港口流動機械發動機熄火故障的分析與診斷

郭英軒，鄭俊華

（北海職業學院，廣西 北海536000）

港口流動機械，是現代化港口進行裝卸、搬運、倉儲等作業必不可少的機動裝備，主要包括叉車，正面吊、裝載機，汽車起重機、柴油型龍門起重機等。港口流動機械，大部分采用柴油發動機作動力。由于生產任務重，設備使用率高，因此故障發生率也較高。在這些故障中，發動機熄火是比較常見、出現頻率最多的故障。作為港口企業的機械設備維修人員，掌握發動機熄火故障的診斷方法，對提高設備維修效率和及時保障作業現場的正常運轉，有著非常重要的意義。

1 港口流動機械發動機的工作原理

港口流動機械發動機，主要是柴油機，品牌和型號各有不同，其中以四沖程柴油機居多。不論是哪種柴油機，它們的工作原理都是一樣的，都是一種將柴油燃燒所產生的熱能轉化成活塞往復直線運動的機械能的能量轉換裝置[1]。以四沖程柴油發動機為例，要完成這個能量轉換過程，必須經過進氣、壓縮、做功、排氣等四個步驟，通過壓縮空氣產生高熱，使噴入霧化的柴油劇烈燃燒產生爆炸膨脹，形成壓力直接作用于活塞上，推動活塞沿氣缸通道作高速的往復直線運動，該運動再通過曲柄連桿機構轉化成飛輪的連續旋轉運動，從而為港口流動機械提供持續的動力。如圖1所示。

圖1 四沖程柴油機的工作原理

2 港口流動機械發動機的主要構造

港口流動機械的發動機，大多采用柴油機，其構造主要包括兩個機構和四個系統[2]。如圖2所示。

（1）配氣機構：包括進氣門、排氣門、氣門彈簧、氣門座、凸輪軸、正時齒輪、進排氣管及空氣濾清器；

（2）曲柄連桿機構：包括活塞、活塞銷、活塞環、連桿、曲軸及飛輪；

（3）啟動系統：包括起動機及附屬裝置；

（4）燃油供給系統：包括燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、噴油泵、噴油器、調速器及油管等；

（5）潤滑系統：包括機油泵、機油集濾器、機油濾清器和油道等；

（6）冷卻系統：包括水泵、散熱器、節溫器、風扇和水管等。

圖2 港口流動機械發動機的主要構造

3 港口流動機械發動機熄火故障的分析與診斷

3.1 故障現象

港口流動機械在操作運行過程中，發動機在油門不松開的情況下非駕駛不當原因突然熄火，熄火后無法再啟動。

3.2 故障原因分析

3.2.1 供油故障

（1）油箱內的燃油耗盡，沒有燃料繼續供應發動機運行；

（2）燃油箱蓋的通氣閥阻塞，因油箱封閉產生壓力造成燃油供應不上；

（3）燃油濾清器堵塞，或油水分離器堵塞，造成油路不通和供油中斷；

（4）供油管路破損或漏氣，使較多空氣進入油管，造成供油不連續、不及時或中斷；

（5）油箱中有水，使燃料達不到燃燒要求，造成發動機停止工作。

（6）燃油泵不工作，使油路失去動力而停止流通，供油中斷；

（7）噴油故障：噴油泵機械卡死，或噴油泵軸斷、噴油泵操縱拉桿斷、驅動齒斷、傳動齒故障或連接銷脫落等。

3.2.2 配氣故障

配氣故障，使氣缸內不能及時獲得燃料燃燒所需要的新鮮空氣，迫使發動機工作循環停止。發生配氣故障的可能原因有很多，主要的幾種情況是：氣門搖臂破損或斷裂、搖臂座失效或斷裂；調整氣門間隙的螺釘松動或脫落、鎖緊螺母失效、調整螺釘脫落或失效，導致氣門不能打開或打開時間節點不對；氣門彈簧折斷、氣門斷頭等。

3.2.3 發動機內部機械故障

發動機內部機械故障，主要是運動部件受阻或卡死[3]，可能的原因包括：缸套咬合、活塞受熱膨脹而咬死；活塞斷裂或脫開；有水進入氣缸體；冷卻失效，導致活塞拉缸和燒缸；機油泵磨損嚴重導致供油壓力不足，造成運動部件機械燒壞、膠合或卡死；連桿螺栓脫落或折斷；連桿軸頸內腔不及時保養和清洗，油泥堆積和碳化致使出油孔堵塞，發生抱軸、燒瓦等現象；汽缸墊沖爛；曲軸折斷或平衡軸折斷等。

