柴油发动机的故障分析诊断与排除

柴油发动机的故障分析诊断与排除

陈玉国，张忠

（中国石油兰州石化公司化工储运中心，甘肃省兰州市）

摘要，柴油发动机作为一种重要的动力设备，广泛应用于石油化工领域。由于其工作环境复杂，负荷变化大，容易出现各种故障。及时准确地对柴油发动机的故障进行分析诊断和排除，对于保证设备的正常运行、提高生产效率、降低维修成本具有重要意义。本文主要对柴油发动机常见故障进行分析诊断，并提出相应的排除方法。通过对柴油发动机的工作原理进行阐述，分析了其可能出现的故障类型，针对这些故障，详细介绍了故障诊断的方法和步骤，以及相应的排除措施，为柴油发动机的维修和保养提供参考。

关键词，柴油发动机；故障分析；诊断；排除

1柴油发动机的工作原理

柴油发动机是一种压燃式发动机，其工作过程包括进气、压缩、做功和排气四个冲程。

（1）进气冲程，在进气冲程中，活塞由上止点向下止点运动，此时进气门打开，排气门关闭。随着活塞的下行，气缸内产生负压，将空气吸入气缸。由于柴油发动机的进气系统中一般没有节气门，所以进入气缸的空气量只取决于发动机的转速和气缸的容积。

（2）压缩冲程，进气冲程结束后，活塞从下止点向上止点运动，此时进、排气门均关闭。在这个过程中，空气被压缩，温度和压力急剧升高。柴油发动机的压缩比较高，一般在16:1到22:1之间，这使得空气在压缩结束时的温度可以达到柴油的自燃温度（约500℃左右）。

（3）做功冲程，当压缩冲程接近终了时，喷油器将高压柴油以雾状喷入气缸内的高温空气中。柴油在高温高压下迅速蒸发并与空气混合，形成可燃混合气。由于此时气缸内的温度已经超过柴油的自燃温度，所以混合气会自行着火燃烧。燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴旋转，从而对外输出动力。

（4）排气冲程，做功冲程结束后，活塞从下止点向上止点运动，此时排气门打开，进气门关闭。在活塞的推动下，燃烧后的废气被排出气缸。排气冲程结束后，发动机又开始进行下一个工作循环。

2柴油发动机常见故障类型及原因分析

2.1启动困难

发动机启动时，启动机运转正常，但发动机不能着火启动。（1）燃油系统故障，燃油箱内无油或油量不足；燃油滤清器堵塞，导致燃油流通不畅；喷油器堵塞或雾化不良，使燃油不能充分燃烧；燃油管路中有空气，影响燃油的正常供应。（2）压缩系统故障，活塞环磨损严重，导致气缸压缩压力不足；气门密封不良，漏气严重，影响压缩效果；气缸垫损坏，使气缸密封性变差。（3）电气系统故障，蓄电池电量不足，无法提供足够的启动电流；启动机故障，如启动机齿轮损坏、电磁开关故障等；点火开关故障，不能正常接通启动电路。

2.2动力不足

发动机在工作过程中，输出功率下降，加速迟缓，爬坡能力减弱。（1）燃油系统故障，燃油供应不足，可能是燃油泵故障、燃油管路堵塞或泄漏；喷油器雾化不良，使燃油不能充分燃烧；喷油时间不准确，影响发动机的动力输出。（2）进气系统故障，空气滤清器堵塞，进气阻力增大，导致进气量不足；进气管道漏气，使进入气缸的空气量减少；涡轮增压器故障，不能正常增压，影响发动机的进气压力。（3）机械系统故障，活塞、活塞环、气缸套磨损严重，导致气缸密封性变差，压缩压力下降；曲轴连杆机构故障，如曲轴弯曲、连杆变形等，影响发动机的动力传递。

2.3冒黑烟

发动机工作时，排气管排出大量黑色烟雾。（1）燃油系统故障，喷油器雾化不良，燃油燃烧不完全；喷油时间过迟，使燃油在燃烧室内不能充分燃烧；燃油质量不佳，含杂质过多，燃烧不充分。（2）进气系统故障，空气滤清器堵塞，进气量不足，导致燃油燃烧不完全；进气管道漏气，使混合气过浓，燃烧不充分。（3）机械系统故障，气缸压缩压力不足，使燃油燃烧不完全；活塞环、气门等部件密封不良，导致漏气，影响燃烧效果。

