工程机械发动机保养及维护措施

葛大华

摘要：随着社会时代的发展以及科技水平的不断提升，在生活生产中能够看到大量机械的身影，为人类社会的发展增添了巨大推动力。而发动机作为工程机械的核心部件，其能否正常运转直接关系到工程机械的作用发挥。随着工程机械的推广应用日渐普及，为了降低工程机械的故障发生概率，一定要重视机械发动机的保养及维护，才能延长工程机械的服役寿命与提高其工作效率。

Abstract： With the development of social times and the continuous improvement of the level of science and technology， a large number of machinery can be seen in life and production， for the development of human society added a huge driving force. As the core component of construction machinery， the normal operation of engine is directly related to the role of construction machinery. With the popularization and application of construction machinery， in order to reduce the probability of failure of construction machinery， we must pay attention to the maintenance and maintenance of mechanical engine， in order to prolong the service life of construction machinery and improve its work efficiency.

關键词：工程机械;发动机;保养;维护

Key words： construction machinery;the engine;maintenance;maintenance

中图分类号：U46                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）01-0135-03

0  引言

工程机械多用于施工现场，所处工作环境较差，再加上施工任务繁重，发动机基本上长期处在高频运行状态，如果没有做好定期保养或是对故障未及时维护，极有可能导致工程机械发动机的损坏，进而影响工程项目的进行，降低施工效率且拖慢施工进度。所以，在工程施工中需要重视工程机械发动机出现的各种故障问题，做好针对性的维护与保养措施，才能延长发动机的使用寿命和提高施工效率，保证工程项目按质按量按时完工。

1  工程机械发动机保养措施

1.1 日常保养建议

1.1.1 听异响判断故障

工程机械发动机的内部零部件如果出现工况异常，会发出不一样的异响，一旦察觉则需第一时间处理。其中有一种异响需要格外注意：发动机在运转状态时，如果曲轴箱内部发出较为尖锐的金属构件击打声，意味着连杆瓦与曲轴之间间隙偏大，或是连杆小端的铜套与连杆、铜套与活塞销之间间隙过大，需要立即停机检修，否则容易出现连杆击穿缸体的情况，从而导致发动机报废[1]。

1.1.2 及时更换水滤芯

如果是带有水滤芯的工程机械发动机，必须定期更换。因为此类发动机缸体比较薄，而水滤芯中含有活性物质，用于调节冷却液的酸碱值，维系冷却液的防腐性，倘若不及时更换水滤芯，则会造成发动机缸体锈穿。

1.1.3 优选空气滤芯

空气滤芯的使用需保证其高质量，同时在日常保养时要关注进气滤芯固定螺母是否松动。在日常保养实践中会发现，有的工程机械发动机仅仅使用上千小时就会出现缸套、活塞环等零部件磨损严重的情况，原因就在于进气口存在漏气情况。所以，切不可采用价廉质低的滤芯，否则会影响到发动机的其他零部件。一般发动机在使用5000～8000小时后需要做大保养，最晚不能超过12000小时[2]。

1.1.4 关注发动机无法运转问题

在日常保养中会出现发动机无法正常运转问题，此时飞轮也无法撬动，凭借经验通常判断是烧瓦或是气门掉入缸内而导致活塞顶死。当然，在实践中也出现过因为飞轮或齿轮箱内掉入异物被卡死的情况，比如飞轮与飞轮壳之间掉入了固定螺母，液压摊铺机齿轮箱内被轴承滚柱卡住等等，倘若判断是此类问题，则无需解体发动机。

1.1.5 防止“粘缸”事故

如果发现发动机过热，一定不能立马停机，否则容易出现发动机“粘缸”的情况，会影响发动机的正常运转，甚至会导致发动机报废。如果发现发动机温度太低，也不能盲目的高速运转，因为低温状态的高速运转会加剧发动机的磨损，严重缩减发动机的使用寿命。

1.2 施工现场保养建议

1.2.1 关注起动机的故障检修

在施工现场需要关注起动机的保养工作，定期对起动机的磁力开关、电枢轴、电枢绕组、单向离合器、轴承、换向器等零部件进行检修，将起动机的故障隐患及时排查出来，通过检修避免故障问题扩散，保证起动机工况正常。以装载机举例，每次启动时较为困难，均能听到起动机部位发出异响，但是启动后异响消失。如果操作员对此不重视且不进行检修，时间一长则会出现装载机启动困难的情况，最后完全无法启动而不得不拆卸起动机全面检查。这种情况一般是因为起动机电枢的前轴承与后轴承过松，电枢绕组与磁极出现严重磨损，线圈无法修复且电枢轴弯折。由此可见，是因为轴承磨损太严重，电枢轴与轴承间隙增大，从而造成起动机运转时因为电枢绕组与磁极不断摩擦而发出异响，所以一定要对起动机状态保持关注，避免故障扩大。

