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柴油机发动机启动困难、动力不足的有关探究
摘要:当环境温度高于5℃或柴油机低温预热时,应在3~10s内首次成功起动。如果柴油机多次启动后仍不能正常运行,则认为难以启动,应立即停止运行,查明故障原因。启动困难是一个全面的失败。燃油系统、压缩系统、配气机构和起动系统的故障可能会导致柴油机起动困难。
关键词:柴油机;启动困难;排除
引言
在车辆市场中,柴油机因其动力强劲、超负荷能力强、燃油经济性好等优点,在工程机械、大型运输机械上得到了广泛使用,但其使用过程中启动困难、动力输出不足也是经常遇到的问题,由于现在车辆结构系统越来越复杂,其故障排查也愈加困难,不过只要掌握柴油机的工作原理,从以下几个方面入手:一、供油系统;二、供气系统;三:柴油机自身零部件,就能发现故障所在,完成故障的检修工作。
1柴油机起动的必要条件
1.1具有一定的起动转矩
发动机必须具有一定的起动扭矩,以克服曲轴从静止状态过渡到以最低起动转速旋转时的各种阻力。这些阻力包括:每个运动部件从静态到动态的摩擦阻力扭矩,这在很大程度上取决于润滑油的粘度。在启动过程中,由于发动机温度低,润滑油粘度高,因此阻力扭矩也很大。起动装置一般配备辅助起动装置,以减少其他起动阻力,因此摩擦阻力占总起动阻力的大部分;驱动附件的阻力,如驱动喷油泵、水泵、油泵、风扇等所需的功率,由于启动时转速较低,这部分阻力远小于发动机正常运行时的阻力;活塞在第一个压缩冲程中压缩气体的阻力;从静止加速到一定速度时,运动部件的惯性阻力通常约为总阻力的1/10。由于压缩比高,柴油机的起动阻力比汽油机大,起动所需功率约为汽油机的3~4倍。
1.2达到启动所需的最低速度
由于柴油机的燃料依赖于压缩过程中的高温自燃,为了保证柴油机良好的雾化和压缩结束时气缸内空气的足够温度,要求柴油机在起动前有一定的起动转速。普通柴油机起动转速:直喷式燃烧室和半分离式燃烧室为100~150r/min;球形燃烧室为200~300r/min;分体式燃烧室为200~300r/min。
2.启动难度及故障分析思路
柴油机能否顺利启动,取决于喷入燃烧室的柴油能否正常燃烧。柴油燃烧需要柴油和空气充分混合,需要一定的温度,即燃烧室必须达到柴油的压燃点,才能压燃柴油。这就要求:由于柴油是压燃的,压缩结束时气缸的温度应为200~400℃,即比柴油自燃点的温度高500~700℃。如果气缸泄漏,气缸的压缩压力将下降,燃烧室内的压力不足,温度低。压缩结束时柴油无法压缩点火,导致柴油机无法启动;在一定压力下及时向燃烧室内注入柴油,使柴油雾化并与空气充分混合,确保温度达到时燃烧。如果燃油系统故障,燃油在错误的时间喷入气缸,或燃油量不足,或压力不足,将导致柴油无法正常燃烧,导致启动困难或失败;如果起动装置的起动功率不足,不能正常工作,导致曲轴转速低于1100r/min,将直接影响柴油机的正常起动;环境温度低和润滑系统故障也会使配合件因润滑不良而卡住,导致启动时曲轴转动困难,柴油机启动困难。
3具体原因分析和故障排除
3.1燃油供应系统运行不良
3.1.1柴油流动不良
可能原因:油箱油量不足、油箱开关未打开、柴油滤芯和滤网堵塞、油箱盖排气孔堵塞等。松开喷油泵进口管连接螺栓,检查油流是否正常。如有异常,应逐项检查油箱,排除故障。
3.1.2柴油中的水
排放柴油滤清器壳体和油箱底部的水。
3.1.3油路中有空气或柴油中有水
