柴油機(jī)噴射系統(tǒng)故障分析與探究

李春波 王傳博

摘 要：為了進(jìn)一步降低柴油機(jī)的有害排放物對大氣的污染，可以對柴油機(jī)燃燒源頭控制排放物生成，也可在排放后采取有效防范措施。目前，在柴油機(jī)的研究工作中，研究最多的問題就是對其后處理進(jìn)行研究。柴油機(jī)與汽油機(jī)的構(gòu)造是不同的，燃燒同樣質(zhì)量的油，柴油機(jī)會消耗更多的空氣，因此就無法使用汽油機(jī)設(shè)備中的催化器處理柴油機(jī)的污染物，隨著排放的法規(guī)的加嚴(yán)，要求柴油機(jī)的噴射系統(tǒng)不能產(chǎn)生后燃和NOX排放同時(shí)大幅度降低，即要求柴油機(jī)也像汽油機(jī)一樣要對空燃比進(jìn)行控制。為此在柴油機(jī)上采用排放處理系統(tǒng)等措施來達(dá)到合理排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：排氣呈黑色；排放控制；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.051

1 汽車噴射系統(tǒng)在噴射過程中產(chǎn)生后備燃燒現(xiàn)象

柴油機(jī)工作四行程中的壓縮行程主要是通過壓縮吸入的空氣。而噴射油氣需滿足以下幾個(gè)條件：

（1）柴油機(jī)在做功行程中需要的燃料是按工作缸數(shù)，并隨柴油機(jī)負(fù)荷變化進(jìn)行分配噴油。

（2）柴油機(jī)依據(jù)柴油燃燒階段，并保證在噴射時(shí)要定時(shí)定量完成。

（3）柴油機(jī)噴出的細(xì)小均勻的燃油顆粒以達(dá)到有助于混合和蒸發(fā)的目的。

（4）柴油機(jī)的燃燒腔體與其噴射出的燃油互相匹配，這樣才能保證油氣可以充分燃燒。目前大多數(shù)的柴油機(jī)的油氣燃燒歷經(jīng)三個(gè)階段，第一個(gè)階段是滯燃過程，我們可以將此階段盡可能的縮短。第二個(gè)階段則是燃燒過程，這個(gè)階段會消耗大量氧氣將油氣燃燒，柴油通過噴油泵噴射燃燒室來不及與空氣混合，將其與空氣隔離，出現(xiàn)后燃現(xiàn)象。第三階段是后燃過程，它是對第二階段的延續(xù)，這個(gè)階段的噴油會被延遲，排氣會由于燃燒不充分而冒黑煙。所以噴油時(shí)間不準(zhǔn)確會對廢棄排放產(chǎn)生重要影響，這種狀況發(fā)生之后應(yīng)該對凸輪位置進(jìn)行略微的調(diào)整，保證凸輪機(jī)構(gòu)的行程有效合理。

2 具體控制排放途徑：延緩曲柄到達(dá)止點(diǎn)的時(shí)間，降低NOX氣體的排放

噴油提前角是指曲柄到達(dá)止點(diǎn)前的角度，通常情況下在噴射過程提前些，主要是讓它在燃燒過程階段產(chǎn)生一定的滯燃，要保證曲柄到達(dá)止點(diǎn)時(shí)的時(shí)間不會產(chǎn)生之后，造成燃油成本的增加，因此可以采取提前噴射的辦法。如果僅僅考慮燃燒的成本和柴油機(jī)提供動力，這個(gè)角度會隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，而且承載的負(fù)荷也會有小幅度的增加，在柴油機(jī)所允許的轉(zhuǎn)速內(nèi)，其靠自身的提前裝置保證柴油機(jī)正常工作。

若噴射提交角發(fā)生變化時(shí)，將會導(dǎo)致滯燃變化，推遲噴油階段，當(dāng)要達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力將逐漸升高，溫度也隨時(shí)升高，縮短滯燃期。當(dāng)噴油時(shí)刻過晚，使滯燃期在上止點(diǎn)靠后噴射，即氣缸缸壓過高、但溫度不一定會上升，發(fā)生這種狀況的可能性非常小。油氣與空氣混合的初始階段是關(guān)鍵時(shí)期，它會對NOX的排放產(chǎn)生重要的影響。在快速燃燒這一階段中柴油機(jī)內(nèi)的溫度和壓力上升到什么地步則是由混合氣的量來決定的，通過這一點(diǎn)就可以有效控制其排放。隨著柴油機(jī)內(nèi)混合氣的壓力升高速度減慢，其發(fā)出的噪音也會隨之減小。再噴油時(shí)延緩曲柄到達(dá)止點(diǎn)位置是最開始降低NOX排放的有效的辦法。這種方法對于直噴式的柴油機(jī)影響顯著，對于間噴式的來說則作用稍弱一點(diǎn)。但是噴油過晚的話則會導(dǎo)致其他排放物增加，油煙濃度增大。柴油機(jī)消耗的柴油量增加并且燃燒不充分釋放的油煙增多都是由于這個(gè)原因造成的，它會隨著緩慢燃燒階段的油量消耗的增多而增加，燃燒階段被推遲，在早期控制廢棄排放能夠采取的措施并不多，為了排放更少廢氣，勢必會增加燃油成本。這種問題也可以隨著噴射油壓的增大而解決。

