康明斯柴油机供油系统的故障诊断 朱1.柴油机的异响噪声 柴油发动机如果某一部位出了故障,如机件松 旷、配合间隙失调、燃烧不正常等,其在工作中最 初的表现是异响噪声。 柴油机噪声大体上来源于三个方面:燃烧噪声、 供油系统噪声和发动机机械噪声。由于异响噪声往 往难以用语言文字和音调来准确描述,只能在对其 正常运转响声熟悉的基础上,判断各种异响噪声。 柴油机常见异响噪声 (1)燃烧粗暴 燃料品质不良,十六烷值太低:喷油雾化情况 恶化,较多燃料在开始发火的瞬间投入燃烧,使气 缸内压力升高过快;喷油阀针卡死在常开位置上, 使之喷油过早、雾化过差,由此易造成强烈的燃烧 噪声异响。 (2)着火敲击声 多属喷油提前角不对、提前器失灵,供油量过 大,导致发动机在运转过程中,伴随着排气管的大 量排烟而产生敲击异响。油门加得越急,响声越大。 转速升高后响声减弱,迅速收回油门使发动机作短 时间惯性运转异响消失,但降至怠速时异响又恢复。 (3)供油系统故障引起的异响 . 喷油提前角过小,出油阀弹簧断损,喷油器针 阀不密封等,均会引起排气管“放炮”。缺缸、柴油 中含水或空气,会导致发动机工作声音不连续。喷 油器针阀卡死在关闭位置时,会导致喷油泵顶油异 响。柱塞卡死在上端位置时,导致齿条咬合噪音。 飞车时,喷油泵调速杆失调,致使柴油机失控吼叫。 (4)机件异响 发动机在运转中,响声逐渐产生且越来越大, 或者在运转中突然产生异响。这种响声一般是随转 速的升高而增大,即使在加速后猛收油门时,响声 仍然存在。 其原因有:活塞配缸间隙过大引起的敲缸;正 时齿轮磨损超限后引起的撞击声;轴瓦烧蚀、轴颈 磨损配合松旷后的轴瓦响;还有机油泵齿轮磨损后 掂 的传动齿轮噪音,以及活塞销配合松旷异响等。 (5)柴油机振动异响 主要是由于本身的支承不牢所致。发动机每一 个工作循环出现一次异响,多数与凸轮轴相关联的 零部件有关(如气门、正时齿轮等)。发动机每转一 圈异响出现一次,与曲轴连杆机构的机件有关。如 果有规律地连续发生异响,多出现在旋转部件上(如 飞轮、正时齿轮等)。间歇而无规律的异响,大都来 自发动机附件故障。 2.柴油机的油、气渗漏 (1)柴油机漏油、 车用柴油机燃油系统的低压油路由油箱、输油 泵、柴油滤清器、喷油泵及其联接管路等组成。其 中油箱至输油泵段油路的压力低于大气压力,也称 为负压油路。该油路所包括的零部件多,管接头也 不少,使用中极易出现漏、渗现象。 除此之外,柴油漏入油底壳,不仅浪费燃油, .而且也影响发动机的正常运转,因此必须及时检修。 1)柴油漏入油底壳。使用中经常会发现油底壳 中混入柴油,引起机油增多。这种内漏是柴油机的 一种常见故障现象。 作为动力来源的柴油不能在燃烧室内充分燃烧 做功,而是通过缸壁等各种渠道流入油底壳。显然 内漏柴油不仅减弱了发动机动力性能,而且严重影 响和破坏了机油钻度和压力,加剧了发动机各部件 的磨损。 柴油机内漏的主要原因、是在其工作中柴油燃 烧不良,通过活塞与缸壁之间的间隙流入油底壳。 而柴油燃烧不好。一是柴油喷射压力不足,喷雾状 况不良:二是气缸密封不良,压缩行程气体压力太 低,不能使柴油和空气的混合物达到压燃着火的程 .度所致。 2)低压油路漏油。在低压油路中,仅有从输油 泵至喷油泵段油路有可能漏油,而从油箱至输油泵 段油路压力低于大气压力,因此有可能漏气,但不 会漏油。 21 低压油路外漏的主要原因多为:输油泵顶杆严 重磨损;破损;接头紧固不良:喷油泵柱塞套 定位螺钉密封不良;出油阀紧座上的低压阻油胶圈 老化;柱塞与泵体的接面不平整等。 漏油多是从低压油路的或零部件的内部向 外渗,可通过观察油迹确定渗漏部位。 