柴油机冷启动困难故障分析与排除

王光正

[摘要]柴油机由于马力大，可靠性高等而被广泛使用，但由于工作方式及结构等原因，容易出现冷车时驱动困难等故障现象。本文首先对柴油机的冷启动工况进行了分析，接下来总结分析了冷车启动的各种保障技术及措施，在了解了冷启动工作机理，掌握了结构与技术原理的基础上，重点对非电控柴油机冷启动故障的分析与排除进行了研究探索，以期对柴油机的正确合理使用和冷启动故障分析与排除有所帮助。

[关键词]柴油机 冷启动 故障

[中图分类号]S23 [文献标识码]A [文章编号]1003-1650（2016）02-0228-01

柴油发动机由于采用压燃的方式工作，具有工作热效率高（大约是40%到45%），燃油经济性好，扭矩大，使用寿命长，可靠性高等特点，故柴油机应用日趋广泛。它主要作为拖拉机、大型汽车、内燃机车及土建、挖掘机、装载机、渔船、柴油发电机组和农用机械的动力机器。

1.柴油机冷启动工况分析

由于柴油机零件质量大，压缩比高，不仅需要较大的启动力矩，而且需要更高的启动转速，造成柴油机比汽油机难启动。如果再加上气缸有磨损，气缸压力不足等情况，会造成启动更加困难。影响冷车启动困难主要还有以下几方面的因素：

1.1摩擦阻力加大。柴油机曲轴旋转阻力矩和启动转速在低温条件下主要受机油黏度的影响。随着外界温度降低，机油黏度增加甚至凝结，流动性差，各摩擦副之间的阻力加大，从而加大了曲轴的旋转阻力矩，使柴油机启动转速降低。启动速度过低，会造成压缩终了时，汽缸内压缩空气若达不到柴油燃烧所需的压力和温度，柴油机难以启动。

1.2启动功率加大。柴油机所选用的机油黏度等级越大，柴油机启动所需要的功率也越大。例如，某柴油机在23.3℃温度下，使用SAEl0W机油只需3.7KW的启动功率，使用SAE20W机油启动功率则需7.4KW，而使用SAE30W機油启动功率竞增加到11.8KW。

1.3低温对柴油的影响。与汽油相比，柴油能量密度高，沸点高，不易蒸发，柴油的黏度和密度增大。随着外界温度的降低，柴油的黏度和密度均增大，表面张力加大，流动性差。据测定，当气温从40℃降到-10℃时，柴油的黏度提高83%，密度增大8%。这样就使柴油的流动性变差，雾化不良，延长了着火滞后期，造成柴油机启动困难。再加之冷车时，燃烧室的冷激效应，造成柴油发动机在高寒地区经常出现冷车时启动困难的现象。

1.4低温对蓄电池的影响。随着温度的降低，蓄电池的电解液黏度增大，向极板的渗透能力下降，内阻增加；启动柴油机时，蓄电池的放电电流很大，蓄电池的端电压和容量下降明显。蓄电池输出能力在-30℃时，只有额定输出的34%左右。柴油机低温启动时本来就需要较大的启动功率，但是低气温使蓄电池的输出功率减小，无力拖动启动机带动柴油机旋转或不能过到最低启动转速，都将导致柴油机难以着火运转。

如果按照柴油机启动程序操作，连续3次以上都不能启动，即可认为该柴油机发生启动困难故障。

2.引起柴油机启动困难故障的原因

由发动机工作原理可知，燃油系统应定时、定量地将燃油喷人气缸内并应保证雾化质量，以使燃油燃烧良好。燃油系统的工作质量好坏集中地表现在喷油时间、喷油量和雾化质量，如果燃油系统有故障，就难以保证向气缸内喷人燃油的时间、数量和雾化质量，因此导致发动机难以启动。多见现象为排气管无烟（多数是无燃料），即无启动征兆。分析原因主要在以下几个方面：

