柴油機冷啟動困難故障分析與排除

王光正

[摘要]柴油機由于馬力大，可靠性高等而被廣泛使用，但由于工作方式及結構等原因，容易出現冷車時驅動困難等故障現象。本文首先對柴油機的冷啟動工況進行了分析，接下來總結分析了冷車啟動的各種保障技術及措施，在了解了冷啟動工作機理，掌握了結構與技術原理的基礎上，重點對非電控柴油機冷啟動故障的分析與排除進行了研究探索，以期對柴油機的正確合理使用和冷啟動故障分析與排除有所幫助。

[關鍵詞]柴油機 冷啟動 故障

[中圖分類號]S23 [文獻標識碼]A [文章編號]1003-1650（2016）02-0228-01

柴油發動機由于采用壓燃的方式工作，具有工作熱效率高（大約是40%到45%），燃油經濟性好，扭矩大，使用壽命長，可靠性高等特點，故柴油機應用日趨廣泛。它主要作為拖拉機、大型汽車、內燃機車及土建、挖掘機、裝載機、漁船、柴油發電機組和農用機械的動力機器。

1.柴油機冷啟動工況分析

由于柴油機零件質量大，壓縮比高，不僅需要較大的啟動力矩，而且需要更高的啟動轉速，造成柴油機比汽油機難啟動。如果再加上氣缸有磨損，氣缸壓力不足等情況，會造成啟動更加困難。影響冷車啟動困難主要還有以下幾方面的因素：

1.1摩擦阻力加大。柴油機曲軸旋轉阻力矩和啟動轉速在低溫條件下主要受機油黏度的影響。隨著外界溫度降低，機油黏度增加甚至凝結，流動性差，各摩擦副之間的阻力加大，從而加大了曲軸的旋轉阻力矩，使柴油機啟動轉速降低。啟動速度過低，會造成壓縮終了時，汽缸內壓縮空氣若達不到柴油燃燒所需的壓力和溫度，柴油機難以啟動。

1.2啟動功率加大。柴油機所選用的機油黏度等級越大，柴油機啟動所需要的功率也越大。例如，某柴油機在23.3℃溫度下，使用SAEl0W機油只需3.7KW的啟動功率，使用SAE20W機油啟動功率則需7.4KW，而使用SAE30W機油啟動功率競增加到11.8KW。

1.3低溫對柴油的影響。與汽油相比，柴油能量密度高，沸點高，不易蒸發，柴油的黏度和密度增大。隨著外界溫度的降低，柴油的黏度和密度均增大，表面張力加大，流動性差。據測定，當氣溫從40℃降到-10℃時，柴油的黏度提高83%，密度增大8%。這樣就使柴油的流動性變差，霧化不良，延長了著火滯后期，造成柴油機啟動困難。再加之冷車時，燃燒室的冷激效應，造成柴油發動機在高寒地區經常出現冷車時啟動困難的現象。

1.4低溫對蓄電池的影響。隨著溫度的降低，蓄電池的電解液黏度增大，向極板的滲透能力下降，內阻增加；啟動柴油機時，蓄電池的放電電流很大，蓄電池的端電壓和容量下降明顯。蓄電池輸出能力在-30℃時，只有額定輸出的34%左右。柴油機低溫啟動時本來就需要較大的啟動功率，但是低氣溫使蓄電池的輸出功率減小，無力拖動啟動機帶動柴油機旋轉或不能過到最低啟動轉速，都將導致柴油機難以著火運轉。

如果按照柴油機啟動程序操作，連續3次以上都不能啟動，即可認為該柴油機發生啟動困難故障。

2.引起柴油機啟動困難故障的原因

由發動機工作原理可知，燃油系統應定時、定量地將燃油噴人氣缸內并應保證霧化質量，以使燃油燃燒良好。燃油系統的工作質量好壞集中地表現在噴油時間、噴油量和霧化質量，如果燃油系統有故障，就難以保證向氣缸內噴人燃油的時間、數量和霧化質量，因此導致發動機難以啟動。多見現象為排氣管無煙（多數是無燃料），即無啟動征兆。分析原因主要在以下幾個方面：

