柴油机燃油供给系统空气排除解析

王炳奇　徐加成　陈诚　王旭

摘要：针对大功率柴油机经常存在的因燃油供给系统存在空气而启动困难情况，选择典型燃油系统进行分析，阐述燃油供给系统混入空气形成故障的原因及排除方法，论述故障预防措施，可为相关技术人员提供参考。

关键词：柴油机；故障；维修；燃油供给

1   柴油机燃油供给系统组成

某型柴油机整个燃油供给系统为封闭式供油，油箱分置，分主油箱、外油箱，左、右外油箱的燃油与主油箱的燃油先汇合，再向发动机提供燃油。在整个供油管路上分两个支路，分别流向燃油加热器和冷却加温系的加温器，在柴油精滤器回油管路上分出一路为热烟幕系统供油[1]。外界的空气通过外油箱浮子活门进入，并通过管路向车内主油箱进行补气。该柴油机燃油供给系统如图1所示。

2   燃油系统进空气故障成因

燃料供给系统工作状况直接影响着柴油在汽缸内与空气混合的质量，为此要求供油清洁、适时、适量，雾化良好，在燃烧室分布均匀。如果燃油系统混入空气，空气量大时将使燃油系统局部充满空气，形成气阻而切断油路供应。空气量小时可在燃油中形成气泡，将使每循环喷入汽缸的柴油量减小，雾化质量下降[2-3]。

若混合气体中的柴油浓度达不到压燃阀值，则会导致启动发动机困难或不能启动。运转过程中油路中进入空气，会使柴油机工作不稳定，功率下降或停机。

3   排除空气方法

燃油供给系统主要由燃油箱、管路、手摇柴油泵、柴油粗滤清器、柴油细滤清器、柴油散热器、断油继电器、输油泵、高压柴油泵、喷油器等组成，这些部位都可能存留空气，不同部位存留空气会产生不同故障现象，下面针对不同部位进空气，分别进行分析。

3.1   燃油箱的空气排放

该柴油机燃油箱有3个，为前后放置方式，采用并联式。外油箱上安装蒸汽空气阀，作为燃油系统正常工作时与外界空气交换的唯一渠道，用于将系统气压稳定在一个合适的范围内，保障燃油供应正常。

系统气压过高时打开蒸汽活门，系统内蒸汽排出到大气；当系统气压过低时，空气活门打开，外界空气进行系统，保持系统气压稳定。蒸汽空气阀是正常工作时燃油供给系统与外界空气交换的唯一通道，若其出现堵塞，会使燃油供给系统与外界气体流通中断，产生超压或负压，影响正常供油，且会损坏油箱。进行保养时，需对蒸汽空气阀进行检查，出现堵塞时进行清洗或更换。

3.2   管路的空气排放

燃油管一般采用金属管，局部可用橡胶管。管路主要问题可能存在漏油、渗油，特别是接头处。燃油漏点容易判断，但对较小的渗漏点只有仔细观察才能确定位，必要时可采用涂色加以辨别，辅助察看油路中管件的密封状况。只有系统内所有管路均无漏点，才能保证系统不通过管路进入空气。

3.3   手摇柴油泵的空气排放

手摇柴油泵的使用频率高，常因操作不当导致损坏或因使用较久而出现磨损漏油，同时进入空气。这时只需先消除漏点，再连续摇动手柄即可排除空气。在日常工作中应经常查看，出现渗漏，及时更换。

3.4   柴油粗滤清器的空气排放

柴油粗滤清器故障率较低，且处于燃油供给系的前端，为此容易被忽视。当柴油粗滤清器存留空气时，可将出油口打开，摇动手摇柴油泵至柴油连续流出，即可排除空气。

3.5   柴油细滤清器的空气排放

柴油细滤清器是维修保养的重点，一般都会定期更换滤芯或清洗金属滤芯。容易忽视的地方是，在发动机首次运行之前，或者燃油系统检修后首次启动发动机之前，需用手打燃油泵将管路中的空气排出，给发动机供油。

