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第2章 东风柴油车故障诊断实例(1)

【实例1】康明斯发动机熄火困难

1故障现象

一台1997年出厂的康明斯柴油机,该柴油机在7500h大修后工作至8530h就出现了熄火困难故障,熄火时间长达40s左右。

2诊断排除

引起熄火困难的原因较多,但其实质则是燃油系统中喷油器计量孔前的油压偏高,超过了熄火油压所致。导致喷油器计量孔前的油压偏高的原因有以下几点:

(1)停机电磁阀关闭不严。当启动开关旋至关闭位置后,停机电磁阀的电磁线圈失去电流,吸力消失,停机电磁阀的阀片在弹簧片的推力作用下关闭油路,使发动机熄火。若电磁阀关闭不严,则会继续向燃油道供油,使喷油器计量孔前的油压不能及时降至熄火油压,从而造成熄火困难。电磁阀关闭不严的程度不同,则熄火时间的长短也不同,可达几十秒,甚至数分钟。

停机电磁阀关闭不严,除加工制造的原因外,与燃油的清洁度有很大关系。当燃油清洁度低时,杂质会侵入电磁阀,将阀片垫起或使其运动卡滞,造成关闭不严;杂质也可能是在保养过程中不注意油路的清洁而直接侵入。由于电磁阀关闭不严而造成熄火困难时,往往可以加大油门以冲击阀片,使之关闭油路而使发动机马上熄火。

(2)回油单向阀关闭不严。回油管回油至燃油箱上部,位置高于喷油器计量孔,回油单向阀如因杂物或毛刺阻碍而导致关闭不严,则油管中的柴油会反压至缸盖中的回油油道,并通过喷油器回油孔和环形油道,最终到达喷油器的计量孔前,造成压力高于熄火油压,导致产生熄火困难故障。但因回油管中燃油较少,故造成的不熄火时间较短,大约30s即可熄火。

(3)喷油器中间O形圈因破损而漏油。

喷油器插入缸盖后,3只O形圈中的中间O形圈将缸盖中的油道分隔为进油道和回油道(上部为回油道)两部分。因进油道的油压高于回油道的油压,当中间O形圈破损后,进油道的油就会漏入回油道,从而增加回油道中的压力。当停机熄火时,回油道中的压力就会反压到进油道中来,使喷油计量孔前的油压不能及时降至熄火油压,从而发生熄火困难。熄火时间的长短视O形圈破损的严重程度而异。

(4)喷油器钢球止回阀落座不实、密封不严。当喷油器的钢球止回阀落座不实、密封不严时,钢球止回阀不开启,导致喷油器计量孔前的油压增大,从而发生熄火困难。该故障原因和上述4种故障原因不同,当某缸喷油器的钢球止回阀落座不实、关闭不严时,只影响这一缸喷油器计量孔前的油压,其他无故障缸不受影响。若6只喷油器中只有1只发生故障,则熄火困难时只有1个缸在工作;若有2只喷油器发生故障,则有2个缸工作,依此类推。因为该故障有个别性,故检查时可用“断缸法”进行检查,或卸掉高压油管后观察是哪个缸在工作。但PT燃油系统不像Bosh燃油系统那样容易实施“断缸法”。根据经验,可用工具将喷油器柱塞驱动摇臂用力抬起,使其一直压在油杯上,柱塞不能运动,从而无法计量燃油,无法进行喷油工作,以达到断缸的目的。

当用“断缸法”检查时,故障缸的熄火时间应明显发生变化,或达到正常的熄火时间。

按照“由简到繁”的原则逐步进行了检查排除,即先清洗了停机电磁阀,又清洗了回油单向阀;将喷油器按缸号两两拔出,观察喷油器O形圈有无损坏;用柴油清洗喷油器,使其止回阀钢球落座可靠(由于缺乏专用工具,没有拆开喷油器观察);甚至将6只喷油器同时拔出,更换了全部O形圈并多次清洗了喷油器内部。但安装后试验,均未达到排除故障的目的,为了观察喷油器对熄火的影响,反复进行了试验。

