柴油機(jī)冷啟動(dòng)困難故障分析與排除

王光正

[摘要]柴油機(jī)由于馬力大，可靠性高等而被廣泛使用，但由于工作方式及結(jié)構(gòu)等原因，容易出現(xiàn)冷車時(shí)驅(qū)動(dòng)困難等故障現(xiàn)象。本文首先對(duì)柴油機(jī)的冷啟動(dòng)工況進(jìn)行了分析，接下來(lái)總結(jié)分析了冷車啟動(dòng)的各種保障技術(shù)及措施，在了解了冷啟動(dòng)工作機(jī)理，掌握了結(jié)構(gòu)與技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)非電控柴油機(jī)冷啟動(dòng)故障的分析與排除進(jìn)行了研究探索，以期對(duì)柴油機(jī)的正確合理使用和冷啟動(dòng)故障分析與排除有所幫助。

[關(guān)鍵詞]柴油機(jī) 冷啟動(dòng) 故障

[中圖分類號(hào)]S23 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1003-1650（2016）02-0228-01

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用壓燃的方式工作，具有工作熱效率高（大約是40%到45%），燃油經(jīng)濟(jì)性好，扭矩大，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高等特點(diǎn)，故柴油機(jī)應(yīng)用日趨廣泛。它主要作為拖拉機(jī)、大型汽車、內(nèi)燃機(jī)車及土建、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、漁船、柴油發(fā)電機(jī)組和農(nóng)用機(jī)械的動(dòng)力機(jī)器。

1.柴油機(jī)冷啟動(dòng)工況分析

由于柴油機(jī)零件質(zhì)量大，壓縮比高，不僅需要較大的啟動(dòng)力矩，而且需要更高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，造成柴油機(jī)比汽油機(jī)難啟動(dòng)。如果再加上氣缸有磨損，氣缸壓力不足等情況，會(huì)造成啟動(dòng)更加困難。影響冷車啟動(dòng)困難主要還有以下幾方面的因素：

1.1摩擦阻力加大。柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)阻力矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)速在低溫條件下主要受機(jī)油黏度的影響。隨著外界溫度降低，機(jī)油黏度增加甚至凝結(jié)，流動(dòng)性差，各摩擦副之間的阻力加大，從而加大了曲軸的旋轉(zhuǎn)阻力矩，使柴油機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速降低。啟動(dòng)速度過(guò)低，會(huì)造成壓縮終了時(shí)，汽缸內(nèi)壓縮空氣若達(dá)不到柴油燃燒所需的壓力和溫度，柴油機(jī)難以啟動(dòng)。

1.2啟動(dòng)功率加大。柴油機(jī)所選用的機(jī)油黏度等級(jí)越大，柴油機(jī)啟動(dòng)所需要的功率也越大。例如，某柴油機(jī)在23.3℃溫度下，使用SAEl0W機(jī)油只需3.7KW的啟動(dòng)功率，使用SAE20W機(jī)油啟動(dòng)功率則需7.4KW，而使用SAE30W機(jī)油啟動(dòng)功率競(jìng)增加到11.8KW。

1.3低溫對(duì)柴油的影響。與汽油相比，柴油能量密度高，沸點(diǎn)高，不易蒸發(fā)，柴油的黏度和密度增大。隨著外界溫度的降低，柴油的黏度和密度均增大，表面張力加大，流動(dòng)性差。據(jù)測(cè)定，當(dāng)氣溫從40℃降到-10℃時(shí)，柴油的黏度提高83%，密度增大8%。這樣就使柴油的流動(dòng)性變差，霧化不良，延長(zhǎng)了著火滯后期，造成柴油機(jī)啟動(dòng)困難。再加之冷車時(shí)，燃燒室的冷激效應(yīng)，造成柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在高寒地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)冷車時(shí)啟動(dòng)困難的現(xiàn)象。

1.4低溫對(duì)蓄電池的影響。隨著溫度的降低，蓄電池的電解液黏度增大，向極板的滲透能力下降，內(nèi)阻增加；啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，蓄電池的放電電流很大，蓄電池的端電壓和容量下降明顯。蓄電池輸出能力在-30℃時(shí)，只有額定輸出的34%左右。柴油機(jī)低溫啟動(dòng)時(shí)本來(lái)就需要較大的啟動(dòng)功率，但是低氣溫使蓄電池的輸出功率減小，無(wú)力拖動(dòng)啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)或不能過(guò)到最低啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，都將導(dǎo)致柴油機(jī)難以著火運(yùn)轉(zhuǎn)。

如果按照柴油機(jī)啟動(dòng)程序操作，連續(xù)3次以上都不能啟動(dòng)，即可認(rèn)為該柴油機(jī)發(fā)生啟動(dòng)困難故障。

2.引起柴油機(jī)啟動(dòng)困難故障的原因

由發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知，燃油系統(tǒng)應(yīng)定時(shí)、定量地將燃油噴人氣缸內(nèi)并應(yīng)保證霧化質(zhì)量，以使燃油燃燒良好。燃油系統(tǒng)的工作質(zhì)量好壞集中地表現(xiàn)在噴油時(shí)間、噴油量和霧化質(zhì)量，如果燃油系統(tǒng)有故障，就難以保證向氣缸內(nèi)噴人燃油的時(shí)間、數(shù)量和霧化質(zhì)量，因此導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)。多見(jiàn)現(xiàn)象為排氣管無(wú)煙（多數(shù)是無(wú)燃料），即無(wú)啟動(dòng)征兆。分析原因主要在以下幾個(gè)方面：