管道泄漏,空气进入油路。大部分原因是油管接头未拧紧、密封垫损坏、油管断裂等,如果确定油路中有空气,应立即排除。故障排除的方法是:先给油箱加油。油路密封良好后,首先用手油泵供油,然后松开柴油滤清器上的排气螺钉,排出空气,直到燃油中没有气泡从排气螺钉孔流出,然后拧紧排气螺钉。同样,松开喷油泵上的放气螺钉,排出喷油泵低压油室内的空气,然后拧紧。
3.1.4喷油泵柱塞副严重磨损,出油阀严重磨损或卡滞,柱塞弹簧断裂,导致喷油泵抽油少或无油
如果确定燃油喷射泵出现故障,则应进行拆解和检查。当柱塞联轴器或出油阀联轴器严重磨损时,更换新的,拧紧出油阀紧座,将油门杆和供油齿条的位置调整到规定状态。带有新零件的喷油泵应根据喷油泵试验台上规定的技术要求进行调整。
3.1.5喷油器雾化不良或针阀卡滞,喷油压力低
检查喷油器时,应检查喷油器是否喷油,有无滴漏,并在喷油器测试仪上测试压力、喷射状态、量程等项目;必要时,拆卸并检查喷油器,检查其弹簧力、针阀是否卡住、喷孔是否堵塞等。更换喷油器磨损件后,必须在测试仪上重新校准,才能安装和使用。
3.1.6供油提前角不正确
如果供油时间太晚,就不容易启动;如果供油时间太早,启动时很容易反转。
3.1.7单缸发动机
如果涡流室嵌件的启动孔堵塞,或更换时嵌件安装位置错误,则启动困难或无法启动。
4柴油机动力不足分析
柴油机动力不足主要体现在加速能力和爬坡能力上。在重载条件下,加速度差,加速度慢,无法达到既定的功率输出。对于柴油动力不足,应首先对燃油供应系统进行故障排除。燃油系统故障通常分为“堵塞”和“泄漏”以及燃油喷射系统故障。“堵塞”主要是指柴油机滤清器和燃油管路长期使用,杂质沉积,导致供油不良,供油阻力增大的现象。在低负荷条件下,供油基本充足。在高负荷条件下,由于供油不足,发动机输出功率不足,扭矩功率不能满足实际需求,即所谓的柴油功率不足。柴油机的整个供油系统是一个封闭的系统,“泄漏”是不可忽略的这意味着油箱、油管和油泵漏气,导致天然油中混入空气。在高负荷条件下,通常会导致发动机功率不足和转速不稳定。
燃油质量也会对发动机功率产生一定影响。汽车柴油发动机需要燃烧十六烷值大于45的柴油。燃烧特性较低的柴油也会导致功率不足的故障。随着我国燃油质量的不断提高,柴油中的硫含量大大降低,这也会影响柴油的润滑性,导致喷油泵柱塞联轴器部件磨损加剧,柴油功率不足。发动机和车辆的操作困难和功率不足也可能是由“进气和排气故障”造成的。柴油机使用自吸或涡轮增压将外部空气引入气缸进行柴油燃烧。如果进气管和接头泄漏或进气滤清器滤芯堵塞,发动机的充气效率会降低,进气量会降低,混合气过浓,容易导致气缸内燃烧不足,导致功率输出不足。排气管堵塞会导致排气堵塞,排气阻力增大,燃油效率降低,从而影响发动机的功率输出。在这种情况下,检查排气系统是否堵塞,排气背压是否在正常范围内。发动机零件的磨损和损坏是动力不足的另一个重要原因。常见的有活塞和缸套早期磨损、活塞环开口匹配、拉缸和粘环等。活塞和缸套严重拉伤或过度磨损,活塞环粘附在环上,导致摩擦损失增加。同时,发动机本身的机械损失增加,压缩比降低,点火困难或燃烧不足,因此难以达到预定的扭矩和功率输出。
结束语
总之,柴油机无法启动的原因除了电路故障外,主要是供油和进排气异常。可根据之前柴油机的症状初步判断故障位置,并可从外部开始检查。柴油发动机、车辆启动、运行困难的解决主要从气、油以及发动机本身机构故障入手,从现象逐步深入分析,最终抓住症结,解决各种问题。
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