Ⅳ缸和Ⅴ缸停缸后熄火时间最短,说明这两缸喷油器出故障的可能性最大;Ⅱ缸停缸后熄火时间最长,说明Ⅱ缸喷油器出故障的可能性最小。于是,又进行了停止Ⅳ缸与Ⅴ缸工作的断缸熄火试验,但结果令人失望,熄火时间为18s。为了探查究竟更换几只喷油器才能排除故障,又做了两次单缸停缸试验。

知,各缸对熄火时间的影响基本一致,说明可能要更换5个喷油器才能见效。最后,更换了除Ⅱ缸以外的所有喷油器,并对喷油器的柱塞行程及气门间隙进行了调整。调试后试机,熄火时间保持在3s之内,至此才彻底排除了故障。

3结果分析

康明斯柴油机PT燃油系统是依靠电路系统中启动开关的关闭来熄火停机的。当启动开关旋至关闭位置后,柴油机应在7~10s内熄火停机,若熄火时间超过10s,则视为熄火困难。

根据实际经验可以得出几点结论:由于停机电磁阀关闭不严而造成的熄火困难是比较常见的故障;由于喷油器止回阀钢球落座不实、密封不严所造成的熄火困难故障也不容忽视,目前市场上喷油器止回阀本身的加工存在质量问题,多为不合格产品,造成刚装机使用不长时间后就会出现熄火困难和怠速不稳现象;由于喷油器中间O形圈破损和喷油器止回阀落座不实、密封不严造成熄火困难故障时,过多地消耗了缸盖油道中的燃油,因而在下次启动时也会不同程度地造成启动困难,这也是这两种故障原因的特点之一;柴油箱的加油盖上有小孔与外部相通,该小孔堵塞后会影响油箱中的压力,从而对PT燃油系统的压力带来影响,有时也会引起熄火困难或加速无力的现象。

总之,PT燃油系统是靠燃油压力和供油时间来调节喷油量的,任何原因引起喷油器计量孔前压力发生变化,都会引起柴油机工作状况的变化,熄火困难故障的发生和排除也反映了这一问题。

【实例2】康明斯发动机高压油泵调速器发卡

1故障现象

一辆装用康明斯6BTAA型发动机的东风牌汽车,行驶1000~2000km时,出现行驶不稳、怠速发卡现象,急加速时发动机发噎,动力上不去,但很快又能恢复正常。过不了多久,上述现象重新出现。

2诊断排除

通过仔细检查,最后发现高压油泵R801调速器浮动杆孔加工超差,浮动臂和滑动轴有拉伤。拆下全负荷校正器部件,将回位弹簧从接线销轴上取下,发现浮动臂因杂质造成拉伤。用锉刀修磨,并清洗调速器内所有零件,特别是洗净调速器下方。然后,用油石修磨滑动轴,对浮动孔进行喷涂处理,使之恢复正常的配合间隙后,装复试车,原有故障现象不再出现。

3故障警示

此故障是因为微小杂质、颗粒在飞锤高速转动下溅入浮动杆内,致使滑动轴在浮动杆孔内运动不灵活造成的。车辆使用中,一旦发现上述现象一定要及时检修,以免造成不必要的损失。

【实例3】康明斯发动机严重冒黑烟

1故障现象

一辆装有康明斯发动机的汽车,突然行驶无力,且发动机严重冒黑烟。

2诊断排除

检查供油系统,油路畅通,工作良好;更换喷油泵、喷油器,故障依旧;检查气门间隙符合标准,测量汽缸压力也正常。最后,拆下涡轮增压器,发现其机件卡死已不能正常工作。

换上新的涡轮增压器后,发动机工作即恢复正常,汽车行驶有力。

3结果分析

涡轮增压器的作用是提高发动机的充气效率,从而提高发动机的动力性与经济性。该车由于涡轮增压器卡死而不能工作,致使发动机的充气效率降低、混合气过浓而燃烧不完全,动力性、经济性随之下降,汽车便行驶无力,且冒黑烟。

