柴油机启动困难故障分析与排除方法

李忠庆，顾长江

（大庆钻探工程公司钻井二公司市场管理中心，黑龙江 大庆 163413）

在石油钻井生产过程中，柴油机作为主要动力设备，不仅承担着井场上所有的用电系统的电力供应任务，还承担着泥浆泵的主要动力供应，在现场施工过程中，常常遇到柴油机启动困难的现象，严重影响着钻井施工效率。

1 柴油机启动故障现象

在工作准备充分、设备机件无故障的前提下启动柴油机应能成功启动，但有时也会出现启动不成功的故障现象，在工作中主要遇到以下几种类型：

（1）启动不成功故障现象具有偶发性特点，有时柴油机能够顺利启动成功，无需二次启动，而有时连续启动仍然启动不成功。

（2）低温启动不成功是典型的启动问题，由于温度低导致燃料点火时雾化不好，造成低温启动不成功的故障现象。

（3）偶尔会出现热车条件下启动不成功的现象。

（4）环境温度和机体温度在较低和较高的条件下都容易出现启动不成功现象。

在对柴油机启动不成功故障现象进行分析时应该首先考虑柴油机机体冷热车状态，然后再开始排除故障，进行充分分析论证并研究故障机理，针对问题进行故障排除。

2 柴油机启动故障原因分析

2.1 柴油机冷车启动困难而热车不困难

柴油机冷车启动困难而热车不困难的现象主要有：启动转速正常而排气管道无烟雾排出；启动转速正常而排气管道冒出白色烟雾；启动转速正常而排气管道冒出黑色烟雾；启动转速正常而排气管道冒出蓝色烟雾；冷车启动困难，启动升温后热车容易启动。原因分析如下几点。

（1）启动转速正常而排气管道无烟雾排出。出现这样的现象主要有2个方面原因：

①考虑低压油路中进入空气，从而导致低压油路中无柴油运移到泵油泵或者喷油器，造成柴油机无法正常启动。

②主要考虑喷油泵中断油电磁阀的位置及状态是否处于供油位置，若未在供油位置，那么会导致无法向喷油器供油而无烟雾排出。

（2）启动转速正常而排气管道冒出白色烟雾。出现这样的现象主要有5个方面原因：

①燃油的不充分燃烧是喷口冒白烟的直接原因，由于天气原因，发动机的燃烧室温度过低导致燃油雾化效果差，燃烧不充分，导致白烟产生。

②供油系统中有水。燃油中或燃烧室中有水份，水在气缸内被燃烧放出的热量加热成水蒸气，从排气管排出形成白色烟雾。

③喷油时间过早或过迟。燃油喷出时间和喷出量会严重影响燃油燃烧效果，过多的燃油不能经过充分燃烧就变成油气混合物喷出。

④喷油器严重滴油、或喷油器压力调得过低，使喷油嘴雾化不良，雾化不良导致柴油未完全燃烧，和正常工作气缸排出的高温废气在排气管内汇合，从而冒白烟。

⑤气缸垫由于装配质量问题或材料老化问题出现密封失效的情况，导致水进入气缸中，混合燃烧后水变成水蒸气，体现为白烟喷出。

（3）启动转速正常而排气管道冒出黑色烟雾。出现这样的现象主要有九个方面原因：

①喷油器雾化不良、卡死或滴油严重或喷油压力不正确。

②喷油提前角不正确，提前角偏大或提前角偏小。

③喷油泵调速器有问题，各缸供油不均匀，有一个或几个缸供油量少，而另几个缸供油量多。

④喷油泵柱塞或出油阀磨损严重。

⑤气缸压缩压力不足。

⑥气门间隙不对。

⑦进排气阻力太大。主要由于空气滤清器污损严重、排气管阻力大、消声器匹配不当等原因所造成的。

⑧进气温度过高。

⑨增压器故障。由于增压器转子转速下降，进气压力降低，出现漏气现象等原因，使气缸充气量减少。

（4）启动转速正常而排气管道冒出蓝色烟雾。柴油机排气冒蓝烟的故障主要是由于机油进入燃烧室所致，出现这样的现象主要有六个方面原因：

①柴油机油底壳内机油液面过高。

②活塞环磨损严重、折断或装反。

③活塞与缸套配合间隙过大。

④气门油封损坏。

⑤涡轮增压器密封环损坏，机油沿进气道进入燃烧室燃烧。

⑥呼吸器故障。

（5）冷车启动困难，启动升温后热车容易启动。出现这样的现象主要有以下两个方面原因：

①活塞与气缸之间的磨损间隙过大造成的。经过长时间不间断的工作，活塞与气缸之间的间隙越来越大，并有可能达到了临界极限值，当温度升高后，机油会均匀润滑弥补气缸与活塞之间的间隙，机油温度升高后温度会下降，从而导致活塞与气缸之间摩擦阻力减小，所以热车容易启动起来。

