2.3 偶发性动力不足故障的快速诊断
柴油机在运行过程中，偶尔会出现动力不足故障。柴油机动力不足故障的原因，有简单的，也有复杂的。一般而言，偶发性动力不足故障的产生原因相对简单。导致柴油机动力不足故障的主要因素见表2-6。
表2-6 柴油机动力不足的影响因素
温馨提示 通常情况下，柴油机在运行途中出现的偶发性动力不足故障，基本上都可以现场排除和处理，不会影响柴油机的继续使用。但如果是较为复杂的因素（如增压器损坏、喷油器损坏或机械故障）导致的动力不足故障，现场排除和处理会有一定的困难，需要专业维修。
2.3.1 进、排气系统导致柴油机动力不足时的诊断与处理
根据表2-6所示，进、排气系统导致柴油机动力不足的相对简单的因素，主要是进气不足和排气不畅。
（1）进气不足故障的快速诊断与处理
导致柴油机进气不足的简单原因有两个：一是空气滤清器滤芯太脏；二是进气管堵塞。
①空气滤芯太脏。空气滤芯太脏或使用了劣质的空气滤芯，严重影响进气量，使燃油不能完全燃烧，导致柴油机功率不足。
故障现象：
a.柴油机启动及运转正常，无异响。
b.柴油机启动后怠速运转及空载运转基本正常，但带负荷运行会冒黑烟，且负荷越大黑烟越严重。
故障诊断与处理：可以先启动柴油机运行数分钟，待柴油机预热后停机，拆下空气滤清器的滤芯后启动柴油机，大负荷运转2～3min，观察排烟状况和柴油机的动力状况。如果一切正常，则说明空气滤清器的滤芯存在问题。应更换空气滤清器的滤芯。
注意：柴油机在没有空气滤清器的状态下绝对不能长时间运转（最好不要超过10min），特别是在尘土较大的状态下使用时更应注意这一点。
②进气管堵塞或进气不畅。由于某些原因，造成进气管弯曲过度或被异物堵塞，也会导致进气不足而使柴油机功率下降，其状况与空气滤芯太脏相似。如果进气管路完全堵死，柴油机将不能启动。
对于增压柴油机，如果增压器压气机后的气道存在堵塞（如中冷器堵塞）或漏气现象（如进气歧管密封垫损坏等），都会导致柴油机因进气不足而出现动力不足现象。
因此，当柴油机在运行途中出现此类故障现象时，如果检查空气滤清器没有问题，则需要认真检查包括增压器压气机后的压力气道在内的整个进气管路系统。
③对于增压柴油机，如果增压器涡轮机前的排气管存在破损或漏气现象。会使柴油机废气泄漏，这将严重影响增压器的转速而导致增压压力不足（进气不足），进而影响柴油机的动力和排烟。
④故障案例。因进气不畅导致的柴油机动力不足故障时有发生。表2-7所列故障案例具有一定的参考意义。
表2-7 进气不畅导致柴油机动力不足的故障案例
重要提示 上述案例说明，在对柴油机动力不足、加速缓慢和冒烟等故障的诊断与排除时，在检查柴油机的内部及高压油泵、增压器和喷油器等复杂部位之前，应首先检查柴油机包括中冷器、空气滤清器、进气压力气道在内的所有进气系统零部件。
（2）排气不畅故障的快速诊断与处理
排气不畅或排气管堵塞，会使柴油机排气背压增加，严重影响柴油机的输出功率，并可能伴有柴油机过热等异常现象。如果排气管完全堵死，柴油机还将不能启动。
①故障原因。导致柴油机排气不畅的主要原因如下。
a.排气消声器损坏或堵塞。
b.排气后处理系统（图2-7）部件损坏或堵塞。
图2-7 柴油机排气后处理系统部件示意图
c.排气制动执行器（图2-8）损坏且阀门处于关闭位置。
图2-8 柴油机排气制动执行器