【实例4】一辆装用康明斯发动机的汽车动力不足

1故障现象

一辆装有康明斯NH220型柴油发动机的重型汽车,一次在外作业中,空载时柴油发动机运转正常,但一挂挡转速立即下降到600r/min左右,车辆不能起步。

2诊断排除

开始怀疑PT燃油泵调速器有故障,于是把另一辆车的PT泵拆下装到该车上,再启动试车,故障同前,说明故障不在PT泵。又考虑可能因缺缸而使柴油发动机动力不足,为此启动柴油发动机,空载运转,稍许后熄火,手摸各缸排气歧管温差不大,基本排除缺缸的可能。最后拆卸柴油滤清器,取出滤芯后发现滤芯较脏,经清洗后再试机,情况稍有好转,勉强可以使用。可是运转不到1h,又出现原来的故障。无计可施时得知驾驶员加注的是0号柴油,估计可能由于燃油中杂质过多,导致燃油管路堵塞,或因油中水分过多,致使供油不足,柴油发动机的转速明显降低。把油箱内燃油全部放出,清洗油箱、油管及各滤清器后,加注-35号柴油,启动试机,柴油发动机转速提高,工作正常。

3结果分析

该车本应使用-35号柴油,而在外作业时却加注了0号柴油,由于柴油中杂质和水分过多,一方面导致各滤网或滤芯发生堵塞,使柴油供应不足,另一方面由于柴油中含水较多,燃烧不良,不能满足发动机高速大负荷运转的需要。而空载时所供柴油则基本上能维持柴油发动机正常运转,据此,在排除柴油发动机动力不足的故障时,不可忽视对柴油质量的检查。由于康明斯柴油发动机对燃油系统纯净程度要求很高,切不可使用劣质柴油,以免造成不必要的麻烦。

【实例5】东风EQ1141型汽车难启动

1故障现象

一辆东风EQ1141型汽车发动机,其VE分配式喷油泵经校正后装车使用时,发动机出现启动困难现象。一旦发动机启动后,怠速运转平稳。但不能加速,且一加速发动机就会熄火。

2诊断排除

检修时,初步检查喷油器喷油压力正常,雾化良好,低压油路无空气。经仔细分析,认为问题可能还是出自喷油泵上。

将喷油泵从车上拆下,再装到喷油泵试验台上进行试验。喷油泵转速调到怠速转速时,发现其供油量正常。但喷油泵转速调到500r/min时,发现其供油量很小。经过几次试验,结果均如此。

将喷油泵解体检查。在拆检供油电磁阀时,发现固定螺钉拧得太紧,需用扳手并套上加力杆才能将供油电磁阀拆下。检查其上的密封圈是代用品,截面直径只有2mm(原件的截面直径为2.5mm)。

按原厂规定的规格,更换供油电磁阀上的密封圈,并按规定的力矩拧紧螺钉。然后再将喷油泵置于试验台试验合格后,装车再试,故障排除。

3结果分析

之所以如此,是因为截面积过小的密封圈,即使按规定力矩来固定,也会因压力不够而产生漏油。此时,如果再以增加力矩的办法消除漏油,会导致供油电磁阀壳体产生变形,造成阀芯在其导向孔内移动不灵活,工作时开启高度不够,喷油泵供油量严重减少。故发动机难启动,并使发动机高速时供不上油,自然也就加不上速,这样一来,一加速就熄火也就不奇怪了。

【实例6】东风EQ1141G型汽车隔夜难发动

1故障现象

一辆东风EQ1141G型汽车晚上停车前柴油发动机运转正常,然而第二天早上连续启动柴油机时,只听见柴油机内的声音异常并有着火的迹象,但就是无法正常运转,且排气管向外冒白烟。

