VOLVO L220E裝載機(jī)燃油系統(tǒng)故障分析

摘要：我公司有8臺(tái)VOLVO L220E裝載機(jī)，主要用于港口煤炭作業(yè)，最早的2臺(tái)裝載機(jī)于2003年開始使用，使用至今已有17年之久，在運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)熄火或啟動(dòng)困難等現(xiàn)象，現(xiàn)對(duì)故障原因和判斷方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：燃油;閥門;系統(tǒng);故障;單元噴射器

中圖分類號(hào)：T262.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）09-0164-02

0 ?引言

燃油供油系統(tǒng)，示意圖如圖1所示。

燃油系統(tǒng)原理介紹：燃油由燃油供油泵（1）抽上來，通過主過濾器（6）、冷卻旋管（5），一直抽到溢流閥（減壓閥）（7），在此與燃油回油一起通過溢流閥，進(jìn)入到燃油泵的吸入側(cè)。泵迫使燃油前往過濾器殼體，經(jīng)過手油泵（2）的兩個(gè)單向閥（9），通過過濾器（3）到達(dá)氣缸蓋內(nèi)的縱向管道。每個(gè)噴油器單元（8）周圍有一個(gè)環(huán)形的槽。溢流閥（7）使饋送給噴油器的燃油保持一個(gè)不變的壓力。燃油供油泵包括三個(gè)閥門。一個(gè)是壓力限制閥（10），在壓力過高時(shí)，允許燃油回流到該泵的吸油側(cè)。止回閥（12）在使用手油泵（2）時(shí)會(huì)打開。本系統(tǒng)是通過一個(gè)閥門（11）自動(dòng)排氣到燃油箱。有三個(gè)排氣孔螺絲：位于輔助過濾器（14）、輔助過濾器（15）以及主過濾器（17）上。第四個(gè)螺絲（16）用來排放燃油系統(tǒng)。

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的是從燃油箱抽取燃油的方式，在進(jìn)行故障判斷前首先要保證燃油的油位高于吸油管的最低位置，如果燃油量不夠，則吸油管將進(jìn)入空氣，在有空氣情況下無法打開單元噴射器（8），使燃油無法噴射到氣缸中。

1 ?系統(tǒng)中有外泄

一般情況下，系統(tǒng)中有外泄時(shí)，都會(huì)伴隨燃油泄漏，如螺絲松動(dòng)、密封圈失效、油管破裂等，在泄漏處會(huì)有明顯的油跡，用觀察法可以直觀的找出泄漏點(diǎn)，但當(dāng)燃油泵和燃油箱這段吸入側(cè)有微小泄漏時(shí)，如銅墊變形，這時(shí)由于吸入側(cè)的壓力較低，并不會(huì)在泄漏位置有明顯的油跡，而燃油系統(tǒng)只是從外部吸入空氣。這時(shí)排查較為困難，簡單的方法是找個(gè)油桶盛滿燃油進(jìn)行外接：將吸油側(cè)的油管分段浸泡到燃油中，逐段進(jìn)行排除，直到找到故障點(diǎn)為止。避免燃油外泄的措施是定期對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)硬化、破損的橡膠制品立即進(jìn)行更換，除此之外，還要按照操作保養(yǎng)手冊(cè)定期對(duì)銅墊進(jìn)行更換。

2 ?燃油泵供油壓力不足

在燃油系統(tǒng)中，燃油泵的主要作用是提供給單元噴射器一個(gè)適當(dāng)?shù)膲毫土髁浚渥饔孟喈?dāng)于一個(gè)低壓油泵，作為一個(gè)齒輪泵，常見的故障有泵漏油、泵體過熱、內(nèi)部異響等，這些故障都可以直觀的進(jìn)行判斷，但當(dāng)齒輪和泵內(nèi)部磨損嚴(yán)重的情況下，并沒有明顯的故障現(xiàn)象，這時(shí)就需要啟動(dòng)車輛，檢測燃油泵的壓力值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1000rpm以上時(shí)，壓力低于350kPa，則可以判定為燃油泵內(nèi)部磨損導(dǎo)致的壓力不足。延長燃油泵壽命的方法是定期更換燃油主過濾器和輔助過濾器，保持燃油清潔度，還需要機(jī)手日常按照要求進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)燃油泵異常時(shí)立刻進(jìn)行維修，避免由于長時(shí)間異響、高溫等故障加快燃油泵內(nèi)部的磨損。

