电喷柴油发动机启动困难故障分析

黄宇军　刘杰

摘 要：近年来，随着环保意识的增强，柴油发动机作为一种污染排放少的动力装置，其市场份额正在逐步增加。但是，由于电喷柴油发动机技术较为复杂，使其在实际应用中出现了很多故障。对于电喷柴油发动机来说，其启动困难的故障较为常见，影响着人们正常生活及工作。本文通过分析电喷柴油发动机启动困难故障的原因，以期能够对其进行有效地维修与排除。

关键词：电控柴油喷射系统 启动困难 故障分析

0 引言

随着环保意识的增强，柴油发动机凭借其较高的热效率、较低的废气排放、较低的燃油消耗率成为了人们生活中常用的动力装置。然而，由于电控柴油喷射系统的复杂性，使其在使用过程中出现了很多故障。其中，启动困难故障是电喷柴油发动机中较为常见的故障之一。其主要表现为，柴油发动机启动时转速低、排气管冒黑烟、柴油机运转异常、排温升高等。当发生启动困难故障时，人们往往会发现其很难启动或启动困难后需要较长时间才能启动。

1 启动困难原因

传感器：传感器是柴油发动机的重要部件，其安装位置一般在曲轴箱，其功能是检测气缸内的压力、温度及转速。当柴油机工作时，发动机转速、发动机负荷、排气温度、水温及水温等数据都将被传感器采集，并通过连接线传给 ECU。

电磁阀：电磁阀是电控柴油喷射系统的执行部件，其功能是控制喷油量，控制进气量，使柴油与空气能够在气缸内形成混合气。当电磁阀不能正常工作时，会引起柴油机启动困难。

喷油器：喷油器的功能是将燃油喷入气缸内，其主要作用是控制柴油与空气的混合。当喷油器发生堵塞时，会导致混合气过稀，进而导致柴油机启动困难。

其他：如火花塞、冷却系统、高压油管等故障也会引起柴油机启动困难。

1.1 传感器故障

传感器故障是引起电控柴油系统启动困难的主要原因，一般情况下，传感器会产生一个电脉冲信号，该信号经过 ECU后产生一个控制信号。当控制信号的变化与电脉冲的变化不一致时，则说明该传感器有故障。若传感器不能正常工作，将引起电控柴油系统的其他故障，如：喷油器不工作、进气量不足、水温过高等。

检查方法：用万用表测量发动机曲轴箱各传感器的连接线束，若发现异常（如：无电压输出或电压波动大），则说明传感器有故障。如果检查中发现某些传感器不能正常工作，则应更换新的传感器。

检查方法：用万用表测量各传感器的工作电压。如果某一个或几个传感器的电压值过高或过低，则说明该传感器有故障。此外，还可通过发动机转速检测来判断传感器是否有故障。

注意事项：当发动机在怠速状态下运行时，应先检查发动机是否存在抖动现象，再检查各传感器的工作是否正常。

1.2 电磁阀故障

1.2.1 电磁阀不能正常工作。电磁阀是电控柴油机系统中重要的执行部件，其故障将影响电控柴油喷射系统的工作性能，引起柴油机启动困难。故障诊断时，可用手摸电磁阀的开启位置，若启动后能在无任何预压情况下迅速打开，则表明电磁阀工作正常；否则则表明电磁阀的开启位置有问题。此外，还可通过测量电磁阀线圈电阻值来确定电磁阀是否能正常工作。

1.2.2 电磁阀工作时有漏气现象。在电控柴油喷射系统中，由于电磁线圈中存在漏磁现象，而电磁线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流。如果电磁线圈上的磁铁材料是非铁磁性材料，则电磁线圈在磁场中切割磁感线时会产生涡流。涡流会使油雾分布不均匀，导致柴油机启动困难。

1.3 喷油器故障

（1）喷油器不工作。主要原因有：①针阀偶件磨损严重；②针阀偶件卡住或老化，导致喷油提前角不正确，甚至不喷；③针阀偶件被金属杂质卡住，导致喷油压力不足或不喷；④针阀偶件密封不严，造成柴油漏入燃烧室或喷油器回油孔堵塞等。

（2）喷油器不喷或少喷。主要原因有：①喷油器在运输或装配过程中，由于受冲击、振动或冲击振动等原因，导致喷油器内的针阀偶件脱落、断裂、损坏或折断等；②喷油器偶件内部装配不当，如针阀被异物卡住；③燃油压力过低；④喷油器回油孔堵塞。

（3）喷油器堵塞。主要原因有：①燃油杂质过多；②供油时间过晚，导致空气未被完全燃烧；③由于燃油质量差而造成的喷油器堵塞。

（4）喷油泵工作不良。主要原因有：①喷油泵柱塞磨损严重；②柱塞与凸轮轴配合过松；③高压油管破裂或漏油；④喷油泵与凸轮轴之间的密封垫损坏。

2 高压油泵供油过多

电喷柴油机由于采用电控燃油喷射系统，而高压油泵是通过电磁线圈控制的，为了保证燃油压力的稳定性，要求柴油压力必须在一定范围内。当高压油泵供油过多时，会使供油压力超过规定范围，会引起柴油机启动困难。在实际维修中，经常遇到柴油发动机启动困难的情况。