2.1屬于低壓油路的原因

2.1.1油箱內無油或存油不足、油管裂損進氣、連接件松脫、燃油中進水、燃油濾清器及溢流閥堵塞、濾網堵塞等；

2.1.2油箱開關未打開或油箱蓋空氣孔堵塞；

2.1.3油箱至噴油泵間管路堵塞；

2.1.4油箱至輸油泵間管路中有漏氣部位，使油路中進入空氣；

2.1.5柴油機濾清器或輸油泵濾網堵塞；

2.1.6噴油泵溢流閥不密封；

2.1.7油路中滲進了水或使用的柴油牌號不對。

2.2屬于高壓油路方面的原因：

2.2.1噴油泵柱塞偶件磨損過甚，內泄漏大，使供油量達不到起動時的需要；

2.2.2噴油泵油量調節機構卡滯，使柱塞不能轉動或轉動量過??；

2.2.3出油閥密封不良，造成不供油或供油不足；

2.2.4噴油器針閥積炭或燒結而不能開啟

2.2.5噴油器針閥開啟壓力調整過高；

2.2.6噴油器噴孔堵塞；

2.2.7高壓油管中有空氣或其接頭松動。

2.2.8噴油壓力低及噴油霧化不良、多層噴油嘴針閥卡滯、噴油嘴調節彈簧斷損等。

2.3其它方面原因：

2.3.1噴油定時不準。其原因有推桿滾輪及凸輪磨損、噴油泵驅動連部件損壞及調校不當等。

2.3.2低溫起動預熱裝置失效，柴油機氣缸內溫度過低；

2.3.3供油時間過早或過遲；

2.3.4氣缸壓縮壓力過低，壓縮終了的溫度和壓力達不到使柴油自燃的溫度。

2.3.5氣缸不進氣或進氣嚴重不足。其原因有空氣濾清器嚴重堵塞、排氣管堵塞及氣門問隙太大等原因。

3.故障診斷與排除方法

3.1低壓油路供油不暢

柴油機從油箱到噴油泵進油腔之間的進、回油管路均屬低壓油路，當其中的管路接頭、墊圈和油管因損壞而漏油時，會使空氣進人油路產生氣阻，導致供油不暢，發動機啟動困難、加速遲緩等故障，嚴重時會自動熄火。當油管老化、變形和雜質堵塞使通油截面積減小，或油臟堵塞進油濾網和柴油濾芯時，會引起供油量不足而使發動機功率下降和啟動困難。檢查故障時，用手油泵泵油至一定壓力，松開放氣螺釘，如有氣泡溢出且始終排氣不盡，則說明油路進空氣；如沒有氣泡，但柴油從放氣螺釘處溢出無力，則說明油路被堵塞。

排除故障的方法是找出損壞或老化的墊圈、接頭或油管予以更換；預防此類故障是勤清洗進油濾網和柴油濾芯，勤檢查管路，發現問題及時解決。

3.2輸油泵活塞彈簧折斷

發動機在運行中突然熄火，不能啟動，經排凈空氣重新啟動，恢復正常行駛一段距離后再次自動熄火，很可能是輸油泵活塞彈簧折斷。排除故障方法是擰下螺釘，更換彈簧即可排除。

3.3輸油泵單向閥密封不嚴

發動機熄火停車一定時間后啟動困難，擰松放氣螺釘有氣泡溢出，需重新排凈空氣方能啟動。這種故障多為輸油泵單向閥密封不嚴引起。檢查方法是擰下輸油泵出油螺釘，用手油泵使燃油充滿出油接頭油腔，如接頭內油面在3分鐘內很陜下降，則說明單向密封不好。拆下單向閥檢查密封面是否完好，單向閥彈簧是否折斷或變形，密封座面上是否附有顆粒雜質，分別采取研磨密封面、更換單向閥或單向閥彈簧將故障排除。

3.4高壓油管堵塞

當某一缸高壓油管因變形或有雜質而發生堵塞時，啟動發動機后在油管部位有明顯敲擊聲，且由于該缸不能正常工作而出現發動機功率下降。檢查方法是逐缸擰松高壓油管的進油端螺母，當擰松某一缸后敲擊聲消失，可斷定該缸為故障缸，更換油管后故障即可排除。

3.5噴油嘴偶件卡死

當噴油嘴針閥卡死在關閉位置時，由于噴油泵供油時的壓力波沖擊噴油器，會出現有規律的敲擊聲。判斷方法是：擰松接噴油器端的高壓油管，如敲擊聲隨即消失，即可斷定此缸噴油嘴針閥卡死。