3 ?主過濾器手泵處的鋼球卡滯或鋼球彈簧失效

3.1 鋼球卡滯 ?鋼球卡滯會(huì)導(dǎo)致燃油無法進(jìn)入到主過濾器中，這時(shí)將主過濾器的濾芯拆除，會(huì)發(fā)現(xiàn)濾芯中沒有燃油，通過按壓主過濾器的手泵，通往主過濾器的管路依然沒有燃油，這時(shí)找個(gè)油桶盛滿燃油進(jìn)行外接，將主過濾器的進(jìn)油管浸泡到燃油中，排除燃油系統(tǒng)的空氣，繼續(xù)按壓主過濾器的手泵，如果通往主過濾器的管路仍然沒有燃油，則判定為主過濾器手泵處的鋼球卡滯。

3.2 鋼球彈簧失效 ?鋼球彈簧失效會(huì)導(dǎo)致在手泵中無法建立起背壓，進(jìn)而致使系統(tǒng)的低壓油路壓力較低，無法給單元噴射器一個(gè)適當(dāng)?shù)膲毫Γ瑓⒄珍撉蚩呐袛喾椒纯?，需要注意的，?dāng)鋼球彈簧失效時(shí)，在按壓主過濾器的手泵時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)手泵不論怎樣按壓都沒有壓力。

4 ?副水箱中有燃油

通過對(duì)燃油油路分析，燃油噴射器下面的銅套外層和冷卻液接觸，內(nèi)層和燃油接觸，當(dāng)銅套或銅套密封圈破損時(shí)，燃油就會(huì)進(jìn)入到冷卻液中。這種情況需要拆卸6個(gè)銅套和銅套密封圈進(jìn)行檢查，找到破損的銅套或銅套密封圈。延長銅套或銅套密封圈壽命的方法是添加廠家指定的冷卻液，嚴(yán)禁加入礦物水。

5 ?凸輪軸位置傳感器故障

凸輪軸位置傳感器的作用是采集配氣凸輪軸的位置信號(hào)，并輸入控制組件（E-ECU），以便控制組件（E-ECU）識(shí)別氣缸一壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時(shí)刻控制和爆燃控制。如果凸輪軸位置傳感器損壞，則發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及加速困難。判斷方法是用萬用表對(duì)凸輪軸位置傳感器進(jìn)行測量，檢測是否有信號(hào)電壓輸出且電壓應(yīng)小于供電電壓。

6 ?單元噴射器故障

6.1 單元噴射器說明 ?發(fā)動(dòng)機(jī)有6個(gè)單元噴射器，每個(gè)氣缸1個(gè)。單元噴射器是噴射泵與一個(gè)噴射器的組成，比普通噴射器有明顯高得多的壓力。單元噴射器是垂直安裝在四個(gè)閥門之間的中心。在單元噴射器內(nèi)形成壓力所要求的力量通過一個(gè)搖桿從頂置凸輪軸上的一個(gè)凸輪傳輸。

噴射器單元由三個(gè)主要部分組成：油泵部分，包含油缸和活塞，相應(yīng)于一個(gè)噴油泵中的泵芯;噴油器部分，帶噴嘴套管、噴嘴針和彈簧;閥門殼體，帶一個(gè)電磁控制的燃油閥。

噴油器單元的下部放置在一個(gè)銅套管里，貼著氣缸蓋的底部，和普通的噴油器一樣。單元噴射器的中介部分，位于氣缸蓋燃油導(dǎo)管內(nèi)，其中有燃油的進(jìn)油孔與出油孔。單元噴射器直接從燃油導(dǎo)管內(nèi)納入燃油。單元噴射器最上面的部分有壓縮彈簧與閥門殼體，其位置在氣缸蓋之上。噴射正時(shí)及燃油噴射量是由控制組件（E-ECU）決定。該控制組件（E-ECU）把信號(hào)發(fā)送給單元噴射器上閥門殼體內(nèi)電磁控制的燃油閥。噴射持續(xù)時(shí)間決定噴入氣缸的燃油量。

6.2 單元噴射器工作階段 ?①充油階段：當(dāng)泵活塞在搖臂的作用下向上運(yùn)動(dòng)，開始進(jìn)行充油，這時(shí)電磁閥不通電，處于打開位置。因此，燃油從入口管道吸入，通過打開的閥門進(jìn)行泵缸。②溢流階段：泵活塞在搖臂的作用下向下移動(dòng)，電磁閥未通電，保持打開狀態(tài)，燃油溢流回入口管道。③注射階段：泵活塞在搖臂的作用下依然向下移動(dòng)?？刂茊卧‥-ECU）給電磁閥通電。燃油閥閥芯在電磁的作用下向上運(yùn)動(dòng)關(guān)閉閥門。由于燃油不能通過閥門，壓力迅速建立，并且提升噴嘴針噴射燃油。當(dāng)泵活塞持續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要閥門保持關(guān)閉，注射過程就會(huì)持續(xù)。噴油時(shí)間和噴油量由電流脈沖持續(xù)時(shí)間決定，控制單元（E-ECU）根據(jù)從控制系統(tǒng)接收的反饋信號(hào)來確定電流脈沖持續(xù)時(shí)間。④減壓階段：泵活塞在搖臂的作用下仍然向下移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)接收到此時(shí)所需的燃油量滿足需求時(shí)，控制單元（E-ECU）中斷電流脈沖。燃油閥閥門打開并再次允許燃油通過入口管道回流。壓力迅速下降并且噴嘴針關(guān)閉。