高压油泵供油过多，是电喷柴油机启动困难的主要原因。高压油泵供油过多主要是由于电磁线圈本身故障造成的。电磁线圈故障表现为：电磁线圈烧毁，油路中的针阀关闭不严或磨损过度，喷油器喷油不畅等。电磁阀不能正常开启或关闭，是由于电磁阀损坏引起的。

2.1 检查方法

（1）外观检查：观察高压油泵是否有漏油现象；观察喷油泵柱塞是否有磨损现象；检查高压油泵针阀是否打开或关闭不严；检查喷油器针阀是否打开或关闭不严；检查柱塞、高压油管和喷油器等部件是否有渗漏现象。

（2）拆检方法：首先拆下高压油管，观察其压力和流量是否符合要求。然后，将高压油泵拆下，分别进行外观检查和内部检查。观察高压油泵柱塞和喷油器针阀在柱塞头部和针阀头部之间有无积油现象；观察柱塞弹簧是否变形或折断；观察喷油器针阀在柱塞头环上的位置是否正常；检查供油压力的实际值与理论值之间的偏差；检查喷油器的工作状况。

（3）检查方法：将高压油管上的油封拆下，分别用手摸针阀和柱塞，并用手摸出油量大小是否相同。若不一致则为供油过多。若两个部位均有多余油液，则可能是喷油器针阀被堵塞。

2.2 排除方法

（1）清除油泵上的积油。可用细铁丝穿入油泵内部，将针阀体从油管中取出，再用细铁丝将针阀导套上的小孔疏通一次。若高压油泵不能正常工作，则可能是供油过多导致的。

（2）若高压油泵内无积油，可拆下高压油管，观察其是否有渗漏现象。若无渗漏现象，则可能是燃油系统中的故障引起的，如高压油管漏油或燃油压力调节器故障等。

（3）若高压油泵供油过多且柴油机启动困难，则可能是由于供油时间太晚或喷油器开启压力太小造成的；若喷油器工作正常且柴油机启动困难，则可能是由于喷油器供油不均匀或喷油提前角过小引起的。

（4）若高压油泵供油时间太晚或喷油器开启压力太小造成的故障现象是：柴油机启动困难但可以工作，但不能维持正常运转；有时刚开始工作就突然熄火；有时可以维持正常运转，但转速达不到额定转速；有时可以维持正常运转而不能维持最高转速。

（5）若高压油泵供油过多且柴油机启动困难且工作正常，则可能是由于燃油系统中有空气进入引起的。这时要检查喷油器和喷油器针阀的工作情况，看其是否正常。如果喷油器工作正常且柴油发动机能正常启动、工作也无异常现象时，则可能是由于空气滤清器堵塞或燃油系统中有空气进入所致。检查方法如下：将高压油管与柴油机缸体连通后关闭高压油管阀门；拆下高压油管，用手摸油管两端有无压力差；打开柴油机后盖，检查柴油系统中是否有空气进入；如发现高压油管两端有压力差时则表明空气进入了发动机气缸中，应进行排除。

这时要检查柴油滤清器和燃油系统中是否有空气进入。如发现空气进入了燃油系统且柴油机工作不正常时，则可能是喷油器工作不良或燃油系统中有空气进入所致。应清洗高压油泵柱塞和喷油器针阀并拧紧；进行必要的维修或更换零部件。

3 启动电磁阀不动作

电磁阀是电控柴油发动机的重要部件，其作用是控制柴油喷射系统中的电磁阀，使喷油器在适当的时间内工作，使柴油机能够正常启动。

如果柴油机的启动电磁阀出现了不动作现象，则需要先检查电磁线圈的供电情况、高压电缆是否断裂、蓄电池的电压是否正常。如果电磁阀的供电和高压电缆都没有问题，则要检查启动电磁阀本身是否有故障。通常情况下，柴油机会因为电磁线圈出现问题而使其工作出现异常，使电磁阀不能正常动作。

在对柴油发动机进行维修时，可以对电磁线圈进行检测。当电控柴油发动机出现不动作时，就需要将电磁线圈拆下进行检测。首先，将电磁线圈拆下后需要对其进行全面检查，确保无故障后再装回去；其次，检测低压电路是否正常。在柴油机启动过程中，可以通过发动机转速来判断启动电磁阀是否正常工作；最后，检测控制电路是否正常。如果是控制电路出现故障，则会导致柴油机不能正常启动。具体的检查方法为：首先将检测电路插头插入发动机的相应孔中，如果可以正常工作则说明电路没有问题；如果无法正常工作或出现故障现象时应先检查继电器与控制板之间的连接是否松动、是否有断路和短路现象。

3.1 柴油机不能启动

柴油机不能启动，可能是因为高压油管堵塞、油路不通或有泄漏、油泵损坏、油压不足、喷油器故障等原因导致。在对柴油机进行维修时，可以先检查高压油管是否有堵塞现象，如有则需要清理或更换。如果高压油管没有堵塞现象，则可以对油路进行检查，确保油路畅通；如果油泵损坏或者渗漏，则需要更换新的油泵；如果喷油器出现了故障，则需要对其进行清洗或更换。在对柴油机进行维修时，要重点检查低压电路是否正常，确保其可以正常工作。