1—气缸；2—推杆；3—排气管；4—蝶阀外壳；5—连接臂；6—蝶形阀
d.废气再循环EGR系统（图2-9）故障。
图2-9 电控EGR控制系统的组成
②故障现象。一般而言，以上导致排气不畅的因素不会总是出现，具有偶发性。故障出现时，柴油机会有下列现象：柴油机温度过高，特别是排气温度过高，排气管被烧红；柴油机动力不足且黑烟严重；柴油机运转声音异常；柴油机可能启动困难；柴油机可能会自动熄火。
③故障处理。此类故障的特征相对明显，容易判断，只要对排气系统进行认真的检查就可以找到故障点，且故障的排除也相对简单（以换件维修为主），这里不做多述。
④故障案例。表2-8所列案例可做参考。
表2-8 排气不畅故障案例
2.3.2 油路系统导致柴油机动力不足故障的诊断与处理
（1）低压油路系统因素的快速诊断与处理
①故障原因：根据表2-6所示，柴油机油路系统（图2-10）导致柴油机动力不足故障的简单因素主要有四点：
图2-10 直列式喷油泵燃油喷射系统
a.柴油滤清器滤芯太脏或堵塞，导致燃油通过量不足。柴油滤芯太脏或使用了劣质的柴油滤芯，将减小燃油的通过量，导致大负荷时柴油机动力不足，并伴有严重的转速下降。
b.柴油油路系统中有漏气点、堵塞、折叠或被压瘪现象。如果燃油油路系统密封不严，有漏气现象，会使空气进入油路系统中，柴油机因供油不足而导致动力不足，转速下降，排气无烟，严重时可能使柴油机运转时自动熄火。
同样，柴油油路中的某些橡胶软管被折叠或被重物压瘪，也会使油量供给不足，导致柴油机运转无力。
c.回油溢流阀损坏，导致低压油路系统预压不足。高压泵上的低压油路回油溢流阀是高压泵柱塞腔保持一定压力的关键零件，具有单向阀的作用。其作用是保持柱塞腔的燃油具有一定的压力，以便燃油迅速充满快速运动的柱塞中。如果此阀有问题（弹簧弹力不足或钢球被异物卡住不回位），会导致密封不严，造成高压油泵柱塞腔内压力降低，柱塞腔充油不足，柴油机就会因供油不足而出现动力不足故障。
d.低压输油泵故障（磨损或损坏）。输油泵的作用是将燃油以一定的压力输入高压泵柱塞腔。如果此部件有问题，会使低压不足，其结果与回油螺钉故障相似。某些柴油机的输油泵故障也可能使机油油面升高。
以上因素导致柴油机随机出现偶发性动力不足故障的概率较高。通常情况下，柴油机偶发性动力不足故障大多数都是柴油机低压油路系统因素所致。
②故障特征：柴油机因低压油路系统因素导致的动力不足故障，其故障出现时的现象基本一致。主要特征是：a.柴油机动力不足，但柴油机运转正常，声音正常，排烟正常；b.柴油机可能启动困难，运转中有时会自动熄火，大负荷运转时更易自动熄火。
③故障诊断与处理：柴油机低压油路系统故障的检测与诊断请参考本书第一章相关内容，这里不再叙述。
④故障案例：表2-9所列故障案例可做参考。
表2-9 低压油路系统导致柴油机动力不足故障案例
图2-11 燃油箱吸油管砂眼位置示意图
图2-12 高压回油管正确安装示意图
温馨提示 喷油器的针阀偶件如果失效、卡滞，可能导致燃气反窜回油油路，导致柴油机低压油路系统总是有气体出现。因此柴油机低压油路及喷油器的回油必须接到燃油箱（图2-12所示之虚线），主要原因是：即便是喷油器喷油嘴偶件密封良好，但低压油路及喷油器回油的温度较高，如果将回油直接接到低压油路的燃油滤清器上，势必提高了低压油路系统中燃油的温度，导致燃油密度减小，使喷入气缸的燃油量相对减小，柴油机就可能出现转速不稳定且动力下降等故障现象。
