康明斯集卡柴油箱過熱故障排查及處理措施

鄭卓波

集卡設(shè)備狀態(tài)對(duì)碼頭生產(chǎn)效率和作業(yè)安全有重要影響。寧波梅山島國(guó)際集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“梅山島集裝箱碼頭”）現(xiàn)有康明斯集卡45輛，搭載康明斯QSB6.7柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在近期日常維保中，維保人員發(fā)現(xiàn)一輛康明斯集卡的柴油箱冒煙，采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)得柴油箱溫度高達(dá)80℃。本文分析康明斯集卡柴油箱過熱故障原因并提出相應(yīng)處理措施，以期為類似的故障處理提供參考，從而保障碼頭生產(chǎn)作業(yè)安全。

1 康明斯集卡電噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

梅山島集裝箱碼頭的康明斯集卡采用電噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，即以電子控制方式控制燃油噴射及排放。電噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)主要由電子控制單元、高壓油泵、高壓共軌管、電子噴油器以及各類傳感器等組成，其工作原理（見圖1）如下：低壓油泵將燃油輸入高壓油泵;高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌，高壓油軌內(nèi)的壓力由電子控制單元根據(jù)油軌壓力傳感器測(cè)量的油軌壓力及需求壓力進(jìn)行調(diào)節(jié);當(dāng)高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管時(shí)，電子控制單元根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)確定合適的噴油定時(shí)和噴油持續(xù)期，并由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。高壓共軌管上安裝壓力傳感器、液流緩沖器（限流器）和壓力限制器：壓力傳感器向電子控制單元提供高壓油軌內(nèi)的壓力信號(hào);液流緩沖器能夠在噴油器發(fā)生燃油泄漏故障時(shí)切斷噴油器供油，并可減小高壓共軌管和油管內(nèi)的壓力波動(dòng);壓力限制器能夠在高壓油軌內(nèi)壓力異常時(shí)迅速放泄壓力。

2 康明斯集卡柴油箱過熱故障排查及處理措施

針對(duì)康明斯集卡柴油箱過熱故障，梅山島集裝箱碼頭故障維修小組在故障車輛自然冷卻后，通過紅外線測(cè)溫儀測(cè)量故障車輛高壓油軌泄壓閥和回油管的溫度，并與正常車輛工作溫度比較，結(jié)果顯示故障車輛溫度高于正常車輛。通常情況下，高壓油軌限壓閥未達(dá)到額定壓力或頻繁泄壓會(huì)使高壓油軌內(nèi)的高溫柴油通過回油管進(jìn)入柴油箱，從而使柴油箱溫度升高，造成柴油箱過熱。鑒于此，故障維修小組更換高壓油軌限壓閥;不過，高壓油軌限壓閥更換后，限壓閥和回油管溫度仍高于正常工作溫度，這表明高壓油軌限壓閥正常。

為了進(jìn)一步排查故障，故障維修小組深入研究電噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，并采用專門的檢測(cè)儀器檢測(cè)高壓油軌內(nèi)的實(shí)際壓力，發(fā)現(xiàn)高壓油軌內(nèi)的壓力超過限壓閥的壓力限定值140 MPa，從而導(dǎo)致限壓閥頻繁泄壓。高壓油軌上壓力傳感器的作用是向電子控制單元提供高壓油軌壓力信號(hào)。壓力傳感器故障會(huì)導(dǎo)致其傳輸信號(hào)錯(cuò)誤，從而使電子控制單元下達(dá)錯(cuò)誤指令，并最終導(dǎo)致高壓油軌壓力過高。鑒于此，故障維修小組更換高壓油軌壓力傳感器;不過，高壓油軌壓力傳感器更換后，限壓閥和回油管溫度仍高于正常工作溫度，這表明高壓油軌壓力傳感器正常。

康明斯集卡柴油箱高壓油軌壓力采用閉環(huán)控制模式（見圖2），控制高壓油軌壓力的元器件包括限壓閥、壓力傳感器、油泵執(zhí)行器和柴油泵等。在排除高壓油軌限壓閥和壓力傳感器發(fā)生故障的可能性后，進(jìn)一步測(cè)試柴油泵總成;但更換柴油泵總成后，發(fā)現(xiàn)限壓閥和回油管溫度仍然高于正常工作溫度。

經(jīng)檢查，柴油箱控制高壓油軌壓力的所有元器件均正常，接下來(lái)進(jìn)一步檢查控制元器件工作的電子控制單元。電子控制單元發(fā)生故障后，其會(huì)向柴油泵下達(dá)錯(cuò)誤指令，使得柴油泵持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行，從而導(dǎo)致高壓油管壓力過高，限壓閥頻繁泄壓，回油量增大，進(jìn)而造成柴油箱溫度上升。正常情況下，當(dāng)油泵執(zhí)行器工作時(shí)，執(zhí)行器連接端子處應(yīng)有脈沖電壓輸入，并且電壓值時(shí)有時(shí)無(wú)（當(dāng)供油量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電子控制單元停止信號(hào)輸入）;而故障車輛油泵執(zhí)行器連接端子卻長(zhǎng)期得電。檢測(cè)電子控制單元線路，發(fā)現(xiàn)電子控制單元16號(hào)線（正極電源線）破損。經(jīng)診斷，發(fā)現(xiàn)電子控制單元內(nèi)部燒熔，導(dǎo)致7號(hào)線（油泵執(zhí)行器信號(hào)線）長(zhǎng)期得電，使得柴油泵持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行。故障維修小組更換電子控制單元后，限壓閥和回油管溫度恢復(fù)正常，柴油箱過熱故障消除。

3 結(jié)束語(yǔ)

在康明斯集卡柴油箱過熱故障診斷和維修過程中，梅山島集裝箱碼頭故障維修小組成員通過有針對(duì)性地分析故障現(xiàn)象，總結(jié)出行之有效的故障處理方案，從而為碼頭安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2020-08-17）