机械系统内部可能会因为多种原因导致出现柴油机动力下降、油耗升高、排气不合格等问题，在一定程度上影响了拖拉机的正常使用。针对柴油机动力下降的主要特征，采取科学的方法进行诊断并进行合理的维修是拖拉机高效率作业的前提与保证。

1 农用柴油机的应用情况分析

在农业机械技术的不断升级和农机购置补贴的帮助下，农业机械总体动力水平得到了显著提升，拖拉机、联合收割机等农业机械都有明显向大功率发展趋势，传统柴油机配套性能正得到逐步提升。近五年来农用柴油机的配套动力平均提升了15～20 kW，且柴油机的油耗、排放、能量转换率都得到明显的改善。

在我国农用柴油机技术不断提升的同时，与发达国家的农业生产情况对比，我国农业生产中使用的柴油机产品仍然以小功率机型为主，综合上看，我国农业生产中使用的柴油机在多项性能上与国际水品存在差距，例如油耗偏高4%～6%，使用寿命偏低20%～35%，故障率偏高10%～15%，同时在振动、噪音、排放等方面也都存在差距[2]。对于供油系统、燃烧系统的很多重要零部件在质量、制造精度、可靠性等方面与国际标准差距较大，同时在电控技术应用、大型柴油机轻量化等方面也都存在较大的提升空间。

2 动力系统性能下降的主要因素

2.1 积碳累积影响柴油机性能

拖拉机在农业生产中使用的频率很高，其柴油机在长期工作过程中会不可避免地产生积碳，若不能及时处理，则会因为积碳累积增多而影响柴油机的工作性能[3]。积碳对柴油机的性能影响主要包括以下几方面因素：一是由于积碳在燃烧室出口处累积，会导致排气门受到积碳影响而关不严，导致燃烧室的密封性能降低，使燃烧充分性进一步降低，影响柴油机动力性能；二是由于积碳因素易造成喷油嘴堵塞，出现喷油器喷出的柴油雾化效果不达标，使柴油不充分燃烧；三是活塞顶部凹坑内积碳过多会影响柴油雾化后与空气的混合效果，影响燃烧和动能转化质量。针对积碳累积的问题，应注意在日常使用拖拉机的过程中定期进行积碳清洗工作。通过清洗仪对积碳较轻的柴油机进行清洗，能有效避免积碳过多累积造成的难于清洗问题。对于积碳严重的柴油机，可将柴油机进行拆卸，并对喷油器等部件进行超声波清洗，并采用专用的积碳清洗剂清洗气门，恢复柴油机的工作性能。

2.2 喷油器老化影响柴油机性能

喷油器是柴油机的重要工作部件，其能够为柴油建立足够的雾化压力，并将柴油以恰当的时机喷入汽缸与空气混合燃烧，从而将化学能转换为动能。若柴油机的喷油器经长期使用而老化，则会严重影柴油机的性能。柴油机喷油器的老化多是由于弹簧等压力部件老化而导致喷油器雾化压力不足，造成雾化不良，或是由于喷油嘴损坏造成喷雾质量降低，都会明显影响柴油机的动力性能。可见柴油机动力下降应主要从雾化燃烧质量的相关结构进行检查，重点检查喷油器和喷油嘴的功能是否正常，发现喷油器弹簧失效或喷油嘴损坏应及时更换，同时还要注意检查喷油器内部偶件质量，发现配合偶件损坏应成对更换[4]。

2.3 气门闭合失效影响柴油机性能

进排气门是柴油机正常运转的重要供气和排气结构，其结构状态和闭合密封性对于发动机的工作性能影响很大，当气门闭合不严或结构损坏而失效时多表现柴油机出现间断但有规律的碰撞声，且异响的频率与发动机转速呈正相关，气门功能异常直接导致发动机功率下降。当气门闭合不良时，应从两方面检查气门状态，一方面是检查积碳并及时清除积碳；另一方面是检查气门弹簧弹力是否正常，是否出现损坏、断裂等问题，并及时更换失效的弹簧件，再通过调整使汽缸活塞位于上止点位置时两气门均处于关闭状态。

2.4 燃油系统异常影响柴油机性能

燃油系统的工作状态决定着柴油机供油量、供油时机等众多关键因素，燃油系统的功能异常不仅会造成柴油机动力性能下降，还可能导致更严重的故障。燃油系统的典型功能异常包括以下几点：一是喷油时机异常，喷油时机主要由喷油提前角决定，正常情况下，喷油泵的喷油时机应在汽缸活塞到达上止点前某一时刻进行，若喷油提前角过大，喷油时机提前，则因汽缸压力不足导致混合气达不到最佳燃烧状态，造成功率下降；若喷油提前角过小，喷油时机滞后，会造成油耗升高且功率降低。二是供油量不合理，若供油量偏高会导致柴油燃烧不充分，易导致油耗增加且出现积碳问题，影响柴油机性能；若油耗偏低，混合气中柴油量不足，燃烧产生的能量较少，发动机动力下降[5]。因此，应做好供油时机和供油量的调整工作，确保二者处于最佳的工作状态。

2.5 汽缸密封不良影响柴油机性能

汽缸密封不良的问题主要有两方面的表现，一是活塞的运行间隙变大，由于活塞既需要在汽缸内做往复运动，又需要时刻保持良好的密封性能，因此，活塞与汽缸壁的配合间隙十分精确，随着柴油机工作时间的增长，活塞的工作间隙会因为磨损或异物作用而逐渐增大，或出现局部严重磨损，进而造成汽缸密闭性能降低，出现柴油机性能下降；二是汽缸垫损坏，汽缸垫安装在汽缸盖和汽缸体之间，用以密封燃烧室的连接缝隙，由于柴油机工作过程的高温影响，汽缸垫长时间使用可能出现烧蚀或者损坏，也会造成汽缸密封不良。针对上述问题，应先查明汽缸密封不良的原因，对于活塞与汽缸壁磨损而导致的配合间隙过大，要注意汽缸套和活塞的成套更换。对于汽缸垫损坏故障，在更换汽缸垫过程中，应注意按照对角线顺序拆卸汽缸盖螺栓，确保汽缸垫密封的严密性。

2.6 空气滤清器堵塞影响柴油机性能

空气滤清器是过滤空气的装置，能够保证汽缸供气的清洁性，若拖拉机长期在粉尘较重的田地工作，空气滤清器很容易因为不能及时清洁而产生堵塞问题。空气滤清器堵塞后会导致柴油机进气受阻，没有充足的空气供给就会严重影响柴油燃烧质量，造成柴油机动力性能降低[6]。因此，对于空气滤清器的滤芯，必须要根据作业环境定期清理，去除滤芯中吸附的灰尘和杂物，若长期使用中出现滤芯损坏，不可勉强使用，必须要及时更换。

3 结语

综上所述，柴油机的工作性能直接影响到拖拉机的工作质量和应用效率，拖拉机的驾驶人员应当了解并掌握拖拉机柴油机的常见故障特征，并能够在第一时间发现柴油机的故障，及时寻求合理的途径解决故障，避免出现故障扩大造成柴油机损坏或安全事故。此外，拖拉机使用过程中还必须做好柴油机的保养工作，防止出现柴油机密封不良、工作状态不精准等问题，减少柴油浪费、滴漏损失，优化排气质量，实现拖拉机柴油机的最佳化应用。