小松WA500-6裝載機發(fā)動機故障診斷與維修

揭偉平

（天津港第四港埠有限公司，天津 300456）

0 引言

小松WA500-6裝載機標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷9 t，發(fā)動機功率263 kW，采用高壓共軌燃油電噴、EGR尾氣自循環(huán)技術(shù)、水冷、風(fēng)扇泵，風(fēng)扇電機隨溫度控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，節(jié)能環(huán)保，手柄運用電控電磁閥控制先導(dǎo)油，操作輕便，清潔舒適，是公司進行礦粉裝卸、歸垛、火車裝箱等作業(yè)的主力車型。

1 故障現(xiàn)象

1臺小松WA500-6裝載機在單位后貨場歸垛過程中突然無力，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，儀表盤報警紅色嘆號亮顯，轟鳴器警報，故障代碼CA2249，發(fā)動機故障報警如圖1所示。維修手冊中故障代碼CA2249解釋為供油泵壓力極低，說明供油不足，故障一直不復(fù)位。熄火后停車0.5 h后再啟動發(fā)動機，故障消失，但繼續(xù)作業(yè)1 h左右報警燈再次亮起，故障碼重新出現(xiàn)，發(fā)動機功率下降，轉(zhuǎn)速下降，作業(yè)無力，故障現(xiàn)象如此往復(fù)。

圖1 發(fā)動機故障報警

2 故障診斷與維修

2.1 故障診斷

2.1.1 原因

根據(jù)故障現(xiàn)象判斷為燃油供油壓力不足，出現(xiàn)燃油供油壓力不足有多方面原因：

（1）噴油器回油量大，導(dǎo)致燃油壓力下降。

（2）燃油濾清器未按時更換，濾芯堵塞。

（3）供油泵進氣泄漏泵不上油。

（4）高壓泵共軌內(nèi)部有傷泄漏。

（5）燃油泵來油管接頭過油螺絲濾網(wǎng)堵塞。

（6）高壓共軌溢流閥內(nèi)部泄漏。

（7）燃油箱進入塑料袋或者瓶蓋、布料等異物。

（8）高壓共軌壓力傳感器故障。

（9）燃油高壓泵損壞內(nèi)部泄漏。

2.1.2 排查結(jié)果

根據(jù)歸納的9個因素進行逐一排查。排查結(jié)果如下：

（1）該裝載機啟動性能非常好，尾氣排放看不到明顯的煙霧，即使在報警后功率下降的情況下也沒有排放黑煙。故基本可以排除噴油器損壞的可能性。

（2）檢查燃油濾芯是否堵塞，查看燃油濾芯保養(yǎng)更換紀(jì)錄，燃油濾芯更換時間為8 d前，使用間隔臺時126 h，時間不長，無需更換濾芯。燃油濾芯堵塞的可能性極小，可以排除。

（3）供油泵（輸油泵）進氣泄漏泵不上油：從現(xiàn)象看，每次啟動都很順利，不存在啟動不了的情況，況且現(xiàn)場手動泵油很有力，輸油泵進氣泄漏排除。

（4）高壓共軌存在內(nèi)傷在高壓情況下會泄漏很嚴(yán)重，現(xiàn)場檢查沒有燃油泄漏，可能性排除。

（5）高壓泵來油管過油螺絲濾網(wǎng)堵塞，打開過油螺絲去除濾網(wǎng)檢查濾網(wǎng)和過油螺絲都正常（圖2），清潔氣泵沖洗后回裝，該因素可以排除。

圖2 過油螺絲及濾網(wǎng)

（6）檢查高壓共軌溢流閥是否內(nèi)泄，打開高壓共軌溢流閥（圖3），啟動發(fā)動機怠速觀察溢流閥有無油流。踩油門踏板，高怠速時觀察高壓共軌溢流閥是否有油流，實際情況是未見有油流，說明高壓泵共軌溢流閥沒有內(nèi)泄。該因素可以排除。