1.2.2 转动或启动困难的保养方法

如果工程机械发动机出现转动困难，或是因为低温而启动阻力过大时，切忌强行用起动机拖动发动机进行启动，也不能通过增加蓄电池的手段强行启动，一定要先找出故障成因，或者是先对发动机充分预热，再用起动机进行启动。如果依旧连续三次都无法启动，则要停止找出原因，避免对起动机、蓄电池造成损害。

1.2.3 养成热车与凉车的习惯

驾驶员应当养成发动机投入工作前2分钟左右进行怠速热车和工作后2分钟左右怠速凉车的习惯，因为进口涡轮增压器的转速达到5～10万转/分钟，并且安装在发动机最高点处，通过怠速热车与凉车对其起到必要保护[3]。同时，在发动机启动之后，操作人员不要急于行驶，要先检查仪表盘的各个指示灯，查看发动机工作状态，尤其是起动机是否复位停转，避免起动机在发动机转动时高速运转而被烧毁。

2  工程机械发动机的维护措施

2.1 发动机冷启动困难维护措施

通常在没有辅助措施的情况下，工程机械发动机能够在-15℃的条件下正常启动，但是如果温度低于-15℃，则要增配冷启动装置，一般国内工程机械发动机设定的环境适应温度为-35～50℃。之所以造成发动机冷启动困难，主要原因有如下几点：

①寒冷气温环境下，发动机曲轴旋转阻力矩与启动状态转速会受到机油黏度的影响，而温度过低会导致发动机机油黏度增大，流动性较差，所以发动机曲轴转动阻力矩会加大，启动转速比正常要低，无法正常启动;

②工程机械发动机基本为柴油发动机，在低温条件下压缩点火会导致进气温度与压力均过低，柴油雾化不畅且机体散热过快，压缩比降低，导致发动机启动困难;

③工程机械发动机的启动一般由启动马达带动，给予发动机初始转速，然后压缩油气混合物打火。但是环境温度过低，蓄电池电解液黏度增大，导致其输出电压下降甚至无法放电，那么启动马达自然无法给予发动机初始转速，造成启动困难。

为了解决发动机冷启动困难的问题，应当采取如下维护措施：

2.1.1 发动机进气预热

发动机进气预热主要分为电加热与火焰加热两种，相关装置基本由发动机生产厂家配备，用户可选配，所以应当根据工程机械的施工环境确定是否需要选配进气预热装置。

其一，电加热进气预热。

工作原理为通过电加热发动机内置进气歧管位置的加热格栅，实现对发动机的进气预热，结构如图1所示。对格栅进行电加热主要用串联电阻，用螺旋固定于进气歧管通道部位，通電后进气歧管空气经过格栅会被加热。这一预热系统结构简单且非常普及，一般排量在3L以上的柴油发动机均能适用，并且电加热过程无需氧气辅助，不会增加排放。缺点在于每次启动要消耗蓄电池大量电能，如果长时间无法启动则蓄电池极易亏电。

其二，火焰预热。

顾名思义则是利用电热塞点燃燃油，对进气进行加热，具体装置结构如图2所示。不难看出，火焰进气预热会用到蓄电池供电加热电热塞，然后将燃油点燃，进而对进气歧管内的空气进行加热。在该结构中，燃油的取用与燃油滤清器相连，也能从燃油箱直接取用，非常方便。当然，采取火焰近期预热的方式必须保证供油控制的精准性，否则供油过多不仅会消耗过量氧气，还会带来较大的废气污染。

2.1.2 乙醚启动

该启动方式的工作原理主要是向进气管喷入乙醚，因为乙醚的燃点比燃油低（比如在3.2MPa压力下，柴油与乙醚的着火温度分别是177℃和57℃），所以可作启动液使用，具体加热原理如图3所示。乙醚随着进气喷入燃烧室，由于乙醚着火温度低，所以可以确保在低温下正常启动。

值得注意的是，乙醚启动每次喷入的量通常为10～25mL，不得过量;启动之后不可立即行驶，一定要经过2分钟左右预热再起步;不能将乙醚加入油箱，也不能与柴油混合，否则易产生气阻;乙醚不能长时间存放，如需存放一定要保证容器密封;乙醚不得与其他油液混放，防止出差错;乙醚不能保存于50℃以上的环境中，重视防火工作。

2.2 发动机冷却系统维护措施

如果发动机冷却系统发生故障，则会出现发动机过热的问题，主要原因有两种：

①超负荷运转。

要想保证发动机工况正常，则要严格按照规定运行，如果长时间处在超负荷工作状态，内部零部件强度始终处在极限值，极易发生零部件扭曲变形情况，从而产生更多热量。发动机冷却系统在正常工况下能带走产生的热量（如图4所示），但如果超负荷运转则会导致部分热量无法带走而积累，致使发动机内部温度升高。