6.3 發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸 ?發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸，即發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)或一個(gè)以上的氣缸不工作，故障現(xiàn)象是發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)并且發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部有無規(guī)則的響聲。

①油泵或噴油器失效。因燃油清潔度不夠，使油泵或噴油器中進(jìn)入顆粒、雜質(zhì)、水等，會(huì)導(dǎo)致噴嘴針堵塞或者柱塞穴蝕斷裂。如果噴嘴針堵塞，高壓油則無法噴射到氣缸中，導(dǎo)致氣缸中沒有燃油而無法進(jìn)行工作;如果柱塞斷裂則無法產(chǎn)生高壓油將噴嘴針打開，同樣會(huì)導(dǎo)致燃油無法噴射到氣缸中。判斷油泵或噴油器失效的方法是從發(fā)動(dòng)機(jī)上將其拆除，上試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行噴油壓力檢測，是否能達(dá)到其工作壓力150MPa。預(yù)防油泵或噴油器失效的措施是定期更換燃油主過濾器和輔助過濾器，保持燃油清潔度。

②電磁閥失效。通過上述單元噴射器工作階段的介紹，燃油閥閥門在充油階段、注射階段及減壓階段時(shí)都處于開啟狀態(tài)，只有在注射階段通過控制單元（E-ECU）給電磁閥通電，燃油閥閥門關(guān)閉，使壓力迅速建立。如果電磁閥失效，閥門將無法關(guān)閉，進(jìn)而無法建立壓力打開噴嘴針，高壓油則無法噴射到氣缸中。檢測方法是給電磁閥加一個(gè)合適的電壓，檢測燃油閥閥門是否能夠正常關(guān)閉。預(yù)防電磁閥失效的措施是定期檢查控制單元（E-ECU）供電線路，避免線路中有過流的現(xiàn)象發(fā)生。

6.4 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足 ?發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足故障現(xiàn)象是空載時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無法達(dá)到最高轉(zhuǎn)速或負(fù)載時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沒勁。

①油泵故障。油泵在長期運(yùn)行過程中由于泵內(nèi)進(jìn)入雜質(zhì)，導(dǎo)致泵內(nèi)柱塞磨損，相應(yīng)性能下降，噴油壓力降低，在氣缸內(nèi)燃油燃燒不完全，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。延長泵內(nèi)柱塞使用壽命的措施是定期更換燃油主過濾器和輔助過濾器，保持燃油清潔度。

②電磁閥故障。在單元噴射器注射階段時(shí)，電磁閥在長期運(yùn)行中存在老化現(xiàn)象，電磁閥的吸力不足，燃油閥閥門無法完全閉合，達(dá)不到最大供油量，導(dǎo)致單元噴射器供油不足，致使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。

③噴油器霧化不良。噴油器霧化不良會(huì)導(dǎo)致燃油在氣缸內(nèi)不能充分燃燒，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，造成噴油器霧化不良的原因主要有以下幾點(diǎn)：1）噴油器偶件長期在高溫、高壓下工作，磨損嚴(yán)重，致使針閥偶件的配合間隙增大。2）噴油器調(diào)壓彈簧在使用中產(chǎn)生永久變形，彈力減弱或者彈簧斷裂，造成噴油壓力降低。3）由于高溫燃?xì)獾臒g，造成針閥噴孔的變形。4）噴油器偶件內(nèi)積碳過多，針閥與閥座有發(fā)卡現(xiàn)象。

7 ?結(jié)語

VOLVO L220E裝載機(jī)在我公司運(yùn)行了這么多年，燃油系統(tǒng)多次發(fā)生故障，要想減少燃油系統(tǒng)故障率，就要平時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，如定期給主過濾器放水、按照技術(shù)手冊(cè)要求定期更換密封件和按時(shí)給車輛保養(yǎng)等。

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作者簡介：胡旭（1984-），男，河北秦皇島人，中級(jí)工程師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣こ虣C(jī)械維修。