（2）油门控制系统因素的快速诊断与处理
在某些特定情况下，油门操作控制系统中的某些部件（如停机电磁阀或油门操作拉缸等）出现故障，也会导致柴油机动力不足。
①停机电磁阀故障。部分柴油机使用停机电磁阀停机，基本原理是通过停机电磁阀控制（机械式）喷油泵的油量调节拉杆断油停机，其动作要领是断电停机通电运转，也即断电后在停机电磁阀内弹簧的作用下伸缩臂缩回，将油量调节杆拉向断油位置并保持。柴油机启动运转时，停机电磁阀通电后伸缩臂伸出，放开油量调节拉杆至最大油量位置（此时油量调节拉杆可以在最大油量和最小油量之间由油门控制）。如果停机电磁阀的伸缩臂伸出量不足，就可能导致油量调节拉杆达不到最大油量位置而使喷油泵供油量不足，柴油机就会出现运行无力故障，大负荷运行时还可能自动熄火。
a.故障现象：此类故障出现时，其故障现象和特征与油路系统堵塞等供油不足故障相似。
b.故障诊断：如果柴油机出现类似供油量不足导致运行无力故障时，在检查所有油路系统无问题后，停机电磁阀也许就是唯一的关注点。此时，设法检查停机电磁阀伸缩臂的伸缩量或直接用铁丝将其绑在最大伸出位置，然后启动柴油机运转检查效果。
c.故障案例：停机电磁铁动作不到位导致动力不足故障。
● 故障现象：一台铁路工程机械用道依茨F12L513风冷柴油机，在带负荷使用过程中出现了动力不足且转速严重下降的故障现象。基本现象是：柴油机空转转速可达到2200r/min，但带负荷作业后转速开始下降，负荷越大转速下降越严重，如果不立即降低负荷，柴油机的转速就会降到1500～1600r/min，此时继续作业，柴油机就会熄火。如停顿数秒待转速恢复后又可继续工作，但只要负荷增大，柴油机的转速仍然会越来越低。
在整个过程中，柴油机除了动力不足、转速下降外，并没有排气冒黑烟等其他异常现象。总的感觉是：燃油系统供油不足，柴油机“吃不饱”。
● 故障诊断：首先重点检查了柴油机的燃油管路系统，发现燃油进油管（手油泵至柴油粗滤之间的）接头有漏油现象，紧固所有接头后，故障消失。当天作业时柴油机运行状况良好。但第二天作业时，原有故障又重新出现，现象与前述相同。再次检查后发现，原已排除的柴油进油管接头漏油现象又重新出现，紧固所有漏油接头，故障现象依旧。
此时，怀疑喷油泵调节装置可能存在问题，即决定检查喷油泵及包括调节电磁阀（图2-13）在内的油门调节机构。为此，打开该机的风压室盖板及启动电源开关，发现停机电磁阀伸缩臂仅有微小的伸出，柴油机启动后，停机电磁阀的伸缩臂也没有更多的伸出。除此之外，油门控制系统动作正常。
图2-13 道依茨柴油机停机电磁阀
在此状态下带负荷作业，就出现了前述的故障现象。随后用一字起将停机电磁阀的伸缩臂撬出，使其伸出到位，在此状态下大负荷作业，柴油机再没有出现前述的故障现象，运行良好。
● 故障排除：根据上述现象，认定停机电磁阀因素是此次故障的唯一故障点，经检查发现，该电磁阀伸缩臂发卡，不能继续使用。更换了一个新的停机电磁阀后，柴油机原有故障现象消失，故障得以排除。
②油门调节系统故障。对于机械式油门调节系统，如果系统中的某些零部件出现故障（如卡滞、转换球头脱落或回位弹簧断裂等），将使柴油机运行无力、加速无效并自动熄火。一般而言，此类故障发生的概率很低，这里不作更多叙述。