柴油机柴油渗漏的检查:检查喷油嘴安装胶圈 是否密柴油机柴油渗漏的检查:检查喷油嘴安装胶 圈是否密封;更换气缸垫:检查调整供油正时:检 查气门和气门座密封情况;调整气门间隙;检查喷 油嘴喷雾情况,必要时调校高压油泵及喷油嘴;检 查活塞配缸问隙,必要时更换活塞、活塞环或缸套; 检查低压油路各部件或,发现外渗,查明原因 后予以修复。 (2)柴油机漏气 低压油路进入空气的现象判定:柴油机的燃油 是靠输油泵从油箱吸出,输送到喷油泵的,如果油 路渗气,输油泵将无法输送燃油。空气是有弹性且 可压缩的,当柴油机供油系统油路中存在空气时, 随着喷油泵柱塞的往复运动,气泡就产生体积的改 变。当柱塞在压缩行程时,气泡被压缩,使油压不 能升高到规定的喷油压力。当柱塞在吸油行程时, 气泡又膨胀恢复原体积,使油路内不能产生吸力, 故有空气就会造成供油不足、甚至中断。 行驶中发动机逐渐熄火,熄火后重新发动不着 火。打开高压油泵放气螺钉,用手油泵泵油,排除 油路中的空气,然后起动发动机可以着火,但在片 刻后又出现熄火现象,即可判定油路中进入空气。 除了由于油箱内油位低到接近吸油口而使空气 进入外,此段油路的渗气点多出在输油泵 接头处,一般为铜垫圈损坏或安装不妥。 柴油机工作时,从输油泵至喷油泵段油路压力 高于大气压力,即使油路有渗点,也只能漏油,不 能渗气,因此不会影响发动机的正常运转。但当发 动机熄火后,一由于油从漏点渗出,使高于大气压 力的油压不能维持,甚至引起空气倒灌,造成再次 起动困难。为确认该段是否渗气,可用一从输 油泵跳过柴油滤清器直接接至喷油泵,然后在排气 后起动发动机进行观察,若故障消失,即可确定该 段油路存在渗点。如果故障仍存在,则可能是喷油 泵柱塞套筒定位螺钉、放气螺钉等处渗油所致。 低压油路渗气故障的排除:遇到低压油路渗气 时,首先检查柴油滤清器、喷油泵等处放气螺钉是 22 否拧紧,再检查油路各个管路接头,特别是软管部 分,打开放气螺钉,用手油泵排除油路中的空气, 紧固各管接头,清除密封不严之处。在更换滤芯或 清洗油水分离器时,低压油路也会进入大量的空气, 因此必须进行排气作业。当输油泵泵出来全是没有 气泡的柴油时,可以拧紧放气螺栓。然后起动发动 机,检查各部还有无漏气之处,必要时予以修复, 直至无渗漏现象为止。 3.柴油机异常性排烟 车用柴油机在有负荷的情况下,运转不均匀, 排气管排出黑烟或白烟。 (1)捧黑烟 排黑烟一般是由于:喷油泵供油量过多或各缸 供油不均匀;喷油时间过早:空气滤清器堵塞,造 成进气量不足;喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油; 活塞环磨损过度或各环口间隙对口:调速器失常; 最大油量限止螺钉调整不当等。 首先拆下空气滤清器,观察排气烟色。若排烟 情况好转,故障系空气滤清器脏污严重造成的。再 检查供油时间是否过早,在发动机运转时,可进行 逐缸断油试验。当某缸断油时,首先拆下空气滤清 器观察排气烟色,若排烟情况好转,故障系空气滤 清器脏污造成的。再检查供油时间是否过早,在发 动机运转时可进行逐缸断油试验。当某缸断油时, 发动机转速降低,黑烟明显减少,敲击声变弱或消 失,说明该缸供油盘过多。若发动机转速变化小而 黑烟消失,说明该缸喷油器喷雾质皿差。找出有故 障的缸后,拆检喷油器。必要时,可换装新喷油器 进行对比。用上述方法仍不能排除故障时,对于喷 油泵柱塞挺杆具有调整螺钉的,应检查各缸喷油是 否一致,必要时进行调整。检查喷油泵供油量过大 和供油不均匀度是否符合标准时,应在试验台上进 行。 (2)排白烟 排白烟多是由于喷雾不良,使燃油得不到燃烧 而呈白烟排出。 造成柴油机排白烟的原因主要有:起动预热装 置失效,发动机温度过低;喷油正时不准;进气通 道堵塞,供气不足:喷油泵供油量过多或过少;喷 油器喷油雾化不良,混合气形成质量差;气缸压力 过低,柴油自燃条件差;喷油泵各分泵喷油不一致: 喷雾不良,喷油器滴油;燃料系统中有水或空气等。 