3.3 故障診斷與處理

港口流動機械運行過程中，發動機突然熄火，最多的是供油故障所引起，然后是發動機內部機械故障引起，再次是配氣故障所引起。遇到此故障，我們秉承著“先簡單后復雜”的原則，首先應該先檢查顯性情況，再檢查隱形情況，逐步深入進行。具體的檢查步驟如下：

（1）首先查看油箱情況，看看是不是還有油，燃油箱蓋上的通氣閥門是否通暢；

（2）查看儀表上有無“機油壓力過低”、“發動機溫度過高”等情況，有則根據其對應情況做直接的檢查與處理；

（3）手動方式泵油，檢查油路：扭松噴油泵的放氣螺釘，用手動泵油，查看放氣螺釘處是否有燃油流出，如果無燃油流出，說明可能是油路堵塞，需檢查整個油路，逐一排除和確定；如果有燃油噴出，則說明油路是通暢的；如果有少量油液流出并伴隨氣泡產生，則說明油路中有空氣進入，此時應檢查整個油路，看是否有某處油管破裂或磨穿，或者是否有油管接頭未扭緊、螺母松動等等，以確定空氣從何處進入。查明情況后做相應的處理；

（4）如檢查前三步無發現問題，則用起動機方式帶動發動機，查看發動機的轉動情況。如果發動機能正常轉動，則觀察噴油泵凸輪軸的轉動情況，若能正常轉動，則說明不是凸輪軸的問題，可能噴油泵有故障，應進一步檢查噴油泵，查看操作機構是否工作正常，可扳動油門杠桿查驗操縱臂、操縱軸是否完好等。如果噴油泵的凸輪軸不能正常轉動，說明凸輪軸有故障，查驗凸輪軸是否斷裂，齒輪緊固情況是否完好，齒輪室中的齒輪是否完好等。根據所發現的情況進行相應的更換或調整；

（5）如果起動機方式下發動機不能正常轉動，則可能是發動機內部有故障。可能是機械運動部件間的咬合或卡死，比如活塞和氣缸之間發生咬合造成燒缸、拉缸或卡死；噴油泵的柱塞卡死、曲軸和軸承之間咬合卡死等等。查明情況后做相應的處理；

（6）如果經檢查發現供油正常，發動機也能正常轉動，但發動機仍然無法啟動。此時打開氣門室的外罩，檢查配氣機構。首先查看有無明顯的機械損壞；然后在發動機轉動的情況下，查看進氣門、排氣門是否正常工作，開閉的時間節點和相位是否準確。根據發現的問題做相應的處理。

4 港口流動機械發動機熄火故障檢修實例

以港口流動機械發動機熄火故障的兩個檢修實例，進一步說明該故障的診斷與處理方法。

4.1 實例一供油故障

2017年7月，北海職業學院T1708期暑期叉車班培訓中，一輛3T柴油平衡重力式叉車無法啟動。老師以此為教學契機，帶領學員進行檢修。經檢查：油箱有油，油箱通氣孔暢通，無車輛報警情況出現；扭松噴油泵的放氣螺釘，用手動泵油，有少量油液流出并伴隨氣泡產生，由此判定油路中有空氣進入；進一步檢查整個油路發現，燃油濾清器和油泵間的油管有微小破孔，初步判斷空氣從此孔處進入。更換該段油管后，再手動泵油排出空氣，直至無氣泡繼續產生，扭緊放氣螺釘。再次打火啟動，發動機恢復正常工作，問題解決。

4.2 實例二發動機內部機械故障

2016年3月，北部灣港務集團北海港作業區，某正面吊司機駕駛一臺正面吊開展作業，工作進行到一半，車輛發動機熄火，無法再啟動。機修值班人員及時到場檢修，經檢查：油箱有油，油箱通氣孔暢通，無車輛報警情況出現；扭松噴油泵的放氣螺釘，用手動泵油，有燃油柱狀噴出；扭電門鑰匙，用起動機方式帶動發動機，發動機不能正常轉動，由此判斷可能是發動機內部運動部件卡死。打開發動機箱蓋，檢查氣缸和活塞，發現其中一個活塞連桿連接軸斷裂，活塞和氣缸咬合卡死。機修人員拆下活塞和連桿，對連接軸進行更換，并對活塞和氣缸進行了修復。修復后，發動機恢復正常工作，問題解決。

5 結束語

在港口流動機械的檢修中，發動機熄火是最常見、出現頻率最高的故障。掌握發動機熄火故障產生的原因及診斷和排除方法，能大大縮短檢查時間，提高檢修工作效率，及時保障作業現場的正常運轉。同時，發動機熄火也是最典型的故障，掌握其診斷方法，能適用于多種港口機械的檢修，對生產企業來說，保障了生產的質量、安全和進度，對于維修人員自身來說，在技術能力上也是很大的進步和提升。