2诊断排除

经检查,燃油系统无空气。拧松各缸高压油管接头螺母,用启动电机带动柴油机曲轴转动,显示高压油管出油量充足,并且是高压油。由此判断,喷油泵无供油不足的现象。联想到排气管向外冒白烟,怀疑是VE分配式喷油泵供油提前角有变化。为此,检查喷油泵供油提前角时,发现喷油泵固定螺母并未松动,供油提前角正确。

随后全面分析认为,既然喷油泵向柴油机汽缸内能定时足量地提供高压柴油,说明供油系统无问题。或许柴油机不能启动与汽缸内进的空气过少有关。

为对此分析观点进行验证,将涡轮增压器与柴油机进气管之间的胶管去掉。然后启动柴油机,结果柴油机一次启动成功。接着将柴油机熄火,再次启动,仍然一次成功。由此说明,进气管道及部件有问题。进一步检查,空气滤清器及涡轮增压器正常。当检查到空气滤清器至涡轮增压器之间的一根胶管时,发现管道内壁有一块脱层胶皮堵住了进气道。将空气滤清器至涡轮增压器之间已被堵塞的胶管更换成新件再试车,故障现象消失,一切正常。

3结果分析

要想使柴油机容易启动,必须满足如下条件:

(1)供油合理正时及能正常混合,燃油喷射量应该足够,且雾化良好的燃油应能及时喷到燃烧室。

(2)启动转速不可太低,一般应在150r/min左右,且曲轴转动时应无很大的阻力。

(3)柴油机压缩终了时的温度必须达到600℃左右,即压缩比必须符合规定值。这时,燃烧室里的空气温度才能达到足够的启动温度,使其燃油自行着火。

上述条件中,如果有一项无法满足,即可造成柴油机启动困难,甚至无法启动。

本故障实例中,由于管道内壁有一块脱层胶皮堵住了进气道,使得进气系统进气不畅。这样一来,必导致柴油机在启动时汽缸内进气很少。此时喷入汽缸内的柴油,由于严重缺氧而不能着火燃烧,被压缩后变成雾状呈白烟从排气管排出。

【实例7】东风EQ1141G型汽车熄火后难启动

1故障现象

一辆东风EQ1141G型汽车停车熄火后,时隔不久再启动柴油机,却怎么也发动不了。

2诊断排除

用手油泵泵油,发现低压油路中有大量的空气。空气排除后,柴油机便能顺利启动着火,且运转一切正常。待再次停车熄火,过一段时间后再发动柴油机,又出现不能启动且低压油路中又进了空气这一故障现象。

开始时,怀疑供油系统有故障。但经检查发现,供油管路无堵塞,无泄漏,且其密封性良好。再次排净油路中的空气,启动柴油机以后,做逐缸断油检查。发现第二缸断油以后,有气体从高压油管接头处冲出,并出现白沫,由此断定第二缸的喷油嘴在开启位置卡死。

将柴油机熄火后,拆下第二缸的高压油管,用手油泵泵油,发现喷油泵的第二缸接头处,柴油成一条直线喷出来。至此,可以证明喷油泵的第二缸出油阀密封不良。

在未装第二缸高压油管的情况下,将柴油机发动一段时间后再熄火,等一段时间再启动柴油机,柴油机竟然能顺利启动。检查油路,油路中也没有空气了,上述出现的故障竟然自行消失了。显然,故障原因出在第二缸卡死的喷油嘴和第二缸密封不良的喷油泵出油阀上。将第二缸工作不良的喷油嘴和喷油泵出油阀换用新件后再试车,故障现象彻底消失,柴油机工作正常。

3结果分析

出油阀的工作状态。出油阀装在出油阀体上,直接拧入分配头。它是柱塞型结构,由油压开启,在弹簧压力下回位。它能在供油结束后释放油管中的压力,并决定喷油器的开闭时刻,防止二次喷射出现。

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