發(fā)動機間歇性熄火淺論

王守新

（中國電建集團港航建設有限公司，天津 300467）

在大型工程和海洋技術迅猛增長之際，船舶領域的電子技術應用也越來越頻繁，相較于化油器電控燃油噴射系統(tǒng)供油，能有效節(jié)省燃油以及減少船舶的污染排放，有良好的燃油經(jīng)濟效果，在現(xiàn)代船舶系統(tǒng)有著十分廣泛的應用。熟悉了它所具備的特點后，當我們修理電動噴氣船時，我們就能詳細了解它的結構及其運行狀況。隨著疏浚行業(yè)的發(fā)展，絞吸船正逐步向更大型化發(fā)展，裝機容量以及挖深等屢屢突破新高，旨在滿足日益高要求的市場需求。但大型絞吸精細化施工的研究跟不上設備更新的步伐，邊坡疏浚施工更多的是沿用傳統(tǒng)的階梯式開挖，這樣的施工方法已經(jīng)無法滿足當前高要求的技術規(guī)范。隨著疏浚行業(yè)對工程質量的高標準日趨嚴格，精度化要求更高，精細化施工的市場需求正逐步增加。研究出一項精準高效的施工方法是疏浚行業(yè)發(fā)展的必然條件。荷蘭IHC9029型切割機吸泥機使用了電燃式油噴射系統(tǒng)，船舶計算機借助對幾個傳感器傳輸信息的計算，分析和處理四缸發(fā)動機的實際工作狀態(tài)，有效對點火、噴射實施控制，一旦傳感器或執(zhí)行器無法正常運轉，發(fā)動機便容易出現(xiàn)一些故障。

1 提出了故障現(xiàn)象

孟加拉帕德瑪河道治理工程施工中，整個疏浚工程的總長度約13km，疏浚工程量約6000萬方，回填工程量約4000萬方。設計河底的寬度40/55/65m 3種，設計高程有-15/-20/-25mPW 3種，永久邊坡坡比為1∶6，開挖完后需要進行拋填土工袋、塊石等防護工作；臨時邊坡1∶5，開挖完成后無防護結構。技術規(guī)范要求，永久性工程的疏浚工程-2.4mPWD平臺以下邊坡及基槽，若護坡挖掘的平滑度可以接受，垂直于設計剖面或基槽的測量容差為±250毫米。若設計坡度或基槽任何方向上測得局部偏差和不平整度超過了250mm或大于1∶20，則不可接受。 疏浚 施工區(qū)域在-2.4米PWD至+1.2米PWD之間，若護坡挖掘的平滑度可以接受，則垂直于設計剖面測量公差為+100mm至-150mm之間。若設計坡度任何方向上測得局部偏差和不平整度超過了150mm或大于1∶20，則不可接受。

在整個工程運轉過程中，據(jù)荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的用戶報告，該船在航行過程中偶爾出現(xiàn)故障，在啟動前不得不等待2～3min。該船主要用自診斷系統(tǒng)來展開檢測，如果相應的發(fā)動機故障指示燈處于不亮狀態(tài)，則表明其一切運轉如常，也就不會向外輸出相關的無故障代碼。其關鍵性能在于能讓荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船發(fā)動機在船舶啟動時，采用不斷快速地減速以及放松油門踏板的情況下順利運轉。如果油門踏板穩(wěn)定于其運動軌跡中的某一位置，則發(fā)動機無法正常運轉，也不會有故障代碼顯示出來。此時，需要詳細查閱有關資料，對相關數(shù)據(jù)多次分析，確定出現(xiàn)故障的緣由，提出有效的改進措施。