排白烟可用逐缸断油法来检查,找出有故障的喷油 器,调整其喷油压力。排气冒白烟而且发动机无力, 容易过热,则说明喷油过迟,应调校喷油正时。检 查低温起动预热装置是否完好,如果完好仍不能起 动,应检查和调整喷油正时及供油多少。再检查喷 油雾化情况,喷油器针阀有无滞住,气缸压力是否 过低。 4.柴油机自行熄火 (1)柴油机自行熄火故障的诊断 车用柴油机自行熄火故障特征是:运行中逐渐 无力,最后缓慢地自行熄火。其主要原因是供油中 断、燃油供不上。原因多为:油箱中无油:油箱通 气孔堵塞;输油泵不工作;油路中有空气;溢流阀 损坏等。遇此情况首先检查油箱内是否有油,油箱 通气孔是否畅通,然后拧松喷油泵放气螺钉,用手 油泵泵油,检查油路中是否进空气、油路是否畅通, 必要时找出漏气或堵塞部位。最后检查输油泵及溢 流阀土作是否正常,必要时更换总成。 如若柴油机运转突然熄火而且再也无法起动, 这多属相关机件损伤后,喷油泵驱动轴半圆键被剪 断,或联轴器的胶木传动件损坏,致使喷油器不能 工作;喷油泵操作拉杆及其连接销松脱、喷油泵驱 动轴与主动盘的固定螺栓松脱后,不能带动喷油泵 工作;柴油机抱缸或烧瓦抱轴以及喷油泵驱动条折 断等所致。遇此现象,首先起动发动机检查联轴节 部位是否完好,再检查喷油泵驱动轴半圆键有无损 坏,必要时予以修复。若其曲轴不转,则可能为活 塞抱缸、烧瓦抱轴及驱动链条折断等。查明原因后 修复。 (2)预防柴油油机自行熄火故障措施 使用中尽可能加注优质规格燃油,定期检查油 路,并用高压空气疏通,排净低压油路中的空气后 再起动。发现破裂,应及时焊修或更换新件。 维护中清洗出油阀,更换断损出油阀弹簧、检查油 泵弹簧、喷油器针阀、调速弹簧等发现异常及时修 复,以消除柴油机自行熄火故障隐患,确保安全运 行。 5.柴油机周期性“游车” (1)故障现象及危害 车用柴油机的,“游车”也称“发喘”,是柴油机 转速不稳的一种表现。 1)其现象是:柴油机在怠速或中速运转时(加 速踏板停留在一定位置不动),呈现出周期性、有规 律的忽快忽慢的变化,而且加减油门时变化不及时, .发动机无力:同时发动机在工作中声音有节奏地时 高时低,转速大幅度地波动,声音清晰可辨。 2)柴油机出现周期性“游车”,如不及时排除, 会越来越严重,不但会使柴油机的经济性能下降, 还会致使柴油机工作不平稳,加剧机件磨损和迅速 疲劳,从而影响柴油机的使用可靠性,严重时,柴 油机将无法正常工作。 (2)故障原因 柴油机周期性游车,实质上是柴油机正常的调 速功能被破坏,通常是 由喷油泵到调速器内运动 零件的运动阻力过大,使调速器的灵敏度下降,或 其内部零件配合间隙过大,使供油量改变滞后于转 速变化过多所致。其故障原因有:润滑油不清洁或 润滑不良;有异物进入配合副表面, , 引起调速拉杆发涩或阻力增大;调速器内部机 件或工作面磨损严重,导致调速器阻力过大;调速 器的调整不当,机件配合过紧;供油拉杆移动不灵 活;调速器内加注机油过多,由于油液的阻尼作用 致使离心块伸缩受到阻碍而灵敏度下降;调速器各 连接点磨损超限,配合松旷,间隙增大;喷油定时 不准,雾化不良,喷嘴的喷油压力不均匀等。 (3)故障诊断方法 1)柴油机周期性游车的故障诊断方法主要有: 如在怠速时稍有“游车”,可继续使用,若较严重, 则应卸下调速器上盖,观察泵杆前后的移动量。 2)拆下喷油泵侧盖,用手指夹着泵杆使之前后 移动,检查其松紧度,若杆不移动,应予修理,使 之移动灵活自如。若泵杆只能在极小范围内移动, 一・般是由柱塞转动不灵活或泵杆与各连接处过紧所 致,应修理消除。若泵杆能灵活地移动,用另一手 把住泵杆拉臂使之不动,一手夹着泵杆移动,当感 到有松旷量时,可能是调速机构各连接处松旷,应 进一步检查消除。 