2.1属于低压油路的原因

2.1.1油箱内无油或存油不足、油管裂损进气、连接件松脱、燃油中进水、燃油滤清器及溢流阀堵塞、滤网堵塞等；

2.1.2油箱开关未打开或油箱盖空气孔堵塞；

2.1.3油箱至喷油泵间管路堵塞；

2.1.4油箱至输油泵间管路中有漏气部位，使油路中进入空气；

2.1.5柴油机滤清器或输油泵滤网堵塞；

2.1.6喷油泵溢流阀不密封；

2.1.7油路中渗进了水或使用的柴油牌号不对。

2.2属于高压油路方面的原因：

2.2.1喷油泵柱塞偶件磨损过甚，内泄漏大，使供油量达不到起动时的需要；

2.2.2喷油泵油量调节机构卡滞，使柱塞不能转动或转动量过小；

2.2.3出油阀密封不良，造成不供油或供油不足；

2.2.4喷油器针阀积炭或烧结而不能开启

2.2.5喷油器针阀开启压力调整过高；

2.2.6喷油器喷孔堵塞；

2.2.7高压油管中有空气或其接头松动。

2.2.8喷油压力低及喷油雾化不良、多层喷油嘴针阀卡滞、喷油嘴调节弹簧断损等。

2.3其它方面原因：

2.3.1喷油定时不准。其原因有推杆滚轮及凸轮磨损、喷油泵驱动连部件损坏及调校不当等。

2.3.2低温起动预热装置失效，柴油机气缸内温度过低；

2.3.3供油时间过早或过迟；

2.3.4气缸压缩压力过低，压缩终了的温度和压力达不到使柴油自燃的温度。

2.3.5气缸不进气或进气严重不足。其原因有空气滤清器严重堵塞、排气管堵塞及气门问隙太大等原因。

3.故障诊断与排除方法

3.1低压油路供油不畅

柴油机从油箱到喷油泵进油腔之间的进、回油管路均属低压油路，当其中的管路接头、垫圈和油管因损坏而漏油时，会使空气进人油路产生气阻，导致供油不畅，发动机启动困难、加速迟缓等故障，严重时会自动熄火。当油管老化、变形和杂质堵塞使通油截面积减小，或油脏堵塞进油滤网和柴油滤芯时，会引起供油量不足而使发动机功率下降和启动困难。检查故障时，用手油泵泵油至一定压力，松开放气螺钉，如有气泡溢出且始终排气不尽，则说明油路进空气；如没有气泡，但柴油从放气螺钉处溢出无力，则说明油路被堵塞。

排除故障的方法是找出损坏或老化的垫圈、接头或油管予以更换；预防此类故障是勤清洗进油滤网和柴油滤芯，勤检查管路，发现问题及时解决。

3.2输油泵活塞弹簧折断

发动机在运行中突然熄火，不能启动，经排净空气重新启动，恢复正常行驶一段距离后再次自动熄火，很可能是输油泵活塞弹簧折断。排除故障方法是拧下螺钉，更换弹簧即可排除。

3.3输油泵单向阀密封不严

发动机熄火停车一定时间后启动困难，拧松放气螺钉有气泡溢出，需重新排净空气方能启动。这种故障多为输油泵单向阀密封不严引起。检查方法是拧下输油泵出油螺钉，用手油泵使燃油充满出油接头油腔，如接头内油面在3分钟内很陕下降，则说明单向密封不好。拆下单向阀检查密封面是否完好，单向阀弹簧是否折断或变形，密封座面上是否附有颗粒杂质，分别采取研磨密封面、更换单向阀或单向阀弹簧将故障排除。

3.4高压油管堵塞

当某一缸高压油管因变形或有杂质而发生堵塞时，启动发动机后在油管部位有明显敲击声，且由于该缸不能正常工作而出现发动机功率下降。检查方法是逐缸拧松高压油管的进油端螺母，当拧松某一缸后敲击声消失，可断定该缸为故障缸，更换油管后故障即可排除。

3.5喷油嘴偶件卡死

当喷油嘴针阀卡死在关闭位置时，由于喷油泵供油时的压力波冲击喷油器，会出现有规律的敲击声。判断方法是：拧松接喷油器端的高压油管，如敲击声随即消失，即可断定此缸喷油嘴针阀卡死。