柴油機噴射系統故障分析與探究

李春波 王傳博

摘 要：為了進一步降低柴油機的有害排放物對大氣的污染，可以對柴油機燃燒源頭控制排放物生成，也可在排放后采取有效防范措施。目前，在柴油機的研究工作中，研究最多的問題就是對其后處理進行研究。柴油機與汽油機的構造是不同的，燃燒同樣質量的油，柴油機會消耗更多的空氣，因此就無法使用汽油機設備中的催化器處理柴油機的污染物，隨著排放的法規的加嚴，要求柴油機的噴射系統不能產生后燃和NOX排放同時大幅度降低，即要求柴油機也像汽油機一樣要對空燃比進行控制。為此在柴油機上采用排放處理系統等措施來達到合理排放標準。

關鍵詞：排氣呈黑色；排放控制；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.051

1 汽車噴射系統在噴射過程中產生后備燃燒現象

柴油機工作四行程中的壓縮行程主要是通過壓縮吸入的空氣。而噴射油氣需滿足以下幾個條件：

（1）柴油機在做功行程中需要的燃料是按工作缸數，并隨柴油機負荷變化進行分配噴油。

（2）柴油機依據柴油燃燒階段，并保證在噴射時要定時定量完成。

（3）柴油機噴出的細小均勻的燃油顆粒以達到有助于混合和蒸發的目的。

（4）柴油機的燃燒腔體與其噴射出的燃油互相匹配，這樣才能保證油氣可以充分燃燒。目前大多數的柴油機的油氣燃燒歷經三個階段，第一個階段是滯燃過程，我們可以將此階段盡可能的縮短。第二個階段則是燃燒過程，這個階段會消耗大量氧氣將油氣燃燒，柴油通過噴油泵噴射燃燒室來不及與空氣混合，將其與空氣隔離，出現后燃現象。第三階段是后燃過程，它是對第二階段的延續，這個階段的噴油會被延遲，排氣會由于燃燒不充分而冒黑煙。所以噴油時間不準確會對廢棄排放產生重要影響，這種狀況發生之后應該對凸輪位置進行略微的調整，保證凸輪機構的行程有效合理。

2 具體控制排放途徑：延緩曲柄到達止點的時間，降低NOX氣體的排放

噴油提前角是指曲柄到達止點前的角度，通常情況下在噴射過程提前些，主要是讓它在燃燒過程階段產生一定的滯燃，要保證曲柄到達止點時的時間不會產生之后，造成燃油成本的增加，因此可以采取提前噴射的辦法。如果僅僅考慮燃燒的成本和柴油機提供動力，這個角度會隨著轉速的變化而變化，而且承載的負荷也會有小幅度的增加，在柴油機所允許的轉速內，其靠自身的提前裝置保證柴油機正常工作。

若噴射提交角發生變化時，將會導致滯燃變化，推遲噴油階段，當要達到上止點時，氣缸內壓力將逐漸升高，溫度也隨時升高，縮短滯燃期。當噴油時刻過晚，使滯燃期在上止點靠后噴射，即氣缸缸壓過高、但溫度不一定會上升，發生這種狀況的可能性非常小。油氣與空氣混合的初始階段是關鍵時期，它會對NOX的排放產生重要的影響。在快速燃燒這一階段中柴油機內的溫度和壓力上升到什么地步則是由混合氣的量來決定的，通過這一點就可以有效控制其排放。隨著柴油機內混合氣的壓力升高速度減慢，其發出的噪音也會隨之減小。再噴油時延緩曲柄到達止點位置是最開始降低NOX排放的有效的辦法。這種方法對于直噴式的柴油機影響顯著，對于間噴式的來說則作用稍弱一點。但是噴油過晚的話則會導致其他排放物增加，油煙濃度增大。柴油機消耗的柴油量增加并且燃燒不充分釋放的油煙增多都是由于這個原因造成的，它會隨著緩慢燃燒階段的油量消耗的增多而增加，燃燒階段被推遲，在早期控制廢棄排放能夠采取的措施并不多，為了排放更少廢氣，勢必會增加燃油成本。這種問題也可以隨著噴射油壓的增大而解決。

一般采用凸輪調整方法和柱塞運動軌跡升降法。在采用第一種轉動凸輪方法時，如果把凸輪機構固連在凸輪軸上，就會導致凸輪沒法使用，因此這種措施不合理，而且凸輪會隨使用時間的增加而磨損嚴重，導致噴油行程改變，此時就要更換凸輪盤。或者采用第二種方法調試調整柱塞回油孔，一般適用于6PC2-5機型，當噴油定時滯后應調整柱塞調節螺母使之達到噴油提前。

3 噴油泵安裝不當的故障分析及排除方法

對于十字型聯軸器聯接的噴油泵，在具體使用過程中容易出現噴油泵被動盤錯裝半圈的問題，這種情況發生后，柴油機無法正常啟動，同時排氣管也無煙排出，即使強力帶動，排氣管會出現嚴重冒煙及聲音異常等情況。當出現這種問題時，需要拆下聯軸器的聯接螺釘，噴油泵凸輪轉動半圈后再重新對其進行正確安裝，最后則需要對柴油機噴油泵的供油正時進行檢查和調整。

當噴油泵采用法蘭盤聯接時，一旦柴油機出現供油正時不準確情況，則會啟動困難、水溫過高及出現嚴重冒煙的現象。這種情況下一般是由于噴油泵半圓鍵安裝不正確造成的，半圓鍵安裝位置位于供油提前角自動調節器與供油正時齒輪和噴油泵凸輪軸之間，當其安裝位置不正確時，具體調整時需要通過噴油泵法蘭盤上的弧形孔，先將噴油泵拆卸下來，再對半圓鍵進行正確安裝。

4 輸油泵故障分析及排除

柴油機正常啟動后運行平穩，但熄火后則存在啟動困難，將放氣螺釘擰松后會冒出氣泡，需要將空氣排放干凈后才能正確啟動，導致這種故障發生的主因為輸油泵止回閥密封不良。具體檢查時需要將出油側螺釘拆下來，利用手遙油泵進行泵油，當油腔內充滿油時停止，這時接頭油腔內油面下降過快時，則表明輸油泵止回閥存在密封不嚴問題。具體要拆下輸油泵止因閥，并檢查具體的密封性能，基于實際情況對密封面進行研磨、清理、止回閥彈簧更換等。

另外，當柴油機運行中發生突然熄火無法啟動故障時，擰開放氣螺釘后，低壓油腔內沒有燃油，將低壓油腔充滿后并排凈空氣柴油機可以重新啟動，但運行一段時間后還會出現突然熄火問題。這種情況多數情況下是輸油泵活塞彈簧折斷或是失效。具體需要鈄螺釘拆下，對折斷的彈簧進行更換排除故障。

5 結束語

柴油機運行過程中容易出現各種故障，對于噴射系統中易出現的故障，需要運用綜合方法來對故障進行分析，并針對具體情況來對故障進行排除。在具體排除故障過程中需要拆檢時，則要從簡單單元拆起，并重視故障實踐經驗和具體條件，以便于能夠有效的排除故障，使柴油機恢復正常、穩定的運行。

參考文獻：

[1]蔡鳳田.汽車排放污染物控制實用技術[M].人民交通出版社，1999.

[2]李岳林.交通運輸環境污染與控制[M].機械工業出版社，2003.