圖3 高壓共軌溢流閥及壓力傳感器

（7）柴油箱進入塑料袋或者瓶蓋、布料等異物。以前出現(xiàn)過此類故障，設(shè)備在作業(yè)過程中使用一段時間功率下降，有時熄火，停一段時間又可以工作，故障循環(huán)往復(fù)，與此次故障很相似。燃油箱加油口原有一道濾芯防止異物進入燃油箱，但由于加燃油時加油槍直接加油容易彈出，一方面導(dǎo)致濾芯損壞，另一方面每次加燃油時都要把燃油濾芯取出非常麻煩，有時還會忘記放回，種種原因?qū)е氯加蜑V芯丟失。同時，燃油箱加油蓋加油時螺紋損壞擰不緊，使用過程中油箱蓋丟失，這種情況往往發(fā)生在夜班，受到條件限制，應(yīng)急時只能拿塑料袋裹住加油口。由于發(fā)動機工作時油箱有負(fù)壓，塑料袋容易被吸入油箱，導(dǎo)致塑料袋堵住來油管，日常檢查時很難觀察到。還有其他情況，如不規(guī)范的臨時加油或取油操作，掉入抹布、塑料瓶蓋、手套等。燃油箱蓋鎖由于頻繁加油開鎖，鎖芯容易損壞，所以一般制作成不需加鎖的燃油箱蓋。為驗證燃油箱是否有異物采取的措施是在燃油管多處打孔，甩開原有的來油膠管，使用改進的來油膠管（圖4）以防止異物堵住來油。安裝好來油膠管后設(shè)備開到現(xiàn)場作業(yè)，但是作業(yè)不到1 h故障依然出現(xiàn)，說明此次故障不是燃油箱來油所致，該因素也可以排除。

圖4 改進來油膠管

綜上所述，發(fā)動機功率下降的原因集中到燃油高壓泵上，從監(jiān)控儀表調(diào)出故障發(fā)生時，高壓泵共軌壓力與正常車對比數(shù)值（圖5），可以看出，功率下降時故障車高壓共軌壓力一直保持在72 MPa，而正常設(shè)備高怠速開始時164 MPa，穩(wěn)定后在128 MPa左右。因此故障點可以確定為兩個：高壓共軌壓力傳感器故障和燃油高壓泵損壞故障。高壓泵共軌壓力傳感器出現(xiàn)信號失真經(jīng)常不報警，所以有必要再確定是否是高壓共軌壓力傳感器采集的信號出問題，導(dǎo)致控制器錯誤判斷。更換高壓泵共軌壓力傳感器后到作業(yè)現(xiàn)場試車，不到1 h故障再次出現(xiàn)。

圖5 故障車與正常車共軌壓力對比

2.2 故障維修

拆卸燃油高壓泵兩個柱塞總成，發(fā)現(xiàn)柱塞的過油孔片端面在高壓情況下泄漏嚴(yán)重（圖6）。

圖6 高壓泵柱塞孔片損壞情況

在顯微鏡下可以看出，燃油高壓泵2個柱塞的2個孔片接觸面發(fā)生泄漏，孔片1端面發(fā)紅發(fā)藍(lán)損壞泄漏嚴(yán)重，孔片2接觸面損壞，泄漏情況比孔片1好。燃油高壓泵重新更換2個孔片后安裝試車10 h，未出現(xiàn)功率下降情況，故障消除。

3 經(jīng)驗總結(jié)

（1）此次功率突然下降與燃油箱進入異物堵塞癥狀非常相似，因此做了重點的排查。

（2）燃油高壓泵安裝位置緊湊，拆卸非常麻煩，需要拆除濾芯、空調(diào)壓縮機等很多附件，如果錯誤判斷燃油高壓故障，不但拆卸工序多，各種部件密封且拆卸后需要維修更換，因為運動部件都會有磨損，再次安裝密封面也會改變。

（3）此次燃油高壓泵故障導(dǎo)致的現(xiàn)象很特殊，原因是柱塞泵有一個損壞不徹底。通常情況下，燃油高壓泵故障會導(dǎo)致無法啟動。

（4）故障現(xiàn)象的診斷是透過現(xiàn)象看本質(zhì)，需要科學(xué)分析加經(jīng)驗判斷。

（5）故障診斷步驟應(yīng)該遵循先易后難的準(zhǔn)則。