2 發(fā)動機系統(tǒng)組成和工作原理

在荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船中，其發(fā)動機主要構成部分有電子控制單元、傳感器以及執(zhí)行器，也就是常見的電動噴射系統(tǒng)的三大要素。在運作時，發(fā)動機控制單元ECU借助對發(fā)動機狀態(tài)下的傳感器信號展開檢測的途徑來達到處理相關信息的目的，并且以對應控制指令來確保具體執(zhí)行器的每一個環(huán)節(jié)的工作能在控制下順利運轉。作為電控燃油噴射系統(tǒng)的一個關鍵構成，傳感器的作用在于感知信息，并肩負起促使ECU確保船舶及其發(fā)動機正常運轉的職責。借助傳感器，ECU方可以全面掌握發(fā)動機工作條件和實際工作條件的變化，才能正確管理發(fā)動機的運行。執(zhí)行器負責執(zhí)行ECU發(fā)出的指令，ECU在傳感器發(fā)送信息之后發(fā)送控制信號，從而讓ECU在相關執(zhí)行元件的指令下完成相應的操作。

2．1 供應系統(tǒng)

荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船燃料供應系統(tǒng)有著信號驅動的功能，其供應系統(tǒng)便是ECU，它的作用在于向具備恒定壓差的進氣歧管噴射并填充對應質量的燃料噴。荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的供應系統(tǒng)主要構成部分包括電動燃油泵、冷啟動噴油器、油壓調節(jié)器、噴油器以及燃油濾清器等。

2．2 進氣系統(tǒng)

進氣系統(tǒng)是荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船重要的組成部分，它促使發(fā)動機能在適合的空氣量條件下正常運作，向ecu傳送相關空氣量信息，讓前者能依照相應指令對空氣量進行調整，以確保其順利運轉。此外，這一系統(tǒng)主要構成部分包含進氣管、進氣裝置、進氣壓力傳感器以及空氣濾清器幾大部分。荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船當中的2.0氣體分配機制主要以vtec為主，其進氣系統(tǒng)在具體的運作當中效率更高。

2．3 電子控制系統(tǒng)

電子控制系統(tǒng)是荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的關鍵部分，其中1個ECU、各種傳感器、控制器以及執(zhí)行器是其主要的組成部分。ECU從各種壓力傳感器、入口溫度、水溫、油門開啟、發(fā)動機轉動速度以及氧氣傳感器等方面獲取相應的信號信息并展開深入的處理，依托精確的計算結果對燃油噴射脈沖寬度信號進行優(yōu)化，最終找到最適合的點火信號，達到最佳的空氣燃料比、點火提前角，從而讓其工作能夠取得最好的效果。

一旦荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的發(fā)動機出現(xiàn)故障，由于ECU自身具備良好的自診斷功能，所以能夠及時保存相應的故障代碼，船上的工作人員可以借助指示燈或者特殊儀器來判斷其故障發(fā)生的類型及原因。

3 故障診斷流程

3．1 故障分析

根據(jù)船用發(fā)動機的工作原理，有時由燃油供應系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)3種系統(tǒng)引起熄火。然而，根據(jù)荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的試驗操作，一旦出現(xiàn)熄火的情況，發(fā)動機抖動呈現(xiàn)出較為顯著的熄火現(xiàn)象，在熄火一會以后荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船又能正常運轉，即便在自我診斷系統(tǒng)的檢測下也很難顯示出任何的錯誤代碼。依照上述情況分析，基本不可能是由荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的進氣系統(tǒng)的失敗造成的，這是由于一旦進氣系統(tǒng)存在失敗的情況，一般怠速不穩(wěn)定也可能會導致熄火，但不可能在熄火幾分鐘后再次正常運轉，因此不需要考慮進氣系統(tǒng)失敗的情況。此外，一旦荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的燃油供應系統(tǒng)出現(xiàn)故障，相應地會出現(xiàn)熄火后難以重新啟動、加速度不足或者發(fā)動機工作不正常等現(xiàn)象，因此也不需要考慮這種情況。最后，電子控制系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性大大增加。一旦電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則其顯現(xiàn)出來的情況是十分復雜的。由于ECU處于非正常工作狀態(tài)，又或者執(zhí)行器與傳感器異常運轉，則這些相關的故障便會讓船舶出現(xiàn)失速的現(xiàn)象。經(jīng)過以上判斷，然后對電子控制系統(tǒng)進行深入分析。一旦凸輪軸信號或曲軸信號未顯現(xiàn)，發(fā)動機ECU將會對相應的故障代碼實施存儲的措施。與此同時，點火線圈燒壞出現(xiàn)熄火的可能性也大大增加，一旦其損壞，熄火便有顯著的突然性，未熄火前幾分鐘依舊可以正常運作。因此故障同樣不是出在點火系統(tǒng)。最后發(fā)生故障的可能只在油控電路或ECU上。筆者首先了解到荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的ECU相對不易損壞，但荷蘭IHC9029型絞吸式挖泥船的ECU在右側儀表板下，容易被水和濕氣損壞。如果想知道ECU是否正常工作，便可借用儀器或在船上進行實驗。在測試過程中，還可拔出發(fā)動機艙內的傳感器進行檢測，查看指示燈或故障代碼是否表現(xiàn)正常。一旦故障指示燈未正常工作，ECU損壞的幾率便較高。借助上述試驗和檢測，荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船的發(fā)動機ECU處于如常運轉的狀態(tài)，因此相應的維修范圍已經(jīng)可以確定為油路電控，因此要對其船舶上的繼電器進行進一步檢查。