发动机工作之前，需按下放气电控阀按钮，将精滤中的气体放出，保证发动机正常启动。方法是先将柴油细滤清器的排气螺栓打开，摇动手摇柴油泵至排气口连续出油，且没有气泡即可。

3.6   柴油散热器的空气排放

柴油散热器不是每个车型都配备的部件，如果配备有就应检查其外部状况，确保保持清洁。对燃油散热器的空气排空，是先将其回油管打开，摇动手摇柴油泵至其连续出油且没有泡沫。

3.7   断油继电器的空气排放

燃油断油继电器也不是每个型号发动机都有的，其作用是在特殊情况下切断燃油供应，实现发动机紧急停车的目的。燃油断油继电器存留空气，影响电磁阀正常响应，可引起电磁阀不回位或回位不正确，导致燃油供应中断。

更换新的燃油断油继电器前应清除其吸附面上的密封胶、保护摸，否则容易在使用过程中出现自动断油停机，特别是在高转速区间容易出现转速自动下降现象。

排空气时可通过查看出油口进行判断，摇动手柴油泵顺畅出油为正常，不出油或断续出油则为故障。出现故障时，可将电磁阀拆开，清洁触点，手动复位，必要时更换。

3.8   输油泵的空气排放

输油泵内存留空气，会导致不供油或供油不足。可通过拧松出油口，同时摇动手摇柴油泵至连续出油，同时调整调压活门上的调压螺钉，改变弹簧的压力，调整输油泵的供油压力，保持正常的工作压力。

3.9   高压柴油泵的空气排放

高压柴油泵是燃油供给系统的核心部件，决定着供油压力大小、供油量、供油时刻等重要指标。高压柴油泵内压力高，一旦高压柴油泵缺油，出现空气或真空状态，则较难排除，故在正常工作时应避免系统油用尽。

出现留存空气或真空而不供油故障时，可以将油泵的高压出油管打开。必要时打开油泵的回油管，启动启动电机，使发动机空转，至高压柴油泵的出油管喷油，即可排除空气或真空。

高压柴油泵空气排空次序如下：一拧松喷油器进油管；二拆开高压喷油泵出油管，三拆开高压喷油泵回油管；三摇动手摇油泵，预充油排空气；四启动启动电机，使高压喷油泵转动，并保持10～15s。

由于高压喷油泵至喷油器进油管之间柱塞弹簧有一定的弹性压力，喷油泵供油凸轮轴需保持在一定转速和时长才能打开，故启动启动电机需保持一定的时长。

3.10   喷油器的空气排放

喷油器是燃油供给系的最终部件，通过喷油器将柴油以一定压力以雾状喷入汽缸，并与空气混合燃烧释放能量，推动活塞运动做功。喷油器主要为针阀组件，当有空气进入喷油器或喷油器溢油孔会影响供油量，启动困难。出现该故障时，需拧松喷油器回油管，让每个喷油器连续回油即可排除空气。

4   避免燃油系统进空气注意事项

为避免柴油机燃油系统进空气，在使用过程中，应加强对系统各零部件及管路的维护保养，特别是应重视检查管路及连接处的密封性能，对老化的橡胶管应及时更换。对粗、细滤清器，要按使用规范进行更换或保养。更换新的部件前，应按技术规程加注满燃油，减小系统初始空气存量。在使用过程中，尤其要关注油量，避免燃油耗尽，因缺油而使高压油路进大量空气。

5   结束语

柴油机因供油系统存在空气而启动困难是常见的故障现象，需按燃油循环路径，从源头油箱进行查找，注重节点，重在密封零部件，从进口到出口，同时兼顾相关的动力部件，逐步排除空气。

参考文献

[1] 王东升，石璋权，邬俊杰.柴油机维修应注意的几个的问题[J].中国机械，2021（7）：88-89.

[2] 赵建学.电控柴油机故障诊断与维修探讨[J].内燃机与配件，2020（8）：153-154.

[3] 宫长胜.工程机械用柴油機喷油器常见故障的分析与维修[J].内燃机与配件，2019（11）：152-153.