国Ⅲ柴油机故障诊断与典型案例分析
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第一节 柴油机动力不足之进、排气系统因素诊断与排除

柴油机的进、排气系统是指从空气滤清器进气口到排气消声器尾管出口为止的整个系统,其中包括增压器、中冷器在内的增压系统。该系统主管柴油机的呼吸,如果进、排气不畅,势必造成柴油机的消化不良,导致柴油机运行异常,动力不足就是常见现象之一。

一、进气系统导致柴油机动力不足的综合原因分析

柴油机的进气系统的主要部件是:空气滤清器、进气管路、压气机、中冷器、进气歧管等。这些部件主要掌管柴油机的呼吸问题。进气系统对柴油机动力性能的影响很大,具体分析如下。

1.空气滤清器因素

①功用。滤去空气中的尘埃和杂质,将清洁的空气(或空气与燃油的可燃混合气)送入燃烧室,以减少活塞与气缸套之间、活塞组之间和气门组之间的磨损。此外还有抑制柴油机进气噪声的作用。

②影响。如果空气滤清器的滤芯出现堵塞、或因质量问题而造成空气通过时的阻力增加,将使柴油机出现进气不足的后果。如果进入气缸内的空气量减少,就将使燃油混合变得不合适(一般是混合气过浓),直接结果是喷入气缸内的燃油燃烧不完全,此时,柴油机就可能出现动力不足且排气冒黑烟的故障现象。

2.进气管因素

由空气滤清器到柴油机的进气歧管(对增压柴油机而言,是压气机进气口)间的连接管路中,通常都有一段橡胶软管连接。如果因某些原因造成该软管被压瘪或内部脱皮损坏等,就会影响空气的通过量,其结果与空气滤清器堵塞相同。也将导致柴油机因进气不足而造成动力不足的故障现象。

3.增压系统的影响

柴油机的废气涡轮增压系统(图2-1)的目的是提高进入气缸的空气压力,进而增加进入气缸的空气密度,达到增加喷油量而提高功率的目的。

当某些原因导致增压压力不足或涡轮增压器压气机之后管路(如中冷器、进气歧管接口等)出现堵塞、泄漏等因素时,柴油机也会出现因进气不足而导致动力下降的故障现象。

另外,如果气缸盖上进气口处的密封垫因损坏而导致密封不严时,会降低增压压力,这也将导致柴油机出现动力不足故障。

二、排气系统导致柴油机动力不足的综合原因分析

排气系统导致柴油机动力不足的基本原因是“堵”,即排气不畅。因为排气不畅,使得排气背压升高,柴油机的燃烧废气不仅不能排干净,而且由于排气阻力的加大,增加了排气功率损失。

如图2-2所示,现代柴油机排气系统的主要部件有氧化催化转化器、微粒过滤器、消声器等部件。这些部件使用一段时间后都会出现不同程度堵塞,导致排气不畅,进而影响柴油机的动力输出。

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图2-1 柴油机的废气涡轮增压系统

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图2-2 柴油机排气系统部件示意图

综上所述,柴油机进、排气系统导致柴油机动力不足可以归纳为下列两点:

①进气不足。包括空气滤清器滤芯及进气管路堵塞及增压器增压压力不足等。

②排气不畅。包括排气系统堵塞、消声系统堵塞、各类(氧化)催化转换器或微粒过滤器堵塞等。

三、进、排气系统导致柴油机动力不足故障诊断

1.进气不足故障诊断

(1)进气不足的原因。导致进气不足的主要原因有以下几点:

①空气滤清器堵塞,进气管路上的橡胶软管被压瘪或内部起皮或被其他异物堵塞。

②增压器故障,中冷器堵塞或增压系统漏气等。

(2)空气滤清器及进气管道系统因素诊断。由于空气滤清器及进气管道系统因素导致柴油机动力不足故障的诊断与排除详见表2-2。

表2-2 由于空气滤清器及进气管道系统因素诊断与排除

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(3)增压系统因素诊断。废气涡轮增压器的压气机和涡轮机的进气管路被污物阻塞或漏气、轴承损坏,都能导致进入气缸的空气量减少,致使柴油燃烧不完全,造成柴油机的功率下降。故障的诊断与排除见表2-3。

表2-3 进气不足之增压系统因素诊断与排除

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2.排气不畅故障的诊断

(1)排气不畅的原因。导致柴油机排气不畅的主要原因有:

①消声器内部零部件脱落、损坏后位移并堵塞排气通道。

②氧化催化转换器、微粒过滤器等部件因太脏或损坏而堵塞排气道。

③排气制动阀总是处于关闭或半关闭状态。柴油机的排气制动系统一般采用关闭柴油机排气通道的办法,使柴油机活塞在排气行程时,受气体的反压力,进而阻止柴油机的运转而产生制动作用,达到控制车速的目的。如果排气制动装置中的按钮阀、废气工作缸或连接装置出现故障,造成排气制动蝶阀始终处于关闭或半关闭状态,即始终处于制动状态,车辆会感到明显的动力不足。

(2)排气不畅故障诊断。排气不畅导致柴油机动力不足的诊断与排除详见表2-4。

表2-4 排气不畅故障的诊断与排除

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四、进、排气系故障导致柴油机动力不足故障案例

柴油机因进排气系统故障而引起动力不足的故障并不少见,现举4例如下。

1.WD615柴油机中冷器堵塞导致动力不足故障排除

WD615柴油机中冷器堵塞导致柴油机动力不足故障的诊断与排除过程见表2-5。

表2-5 WD615柴油机中冷器堵塞导致动力不足故障诊断与排除

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(续)

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2.BF4M1013进气歧管漏气导致柴油机动力不足故障排除

BF4M1013进气歧管漏气导致柴油机动力不足故障诊断与排除过程见表2-6。

表2-6 BF4M1013进气歧管漏气导致柴油机动力不足故障诊断与排除

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(续)

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3.排气管堵塞导致柴油机动力不足故障

一辆商用乘用车在使用过程中,柴油机出现了动力不足故障,该故障的检修过程见表2-7。

表2-7 商用乘用车柴油机动力不足故障检修

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(续)

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(续)

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4.排气制动故障导致柴油机动力不足故障排除

因排气制动故障导致柴油机动力不足故障的诊断与排除过程见表2-8。

表2-8 排气制动故障导致柴油机动力不足故障的诊断与排除

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图2-3 排气制动蝶阀

1—气缸 2—推杆 3—排气歧管 4—蝶阀外壳 5—摇臂 6—阀片