②喷油嘴磨损过度而导致的。当喷油嘴磨损同样达到最大允许间隙时，由于热胀冷缩作用，在冷车时候间隙过大，导致喷油效果不好，而致使冷车难以启动。而在热车情况下，喷油嘴受热膨胀后间隙减小，恢复到原来的正常喷油状态，因此热车很容易就启动起来了。

2.2 柴油机热车启动困难

原因分析。出现这样的现象主要有六个方面原因：

（1）气门间隙调整不当，使气门间隙过小。热车时，由于零件受热膨胀的原因，消除了气门间隙，使气门关闭不严，造成气门漏气，气缸压缩不足。

（2）活塞和活塞环磨损严重。

（3）喷油泵柱塞、输油泵活塞磨损严重，热车启动时，因柴油粘度小，转速低时，导致柴油从磨损处的泄露增多，使供油量减少，供油量不足，启动困难。

（4）热车时，有个别喷油器散热不良，使喷油器针阀咬死或卡死，喷油量减少或雾化不良，甚至喷不出油。

（5）供油提前角太大。因为冷车时虽然供油过早，但气缸内温度较低，柴油燃烧延迟时间加长，到活塞将要到上止点时才着火燃烧，故易启动。热车以后，气缸内温度高，过早喷入气缸内的柴油距上止点较远的地方就开始燃烧，甚至可能在活塞到上止点前就燃烧完了，使活塞受到很大的反压力，造成启动困难，甚至反转。

（6）曲轴轴向间隙小，造成启动加载。

2.3 柴油机冷、热车启动均困难

造成冷、热车启动均困难的原因主要有以下几方面：

（1）由机械方面原因造成的，例如活塞、活塞环与气缸之间的磨损间隙过大，导致气缸内的雾化柴油不能够燃烧而不能够启动。

（2）某个气缸或者多个气缸与活塞环出现“对口”现象。

（3）气门间隙问题，气门磨损后间隙过大，造成升程不足，间隙过小，气门关闭不严，导致气缸内压缩压力下降，雾化后的柴油难以自燃，造成启动困难。

（4）喷油器工作状态不良，喷油器因堵塞或者其他原因导致不喷油或者喷油量过小，喷油压力不足，影响柴油机的启动。

（5）调速器调整不当。⑥低压油路有问题。

3 柴油机启动困难故障诊断排除方法

第一，要有足够的启动转速。只有足够的转速，才够产生足够的转动惯性力，带动活塞连杆运动；

第二，需要有雾化良好的柴油能及时地进入到燃烧室，这要求高压泵和喷油器要工作正常；

第三，燃烧室里的空气要有足够的温度以便柴油能自行着火燃烧；

第四，润滑系统工作正常。

当这四个条件同时满足时，柴油机就会顺利启动。当柴油机无法正常启动时，只有先正确分析柴油机启动故障原因，才能根据症结采用不同的方法对症下药，进行柴油机启动故障排除。通过对柴油机冷车启动困难、热车启动困难、冷热车启动均困难的几种现象的原因分析，在实际工作中主要采用以下几种故障排除方法：

（1）柴油机外部检视。检视柴油机外部是否有漏水、漏油、损坏等。

（2）检查各油位、水位是否符合标准，如柴油箱中的燃油量是否充足，散热水箱中冷却水是否充足，油底壳内的机油量是否充足等。

（3）检查启动电器系统各部分是否正常，蓄电池内电解液和电量是否充足,检查蓄电池连接线是否连接准确，安装是否牢固。

（4）检查柴油机皮带轮等处紧固件的紧固情况和发电机皮带松紧度。

（5）用喷油泵的手动泵排除燃油管路中的空气。

（6）检查气门间隙是否正常，空气滤清器是否良好，进气通路是否有堵塞现象。

（7）检查喷油器相关部件，看喷油器压力是否正常，有无滴油现象。

（8）将泵油泵提前角和断油阀调整到最佳位置。

（9）检查气缸垫、缸套等间隙是否过大，有无滴漏现象。

4 结语

柴油机启动故障的现象很复杂，影响柴油机启动的原因也很多，这里不可能一一进行介绍，但是无论是何种引起柴油机不能正常启动的现象，首先都要认真分析产生该现象的原因，仔细查找故障部位，并及时采取相应措施，寻找解决排除故障的方法。柴油机在平时的使用过程中，要经常定期进行检查、维护保养，只有平时检查、维护保养到位，才能避免柴油机各种故障的发生，才能使柴油机恢复和保持良好的技术状态,从而发挥出优异的性能指标。