3．2 繼電器檢查分析

荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船油泵控制繼電器由2個四腳繼電器組成。因此對其進一步的檢查和分析也主要以此展開。其具體的步驟如下所示：首先將點火開關關掉，然后將pgmfi主繼電器2順利拆下，借助跳線將1號航站樓與2號航站樓連接在一起。將點火開關放在開啟位置，測量5p連接器5#終端與2#后船體之間的電壓。一旦電池電壓出現(xiàn)問題，則可以確定故障原因為pgmfi主繼電器的損壞，若未出現(xiàn)問題則主要故障出在位于pgmfi主繼電器與5p連接器之間的所有線路當中。然后對5p連接器5#終端以及船舶體鐵相互之間的電導率進行深入檢查。這樣做，燃油泵就會損壞。5p連接器和ECU電源終端之間的電路不導電，并斷開。在上述分析的基礎上，故障出現(xiàn)在發(fā)動機控制單元的輸出線、電源或繼電器可能性較大。由于其熄火現(xiàn)象呈現(xiàn)出間歇性的規(guī)律，因此在對荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船展開試驗和檢查時可以充分運用測試燈、萬用表以及液壓儀表等工具，通過檢查后發(fā)現(xiàn)油泵繼電器輸出油泵信號有著顯著的非連續(xù)情況。接著將油泵控制繼電器的相關連接斷掉，觀察其外觀，聞一下是否存在燒焦的氣味，再借助萬用表對其電阻進行測量，測量后發(fā)現(xiàn)主要問題出在泵繼電器輸出到泵腳焊接上。然后，在荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船上繼續(xù)采用電線強化和固定，查驗多次以確保故障的實際成因。在荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船交付使用以后，相關使用者報告維修后沒有淬火，表明故障已被排除在外。最后提示出聲，測試工作人員在幾艘荷蘭IHC9029吸力挖泥船上都看到了類似的情況。由此可見，不少間歇性故障的問題都出于零件性能的穩(wěn)定性不足。因此，在對荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船的發(fā)動機進行維護時，要全方位分析電子系統(tǒng)的各個結構，這樣才可以有效解決類似發(fā)動機間歇性熄火的問題。

4 結語

通過對荷蘭IHC9029絞吸式挖泥船的維修來看，對于電控發(fā)動機的維護有一定的了解，要更好地修復這種類型的發(fā)動機，就必須掌握船舶類型的詳細技術信息，以便能夠搜索，從中分析故障出現(xiàn)的緣由，盲目對船舶發(fā)動機相關部件進行拆卸往往得不償失，一定要在充分了解發(fā)動機系統(tǒng)的相關原理與構成的基礎上掌握系統(tǒng)維護方法以及測試方法，以便更好地做好船舶發(fā)動力的維護工作。