一般采用凸輪調(diào)整方法和柱塞運(yùn)動軌跡升降法。在采用第一種轉(zhuǎn)動凸輪方法時(shí)，如果把凸輪機(jī)構(gòu)固連在凸輪軸上，就會導(dǎo)致凸輪沒法使用，因此這種措施不合理，而且凸輪會隨使用時(shí)間的增加而磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致噴油行程改變，此時(shí)就要更換凸輪盤?；蛘卟捎玫诙N方法調(diào)試調(diào)整柱塞回油孔，一般適用于6PC2-5機(jī)型，當(dāng)噴油定時(shí)滯后應(yīng)調(diào)整柱塞調(diào)節(jié)螺母使之達(dá)到噴油提前。

3 噴油泵安裝不當(dāng)?shù)墓收戏治黾芭懦椒?/p>

對于十字型聯(lián)軸器聯(lián)接的噴油泵，在具體使用過程中容易出現(xiàn)噴油泵被動盤錯(cuò)裝半圈的問題，這種情況發(fā)生后，柴油機(jī)無法正常啟動，同時(shí)排氣管也無煙排出，即使強(qiáng)力帶動，排氣管會出現(xiàn)嚴(yán)重冒煙及聲音異常等情況。當(dāng)出現(xiàn)這種問題時(shí)，需要拆下聯(lián)軸器的聯(lián)接螺釘，噴油泵凸輪轉(zhuǎn)動半圈后再重新對其進(jìn)行正確安裝，最后則需要對柴油機(jī)噴油泵的供油正時(shí)進(jìn)行檢查和調(diào)整。

當(dāng)噴油泵采用法蘭盤聯(lián)接時(shí)，一旦柴油機(jī)出現(xiàn)供油正時(shí)不準(zhǔn)確情況，則會啟動困難、水溫過高及出現(xiàn)嚴(yán)重冒煙的現(xiàn)象。這種情況下一般是由于噴油泵半圓鍵安裝不正確造成的，半圓鍵安裝位置位于供油提前角自動調(diào)節(jié)器與供油正時(shí)齒輪和噴油泵凸輪軸之間，當(dāng)其安裝位置不正確時(shí)，具體調(diào)整時(shí)需要通過噴油泵法蘭盤上的弧形孔，先將噴油泵拆卸下來，再對半圓鍵進(jìn)行正確安裝。

4 輸油泵故障分析及排除

柴油機(jī)正常啟動后運(yùn)行平穩(wěn)，但熄火后則存在啟動困難，將放氣螺釘擰松后會冒出氣泡，需要將空氣排放干凈后才能正確啟動，導(dǎo)致這種故障發(fā)生的主因?yàn)檩斢捅弥够亻y密封不良。具體檢查時(shí)需要將出油側(cè)螺釘拆下來，利用手遙油泵進(jìn)行泵油，當(dāng)油腔內(nèi)充滿油時(shí)停止，這時(shí)接頭油腔內(nèi)油面下降過快時(shí)，則表明輸油泵止回閥存在密封不嚴(yán)問題。具體要拆下輸油泵止因閥，并檢查具體的密封性能，基于實(shí)際情況對密封面進(jìn)行研磨、清理、止回閥彈簧更換等。

另外，當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行中發(fā)生突然熄火無法啟動故障時(shí)，擰開放氣螺釘后，低壓油腔內(nèi)沒有燃油，將低壓油腔充滿后并排凈空氣柴油機(jī)可以重新啟動，但運(yùn)行一段時(shí)間后還會出現(xiàn)突然熄火問題。這種情況多數(shù)情況下是輸油泵活塞彈簧折斷或是失效。具體需要鈄螺釘拆下，對折斷的彈簧進(jìn)行更換排除故障。

5 結(jié)束語

柴油機(jī)運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各種故障，對于噴射系統(tǒng)中易出現(xiàn)的故障，需要運(yùn)用綜合方法來對故障進(jìn)行分析，并針對具體情況來對故障進(jìn)行排除。在具體排除故障過程中需要拆檢時(shí)，則要從簡單單元拆起，并重視故障實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和具體條件，以便于能夠有效的排除故障，使柴油機(jī)恢復(fù)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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