②散热不良。

散热器是使用一段时间后容易积累水垢，致使热传导能力下降，或者是散热器通风口被堵，都会出现散热不良。此外，风扇作为冷却系统的关键部件，如果出现风扇皮带打滑或其他故障，也会出现冷却效果弱化，出现散热不良情况。

鉴于上述工程机械发动机过热问题的存在，需要养护人员重视对冷却系统的维护工作，而对冷却系统的维护工作内容众多，包含对离心式水泵、进气中冷系统、散热器、风扇离合器、节温器等零部件的维护，下文主要对散热器和风扇离合器的维护进行讨论。

2.2.1 散热器的维护措施

为了预防水垢的产生，应当往冷却系统中加软水，如果处在低温环境下，尽量添加防冻液。在对工程机械发动机冷却系统进行维护时，需要做好清洗工作，将散热器与发动机水套分开，冲洗水垢。首先，要将节温器取下，堵住发动机缸盖水弯头的旁通孔，一边供水冲洗，一边供入压缩空气。如果水垢太多，可尝试用化学除垢剂清洗。其次，拆除节温器后，将进出水管连接，选用2～3%烧碱溶液在热循环状态下对散热器进行清洗，发动机运转5～8分钟后熄火，随后将碱水放掉，再加入清水，启动发动机待温度升高，升至8℃时降水放掉，最后用清水冲洗。用堵漏剂与水按照1：20的比例配制溶液，加入冷却系统中，启动发动机，待温度升至80～85℃，适当高转速运转15分钟，然后怠速凉车10分钟熄火。待散热器完全冷却后，再次重启发动机，待水温升至80～85℃运转5分钟，熄火后静置12小时。需要注意的是，由于堵漏剂具有防腐性，不会影响发动机散热性能，所以尽量选用软水配置且不要轻易更换。

在对散热器的日常维护中，需要关注其损伤预防：检查风扇皮带，用手轻拨风扇叶片，验证其松紧度，同时查看水泵轴是否出现松动和前后摇晃的情况;检查皮带轮是否压实，风扇叶片形状是否端正;检查水箱是否离风扇叶片过近，正常情况要与风险叶片保持25mm的间隙;检查发动机与水箱支架螺栓橡胶垫的牢固性。此外，日常操作过程中，油门要轻踏缓松，不要猛踩离合器和刹车，可减少发动机前窜而与风扇叶片碰撞的情况发生。

2.2.2 风扇离合器的维护

风扇离合器的维护需要在工程机械冷却状态下进行，在熄火静置12小时后，用手拨动风扇叶片，正常情况下会感到明显阻力;而发动机启动运转1～2分钟后熄火，此时拨动会感到阻力变小，可以判断风扇离合器工作正常。在维护过程中，可先将点火开关打开，让风扇离合器摆脱温控器的控制，检查其转动是否平衡。此外，还需检查风扇离合器的接合、分离状况，在导风圈上打孔，将温度计插入，测量风扇离合器在接合、分离状态下的热风流温度是否符合要求。

日常對风扇离合器的维护，要注意如下几点：风扇离合器的拆卸不能平放，要根据其工作位置竖立放置，避免内部硅油渗漏;切勿触碰风扇离合器前端双金属片，如要清洁，可冲洗吹干;风扇转动无法证明风扇离合器是否正常工作，应当通过听风扇转动的声音去判断，如果风扇离合器失灵，声音要比正常情况下小得多，此时需要将风扇后方紧固螺母重新拧紧，如有必要可直接换新。

3  结束语

综上所述，工程机械在推广应用过程中需要重视对发动机的保养与维护，一方面要做好日常保养与在施工现场保养措施，另一方面要关注冷启动和发动机过热等问题的维护措施，切实延长工程机械发动机的使用寿命以及提高工程施工效率。对于发动机养护人员而言，无论是保养还是维护，都不能只凭经验和感觉，需要找准问题的成因，结合发动机的基本构造和工作原理，应用技术手段予以分析和控制，提高发动机故障维护的效率，避免因维护不当而出现二次损坏。唯有如此，才能保证工程机械发动机工况正常，为工程项目施工增添助力。

参考文献：

[1]陈章华.工程机械发动机保养及维护分析[J].中国新技术新产品，2014（03）：87.

[2]崔志成.工程机械电喷柴油发动机保养要点[J].设备管理与维修，2014（07）：24-25.

[3]徐宁.大气粉尘对工程机械发动机的磨损和动力性的影响[J].交通世界，2019（Z2）：194-195.