2.4冒白烟

发动机工作时，排气管排出大量白色烟雾。（1）燃油系统故障，喷油器雾化不良，燃油中有水或冷却液进入燃烧室，使燃油不能正常燃烧；喷油时间过早，使燃油在燃烧室内不能充分燃烧。（2）冷却系统故障，冷却液进入燃烧室，可能是气缸垫损坏、散热器漏水等原因导致；发动机温度过低，使燃油不能充分燃烧，产生白色烟雾。（3）机械系统活塞环、气门等部件密封不良，使冷却液进入燃烧室；气缸套磨损严重，导致冷却液进入燃烧室。

2.5异常噪声

发动机工作时，发出不正常的噪声。（1）机械系统故障，曲轴连杆机构故障，如曲轴轴承磨损、连杆轴承磨损、活塞销松动等，会产生金属撞击声；配气机构故障，如气门间隙过大、气门弹簧断裂等，会产生敲击声；齿轮传动系统故障，如齿轮磨损、齿轮间隙过大等，会产生噪声。（2）燃油系统故障，喷油器工作不正常，如喷油器针阀卡死、喷油器弹簧断裂等，会产生噪声；高压油泵故障，如油泵柱塞磨损、油泵凸轮轴磨损等，会产生噪声。（3）冷却系统故障，风扇故障，如风扇叶片损坏、风扇轴承磨损等，会产生噪声；水泵故障，如水泵叶轮损坏、水泵轴承磨损等，会产生噪声。

3柴油发动机常见故障排除方法

3.1启动困难

检查燃油系统，确保燃油箱中有足够的柴油，检查燃油滤清器是否堵塞，如有堵塞应及时更换。检查燃油管路是否有空气，如有空气应进行排气操作。检查喷油器是否正常工作，如有故障应进行清洗或更换。检查压缩系统，检查气缸压缩压力是否正常，如压力过低可能是活塞环、气门等部件密封不良，需要进行检修。检查气门间隙是否正确，如不正确应进行调整。检查电气系统，检查蓄电池电量是否充足，启动机是否正常工作，点火开关、继电器等电气部件是否正常。如有故障应及时维修或更换。

3.2动力不足

检查燃油供应是否充足，喷油器雾化是否良好，喷油压力是否正常。如燃油供应不足，应检查燃油泵、燃油滤清器和燃油管路等部件；如喷油器雾化不良或喷油压力不正常，应进行清洗、调整或更换。检查进气系统，检查空气滤清器是否堵塞，进气管道是否漏气，涡轮增压器是否正常工作。如空气滤清器堵塞应及时更换；如进气管道漏气应进行修复；如涡轮增压器故障应进行检修或更换。检查活塞、活塞环、气缸套等部件的磨损情况，如磨损严重应进行更换。检查曲轴、连杆等部件的连接是否松动，如有松动应进行紧固。

3.3冒黑烟

检查喷油器是否雾化不良、喷油时间是否过迟、燃油质量是否不佳。如喷油器雾化不良应进行清洗或更换；如喷油时间过迟应进行调整；如燃油质量不佳应更换合格的燃油。检查空气滤清器是否堵塞，进气管道是否畅通。如空气滤清器堵塞应及时更换；如进气管道不畅应进行清理。检查机械系统，检查气缸压缩压力是否正常，如压力过低可能是活塞环、气门等部件密封不良，需要进行检修。检查气门间隙是否正确，如不正确应进行调整。

3.4冒白烟故障

检查喷油器是否雾化不良、喷油时间是否过早、燃油中是否有水。如喷油器雾化不良应进行清洗或更换；如喷油时间过早应进行调整；如燃油中有水应更换燃油并排除水分。检查冷却液是否进入燃烧室，如气缸垫损坏应及时更换。检查发动机温度是否过低，如温度过低应进行预热。检查活塞、活塞环、气缸套等部件的磨损情况，如磨损严重应进行更换。检查气门间隙是否正确，如不正确应进行调整。

3.5异常噪声

检查曲轴、连杆、活塞等部件的磨损情况，如磨损严重应进行更换。检查气门间隙是否正确，如不正确应进行调整。检查齿轮传动系统是否正常，如有故障应进行检修。检查喷油器是否正常工作，如有异常噪声应进行清洗或更换。检查高压油泵是否正常，如有故障应进行检修。检查风扇是否正常工作，如有异常噪声应进行检修或更换。检查水泵是否正常，如有故障应进行检修。

4结束语

通过对柴油发动机的工作原理和常见故障类型的了解，掌握故障诊断的方法和步骤，以及相应的排除措施，可以有效地提高柴油发动机的维修效率和质量，保证设备的正常运行。在实际维修过程中，应根据具体情况，综合运用各种诊断方法和排除措施，确保故障得到准确、及时的解决。同时，加强对柴油发动机的日常维护和保养，也是减少故障发生的重要措施。

参考文献

[1]王长春.柴油发动机典型故障分析与诊断方法[J].智能城市,2019,5(21):196-197.