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為什么單缸拖拉機(jī)水燒開了不會(huì)抱瓦、粘缸?

2021-02-24
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拖拉機(jī)采用單缸拖拉機(jī)臥式發(fā)動(dòng)機(jī),散熱方式為蒸發(fā)式散熱。采用開放式水箱,使用時(shí)在水箱內(nèi)加入冷卻水(軟水)即可:






這種單缸柴油機(jī)工作一段時(shí)間后,水箱內(nèi)的冷卻水始終處于沸騰狀態(tài),但并不會(huì)出現(xiàn)拉缸抱瓦的現(xiàn)象,高溫可以導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸、粘缸、抱瓦,但是水箱不缺水的情況下,水箱內(nèi)的冷卻水即使沸騰也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高溫,也就不會(huì)拉缸。


高溫會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸,極端情況下會(huì)導(dǎo)致粘缸。內(nèi)燃機(jī)在工作時(shí)會(huì)散發(fā)出巨大的熱量,柴油機(jī)燃燒室內(nèi)氣體溫度更高可以達(dá)到2000℃,平均溫度也在600-1000℃之間。



而氣缸套、活塞環(huán)等鋼制品退火溫度在600℃左右,當(dāng)燃燒室內(nèi)溫度不能及時(shí)散發(fā)掉的時(shí)候,氣缸套/氣缸蓋等零部件就會(huì)被燒紅。鋼鐵被燒紅以后剛性會(huì)下降,鋼制品徹底變成了鐵制品,鋼和鐵的區(qū)別還是很大的。


單缸拖拉機(jī)


鐵制品不耐磨、不耐沖擊、不耐熱等,因此只要發(fā)動(dòng)機(jī)高溫后,發(fā)動(dòng)機(jī)的四配套基本就報(bào)廢了!如果發(fā)動(dòng)機(jī)高溫沒有及時(shí)停車,那么在高溫的作用下活塞、活塞環(huán)與缸壁之間會(huì)出現(xiàn)粘連,卡死的現(xiàn)象,活塞運(yùn)行阻力增加,最后卡死不動(dòng)。這就是常說的粘缸。如果發(fā)現(xiàn)高溫后及時(shí)停車,那么四配套也需要換掉 ,因?yàn)橛貌涣硕嗑冒l(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)無力、燒機(jī)油的現(xiàn)象,這是因?yàn)殇撎椎攘悴考嘶鸷蟛荒湍ピ斐傻摹?/p>


在高溫的作用下缸壁很快就會(huì)失圓,變橢圓,缸壁內(nèi)部出現(xiàn)機(jī)械拉傷,活塞環(huán)退火后磨損增加,密閉性下降,因此會(huì)出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足,曲軸箱的機(jī)油也會(huì)竄入燃燒室一塊燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常使用必須要大修。


單缸拖拉機(jī)雖然水箱時(shí)刻保持沸騰狀態(tài),但是缸套溫度并不高,燃燒室產(chǎn)生的熱量可以通過冷卻水沸騰來散發(fā)掉的。


如果拆開水箱加注口 ,那么就可以直接看到氣缸外壁。這類臥室柴油機(jī)的缸套都是水平放置的,放置方式與斯巴魯水平對(duì)單缸拖拉機(jī)廠家置發(fā)動(dòng)機(jī)是一樣的。單缸機(jī)的氣缸是泡在水箱內(nèi)的冷卻水中的,這就是最典型的濕式缸套。


氣缸套外壁直接與冷卻水接觸,散熱也是最暴力最直接的,原理與鐵鍋燒開水一樣。如果鍋里沒有水,那么鐵鍋很快就會(huì)被燒紅,鍋底溫度會(huì)急劇升高,如果火力足夠旺那么鐵鍋燒融也是可能的。



但是鍋里加了水以后就不一樣了,水雖然會(huì)保持沸騰狀態(tài)但是鍋底的溫度始終不會(huì)超過110℃。水蒸發(fā)后不斷的吸收熱量,鍋底的熱量也就源源不斷的散發(fā)到空氣中。



單缸柴油機(jī)散熱和鐵鍋燒水沒什么兩樣,其實(shí)這是蒸發(fā)式散熱。水分子不斷的擴(kuò)散到空氣中,通過蒸發(fā)來降低水溫。蒸發(fā)式散熱雖然散熱能力比較強(qiáng),但是代價(jià)就是冷卻水會(huì)逐步消耗。因此采用蒸發(fā)式散熱的單缸柴油機(jī),使用過程中要注意水箱內(nèi)的水位,液面降低后要即使的補(bǔ)水,避免發(fā)動(dòng)機(jī)高溫。


可以看出來,當(dāng)水箱內(nèi)冷卻水沸騰時(shí)、氣缸壁溫度就不會(huì)太高,始終保持在100℃左右。而這個(gè)溫度對(duì)于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)來講就是發(fā)動(dòng)機(jī)允許的工作溫度,單缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑大、活塞行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速低,工作溫度稍高一些也沒有問題,皮實(shí)耐用。其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)并不是溫度越低越好,在合適的溫度區(qū)間發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)工作在更佳狀態(tài)。



其他發(fā)動(dòng)機(jī)也是如此,例如多缸發(fā)動(dòng)機(jī)都帶有節(jié)溫器,冷車啟動(dòng)時(shí)節(jié)溫器禁止冷卻液大循環(huán),以保證發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫。當(dāng)水溫上升到節(jié)溫器開啟值的時(shí)候,節(jié)溫器打開,進(jìn)入大循環(huán)模式發(fā)動(dòng)機(jī)溫度會(huì)迅速降下來。這樣就保證了發(fā)動(dòng)機(jī)溫度始終在90-105℃之間,一些高性能發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上限會(huì)設(shè)定在110℃左右。如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過低,首先混合氣燃燒不完全、其次發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行阻力也會(huì)增加。這樣一來發(fā)動(dòng)機(jī)效率也會(huì)降低,而且溫度低的時(shí)候機(jī)件磨損也會(huì)加大。


因此單缸柴油機(jī)即使水箱處在沸騰狀態(tài),也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高溫,只有缺水或者無水的情況下才會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)干燒、拉缸抱瓦。拖拉機(jī)這類農(nóng)機(jī)具工作時(shí)間普遍較短,持續(xù)工作的機(jī)會(huì)并不多。因此大多數(shù)拖拉機(jī)采用蒸發(fā)式散熱就能滿足散熱要求。



一些大馬力拖拉機(jī)則采用了與汽車一樣的循環(huán)散熱系統(tǒng),冷卻液消耗量低、長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)不用準(zhǔn)備冷卻水,比較方便。


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