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技术交流材料———- VOLVO TAD1641GE发动机的结构特殊性及其保养检查的重点

堆场起重机 小编 3921次浏览 2个评论 扫描二维码

一、背景

我司RTG上配置的发动机是VOLVO TAD1641GE,今年4月20日,一发动机在工作过程中,第六缸气门忽然折断,气门帽掉落燃烧室,由于发动机本身没有对个别汽缸不工作进行保护,司机在作业过程中又没有及时发现并停机,造成掉落的气门帽在活塞与汽缸之中被剧烈撞击,结构活塞被撞碎,破碎的活塞在掉落过程中,卡在曲轴和缸壁之间,曲轴的运转通过夹在中间的活塞碎块,把缸壁顶破一25×17左右的破孔,同时活塞销由于失去活塞的导正,把缸筒拉裂,造成漏水,这时发动机由于水位低而自动保护性停机。如图:

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当然,发生此事故的关键原因就是气门折断,根据事故我司事故调查小组技术人员讨论,我司认为从理论上讲,气门折断的主要原因很大的可能性是:设计专门冷却、润滑第六缸排气门的机油喷油嘴堵塞,造成第六缸排气门得不到冷却、润滑而发热,因发热膨胀而在气门导管内活动不灵活,回位过慢而遭受活塞的撞击而变形折断,同时因气门温度过高,已达到回火温度,也使气门在高温下强度下降,容易弯曲变形,再受活塞撞击而折断,第六缸的排气门弹簧座相对于其他弹簧座磨损严重,该部位有润滑相对较差的迹象。我司于5月5日,针对场桥4#的检查,也发现了类似隐患,当时发现第五缸进气门过热发蓝,在气门导管上方1厘米处有磨损迹象,经详细检查, 发现专门设计用于冷却、润滑第五缸进气门的机油喷油嘴堵塞,供油润滑不足造成第五缸进气门得不到润滑、冷却而过热发蓝,如果发现不及时,也可能造成机损事故。

喷油嘴堵塞的原因是因为长期管理不善,一是上时间使用质量等级较低的油品,二是机油更换周期过长,造成气门摇臂铜套磨损的铁屑堵住喷油嘴,且没有被及时发现。

二、VOLVO TAD1641GE的特殊结构形式

此发动机采用的凸轮轴顶置式,用以驱动配气机构和单体泵增压。四气门设计,两支排气门和两支进气门分别用气门桥联系起来,在每支摇臂上设置喷油嘴,分别对准进气门和排气门喷油,以达到冷却气门的目的,机油由机油泵提供压力,通过一专用油管进入摇臂轴,在摇臂轴部分,机油压力的建立通过摇臂铜套与摇臂轴之间适当的间隙提供。同时,为了确保凸轮轴与单体泵之间在冷车(即刚启动发动机时)的润滑,在凸轮轴与单体泵滚轮正下方汽缸盖设计一油池。汽缸盖上没有设置防止气门弹簧移动的弹簧座,凸轮轴及滚轮采用表面上加镀层设计。见图clip_image006

三、保养检查中要注意的问题

根据以上祥述的VOLVO TAD1641GE结构的特殊形式,发动机保养中要注意的问题如下:

1、因此发动机是欧П排放标准,是属于很精密的设备,要根据使用说明书的要求使用VOLVO专用发动机机油和机油滤,并及时更换机油。从凸轮轴与单体泵滚轮和气门摇臂滚轮的磨损情况看,此类发动机对机油的要求很高,所使用的机油要有很强的低温流动性和很高的抗磨能力,机油的低温流动性能使低温启动时,机油能迅速到达汽缸盖上部的摇臂和单体泵铜套,保证铜套的润滑,一旦机油的低温流动性差,则单体泵和气门摇臂的铜套在起动时会由于干摩擦而引致磨损,从上面所述的结构知道,铜套一旦磨损其磨损的金属粉末会直接堵塞冷却气门的喷油嘴,同时由于铜套的磨损,间隙增大,无法密封,会造成喷油压力不足,影响气门的冷却,气门一旦冷却不足会造成气门温度达到其回火温度且由于膨胀而被气门导管卡阻,气门回位慢而被活塞打到,一旦打倒就会造成气门折断,且由于气门温度过高达到回火温度,气门强度下降而变形,变形后就无法在导管内自由运动,一旦被活塞打到就会造成导管崩裂,很容易发生机损。由于凸轮轴及滚轮是采用表面镀层设计,所以如果用质量等级比较差的机油,会造成表面镀层在驱动时油膜被破坏,产生摩擦磨损,引致镀层剥落,镀层剥落后造成表面粗糙,滚轮在凸轮轴表面跳动,既产生异响,又改变了凸轮轴表面轮廓的几何曲线。

2、要定期打开气门室盖检查,最好是在每此更换机油时,因为从上面结构介绍知道,一是因为气门弹簧没有弹簧座管正,造成气门弹簧移动而歪斜引致气门的弹簧的折断,这已经在多台此型号的发动机上发现,一旦气门弹簧折断,气门就回位乏力,不但密封不良,且容易被活塞打到而折断。二是检查气门冷却喷油的情况,因为检查喷油情况要在打开气门室盖且启动发动机才能检查,这时要特别注意安全,防止被机油灼伤,最好办法是用玻璃纤维预制一临时气门室盖,打开气门室盖后暂时用玻璃纤维气门室盖罩住,启动发动机后通过透明的玻璃纤维气门室盖观察喷油情况,这非常重要,因为冷却喷油是通过管道进入摇臂轴,中间有一油封,油封的老化、漏油,会造成机油无法进入摇臂轴,不但单体泵和气门摇臂铜套在失去润滑情况下回发热、磨损,且气门也得不到冷却,这只需要几分钟就会造成机损事故。而值得一提的是随着设备的使用,油封老化、铜套磨损是必然的,这就需要我们时时刻刻关注气门冷却喷油情况。

3、每次更换机油时要打开气门室盖,用针筒把汽缸盖上的机油抽干净,并清除油池上金属粉末,否则会造成凸轮轴与单体泵滚轮和摇臂滚轮的磨粒磨损。根据上面的结构介绍,为了保证低温启动(即发动机刚启动时)凸轮轴和单体泵滚轮与摇臂滚轮的润滑,因为刚启动时,机油不可能瞬时到达此位置,所以在汽缸盖设置油池,在刚启动时润滑凸轮轴和单体泵以及摇臂滚轮。但是此油池的机油没有进入机油循环系统,磨损的金属粉末也会长期积聚,造成凸轮轴和单体泵滚轮以及摇臂滚轮的磨粒磨损。所以每次更换机油时,要把油池清洁干净,但要注意不能用棉纱,且清除后要确保油池盛满新鲜机油才能启动发动机。

4、要按要求使用机油滤,因为柴油中必然存在硫物质,如果使用不合格的机油滤,会使硫附着在凸轮轴、汽缸壁表面,产生磨粒磨损,降低发动机的使用寿命。

以上内容代表个人的观点,仅供交流学习,不当之处,敬请指正。


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