在柴油机不能启动时，通常会伴随着熄火现象。如果柴油机出现熄火现象时，可以通过以下步骤进行检测：首先将柴油发动机的输出轴连接到蓄电池上；其次使用万用表对输出轴与其控制箱之间的线路进行测量；再次将万用表的电压挡插入发动机的相应位置，然后使用万用表来对发动机进行检测；最后检测发动机是否可以正常工作。

3.2 发动机启动后转速缓慢上升，但转速无变化

发动机启动后转速缓慢上升，但转速无变化，这种故障是由于喷油器电磁阀未开启，或是由于燃油压力传感器损坏。这种情况的原因是：一方面，柴油机在启动过程中，喷油器电磁阀没有开启，导致发动机不能正常启动。另一方面，燃油压力传感器损坏也会导致喷油器电磁阀无法开启，使发动机无法正常启动。

具体的检查方法为：首先，将发动机的启动开关拨至“ON”位置；其次，检测燃油压力传感器的阻值是否正常，若无阻值则说明燃油压力传感器损坏；如果燃油压力传感器正常则说明是电路原因。检查喷油器电磁阀是否开启、是否损坏或喷油器针阀组件是否损坏。如果喷油器电磁阀开启且喷油量正常则说明是电控发动机电路有故障；如果喷油器电磁阀没有开启则说明是燃油压力传感器损坏。同时还要检查燃油压力传感器的线路是否完整、连接是否松动等。

3.3 发动机起动后转速迅速升高

在发动机起动后，转速迅速升高时，说明启动电磁阀的低压电路没有问题，问题可能是由于控制电路出现了故障所引起的。

故障现象：一台柴油机在起动后转速迅速升高，并伴有剧烈振动。首先将柴油机的转速稳定在1500r/min左右，然后将启动电磁阀打开，如果能正常动作，说明故障是由于控制电路出现故障所引起的。如果启动电磁阀没有动作，则需要对低压电路进行全面检查，查看电磁线圈、继电器等是否存在短路和短路现象；查看电磁线圈、高压电缆与控制板之间的连接是否松动；查看继电器与控制板之间的连接是否牢固。

故障原因：柴油发动机起动后转速迅速升高的原因可能是由于燃油系统中有空气或者是电子控制单元本身出现了问题。当燃油系统中空气不足时，就会导致供油不足，从而导致发动机转速迅速升高；如果电子控制单元本身出现了问题，就会导致电路发生故障。此时需要对电磁阀进行检查，将启动电磁阀打开并检测其信号；如果信号正常则说明启动电磁阀本身没有故障；如果信号正常则说明电路出现了故障。

4 高压油管漏油

高压油管是柴油机高压供油系统中的主要组成部分，其主要作用是将柴油输送至喷油器。在高压油管上装有单向阀和回油阀，其作用是在启动时使压力油回到油箱，在停机时起到切断油路的作用。

在实际工作中，如果高压油管漏油，将会使喷油量减少，导致发动机启动困难。同时，还会造成喷油器雾化不良，燃烧不完全等现象。

高压油管漏油的原因主要有以下几点：

高压油管接头松动、开裂或密封垫损坏导致高压油管漏油。这种情况主要是由连接或紧固不良导致的。此时，应检查高压油管的接头、螺栓或密封垫等是否有松动、开裂或脱落现象。此时，应根据实际情况更换相应的密封件。

（1）由于螺栓松动、弹簧变形或压盖脱落等原因导致高压油管漏油。此时，应检查螺栓是否松动、弹簧是否变形、压盖是否脱落等原因，并根据具体情况进行修复或更换相应的配件。

（2）由于装配不当或修理精度不够使高压油管出现裂纹、砂眼等缺陷而导致高压油管漏油。

（3）由于老化变质使高压油管漏油。这种情况主要是由于柴油在使用过程中因长期受高温和氧化作用而变质，致使其失去弹性而漏油。

（4）由于长期使用或受腐蚀而使高压油管内壁腐蚀磨损严重，致使高压油管漏油。这种情况主要是由于长时间使用和受到腐蚀而引起的。

5 汽缸压缩不足

发动机启动困难，主要是因为汽缸压缩不足，从而导致燃烧不充分，排气不畅，排气温度高，造成混合气过浓，在燃油供给系统中燃油喷射压力低或者供油量不足。当汽缸压力不足时，柴油机工作过程中就会出现怠速抖动、加速不良、排气冒黑烟、起动困难、排气温度高等症状。引起汽缸压缩不足的原因有：空气滤清器堵塞或进气压力过低；进气歧管漏气；进气门关闭不严；喷油器堵塞或喷油量过多；压缩机压力不足；喷油器工作不良。检查时可以通过观察汽缸压力的变化来确定故障。如发现压力明显下降或启动困难，应立即进行修理或更换。

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