2.1屬于低壓油路的原因

2.1.1油箱內(nèi)無(wú)油或存油不足、油管裂損進(jìn)氣、連接件松脫、燃油中進(jìn)水、燃油濾清器及溢流閥堵塞、濾網(wǎng)堵塞等；

2.1.2油箱開關(guān)未打開或油箱蓋空氣孔堵塞；

2.1.3油箱至噴油泵間管路堵塞；

2.1.4油箱至輸油泵間管路中有漏氣部位，使油路中進(jìn)入空氣；

2.1.5柴油機(jī)濾清器或輸油泵濾網(wǎng)堵塞；

2.1.6噴油泵溢流閥不密封；

2.1.7油路中滲進(jìn)了水或使用的柴油牌號(hào)不對(duì)。

2.2屬于高壓油路方面的原因：

2.2.1噴油泵柱塞偶件磨損過(guò)甚，內(nèi)泄漏大，使供油量達(dá)不到起動(dòng)時(shí)的需要；

2.2.2噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)卡滯，使柱塞不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)量過(guò)?。?/p>

2.2.3出油閥密封不良，造成不供油或供油不足；

2.2.4噴油器針閥積炭或燒結(jié)而不能開啟

2.2.5噴油器針閥開啟壓力調(diào)整過(guò)高；

2.2.6噴油器噴孔堵塞；

2.2.7高壓油管中有空氣或其接頭松動(dòng)。

2.2.8噴油壓力低及噴油霧化不良、多層噴油嘴針閥卡滯、噴油嘴調(diào)節(jié)彈簧斷損等。

2.3其它方面原因：

2.3.1噴油定時(shí)不準(zhǔn)。其原因有推桿滾輪及凸輪磨損、噴油泵驅(qū)動(dòng)連部件損壞及調(diào)校不當(dāng)?shù)取?/p>

2.3.2低溫起動(dòng)預(yù)熱裝置失效，柴油機(jī)氣缸內(nèi)溫度過(guò)低；

2.3.3供油時(shí)間過(guò)早或過(guò)遲；

2.3.4氣缸壓縮壓力過(guò)低，壓縮終了的溫度和壓力達(dá)不到使柴油自燃的溫度。

2.3.5氣缸不進(jìn)氣或進(jìn)氣嚴(yán)重不足。其原因有空氣濾清器嚴(yán)重堵塞、排氣管堵塞及氣門問(wèn)隙太大等原因。

3.故障診斷與排除方法

3.1低壓油路供油不暢

柴油機(jī)從油箱到噴油泵進(jìn)油腔之間的進(jìn)、回油管路均屬低壓油路，當(dāng)其中的管路接頭、墊圈和油管因損壞而漏油時(shí)，會(huì)使空氣進(jìn)人油路產(chǎn)生氣阻，導(dǎo)致供油不暢，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、加速遲緩等故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)自動(dòng)熄火。當(dāng)油管老化、變形和雜質(zhì)堵塞使通油截面積減小，或油臟堵塞進(jìn)油濾網(wǎng)和柴油濾芯時(shí)，會(huì)引起供油量不足而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降和啟動(dòng)困難。檢查故障時(shí)，用手油泵泵油至一定壓力，松開放氣螺釘，如有氣泡溢出且始終排氣不盡，則說(shuō)明油路進(jìn)空氣；如沒(méi)有氣泡，但柴油從放氣螺釘處溢出無(wú)力，則說(shuō)明油路被堵塞。

排除故障的方法是找出損壞或老化的墊圈、接頭或油管予以更換；預(yù)防此類故障是勤清洗進(jìn)油濾網(wǎng)和柴油濾芯，勤檢查管路，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

3.2輸油泵活塞彈簧折斷

發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中突然熄火，不能啟動(dòng)，經(jīng)排凈空氣重新啟動(dòng)，恢復(fù)正常行駛一段距離后再次自動(dòng)熄火，很可能是輸油泵活塞彈簧折斷。排除故障方法是擰下螺釘，更換彈簧即可排除。

3.3輸油泵單向閥密封不嚴(yán)

發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停車一定時(shí)間后啟動(dòng)困難，擰松放氣螺釘有氣泡溢出，需重新排凈空氣方能啟動(dòng)。這種故障多為輸油泵單向閥密封不嚴(yán)引起。檢查方法是擰下輸油泵出油螺釘，用手油泵使燃油充滿出油接頭油腔，如接頭內(nèi)油面在3分鐘內(nèi)很陜下降，則說(shuō)明單向密封不好。拆下單向閥檢查密封面是否完好，單向閥彈簧是否折斷或變形，密封座面上是否附有顆粒雜質(zhì)，分別采取研磨密封面、更換單向閥或單向閥彈簧將故障排除。

3.4高壓油管堵塞

當(dāng)某一缸高壓油管因變形或有雜質(zhì)而發(fā)生堵塞時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后在油管部位有明顯敲擊聲，且由于該缸不能正常工作而出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。檢查方法是逐缸擰松高壓油管的進(jìn)油端螺母，當(dāng)擰松某一缸后敲擊聲消失，可斷定該缸為故障缸，更換油管后故障即可排除。

3.5噴油嘴偶件卡死

當(dāng)噴油嘴針閥卡死在關(guān)閉位置時(shí)，由于噴油泵供油時(shí)的壓力波沖擊噴油器，會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的敲擊聲。判斷方法是：擰松接噴油器端的高壓油管，如敲擊聲隨即消失，即可斷定此缸噴油嘴針閥卡死。