3)如若泵杆在移动中有较紧之处,故障可能在 柱塞,可松开柱塞限位螺钉,如泵杆移动灵活则是 由于螺钉头顶住了柱塞外套,可将螺钉卸下,加上 一定厚度的垫片,然后紧固牢靠。若松动柱塞外套 限位螺钉后仍无好转,可将出油阀紧座松开,如有 好转则由于出油阀紧座的扭力过大;仍无好转时应 将柱塞外套卸下,查看其配合处有无脏物,必要时 23 清洗干净后装复。 引检查调速器内的机油是否过多;检查燃油是 ■ 及调速弹簧的预紧度,必要时调整喷油定时和喷油 压力,以达到规范的要求。 否泄漏;油路中是否有空气;调整调速器飞锤行程 军用机场清扫车常见故障的排除 朱拮 多年以来,我军机场道面主要依靠人工检查清 扫,需要的人员多,效率低。为了响应提出科 技强军的号召,科研部门研制了机场清扫车,这种 车就是为适应机场道面清扫的特殊要求而设计的, 经过近十几年的使用,我们对其常见故障及排除方 法总结如下: 一、康明斯柴油机起动困难 常见柴油机使用中,其起动困难问题要比汽油 机突出,尤其冬天严寒低温下,发动机本身温度低, 起动吸入的空气温度也低,柴油机润滑油的粘度大, 加之柴油的低温流动性差,如果气缸磨损、压力不 足,又未采取预热措施,很难将柴油雾化引燃。在 此情况下,起动是相当困难的。 (1)柴油机顺利起动条件 压缩冲程终了时的空气对柴油机的起动至关重 要。柴油机顺利起动,关键在于喷入气缸的柴油能 否与被压缩的空气迅速组成可燃混合气并及时着火 燃烧。不论是混合形成还是着火燃烧,都要求进入 气缸内的空气被压缩后有较高的温度和压力。从混 合气形成来说,空气压力愈高、密度愈大,柴油喷 射时遇到的阻力愈大,柴油喷雾质量愈高,与空气 混合愈好。同时因空气温度高,柴油较易蒸发而与 空气迅速形成良好的可燃混合气。从可燃混合气着 火来说,柴油在常压下自燃温度为35℃左右。随着 可燃混合气压力增高,着火温度会更低,因此使进 入气缸的空气被压缩后具有较高的温度和压力,是 保证柴油机顺利起动的主要因素。 为满足以上要求,必须具备的条件:要有足够 的起动转速,转速越高,压缩空气向缸内传热时间 就越短,热量损失也越少,容易造成较高温度和压 力;气缸密封性要好,可减少气体渗漏,增加压缩 终了时的压力和温度;喷油提前角要符合要求,且 喷油质量好,否则形不成可燃混合气。 24 (2)因供油系统本身故障引起起动困难的常见 原因 1)喷油嘴发卡或堵塞。喷油泵柱塞卡滞:出油 阀密封不严;供油调节拉杆功能不良;输油泵工作 失效等,均会致使喷油泵不能产生高压油雾。 2)喷油定时不准。其原因有推杆滚轮及凸轮磨 损;喷油泵驱动连接部件损坏及调校不当等。 3)喷油压力过低及喷油雾化不良。一多属喷油 嘴针阀卡滞:喷油嘴调节弹簧断损等。 4)油面过低,油路不畅。多为燃油箱中无燃油; 裂损进气(产生气阻);连接件松脱;燃油中进 水(结冰堵寨);燃油滤清器及溢流阀堵塞;滤网堵 塞等。 5)使用润燃油料牌号不对。 (3)引发柴油机起动困难的其他原因 1)起动转速过低:蓄电池容量不足或导线松脱 接触不良等。 2)机油黏度过大,致使阻力增加。 3)着火温度过低该(排气管冒白烟):未将热水 加入水箱下并预热缸体和缸盖。 4)气缸压力不尽:气缸衬套烧蚀;缸盖螺丝松 动:气门及气门座烧蚀等。 5)起动系统工作不正常:起动机单向器损坏; 飞轮齿圈轮齿断损等。 (4)采油机起动困难故障维修要点 1)检查油箱柴油存量及其质量(是否干净清 洁):油路有无堵塞之处,必要时清洗养护。 2)检查和拧紧供油系统油路每个油路接头,必 要时排除燃油中的空气。 3)养护滤清器,按规定清洗擦干或更换滤芯。 4)清洗喷油泵和喷油嘴偶件,装复后经压力调 试,合格后装车。 5)按当地不同季节选用优质润燃油品。 (5)柴油机低温起动措施