徐工GR2405 平地機發動機無力故障排查

黃宏偉

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663700）

1 故障現象

徐工GR2405 平地機在上坡或高負載作業狀態下，出現發動機無力、轉速下降的問題。

2 故障常見原因分析

2.1 發動機燃油系統故障

2.1.1 高壓共軌系統

共軌系統是現代工程機械設備發動機燃油系統的主流，其優越性主要是可以提供給發動機最合適的燃油供給量（噴射量、噴射時刻以及穩定的燃油壓力等），能夠滿足發動機的使用性能，因此在競爭激烈與高標準的市場中有一定優勢，對其的研究也在世界范圍內掀起了新的浪潮。

高壓共軌系統由抽油泵、輸油低壓管道及回路、濾清器、EFC（Electronic Fuel Control，電子燃油控制執行器）控制的供油泵總成、高壓共軌總成、噴油器總成等組成，它們與ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）、傳感器等共同完成供油任務。配合ECU 的控制，各類傳感器檢測發動機的工作情況（如油門踏板位置、發動機轉速、冷卻水溫度等），電腦板根據各個傳感器檢測到的信號反饋對噴油器的噴油量、噴油時刻和噴油壓力等進行全面控制，確保發動機處在最佳的工作狀態、性能穩定。

（1）工作原理。首先，發動機凸輪軸帶動齒輪泵將燃油從油箱中抽出，經過濾清器流入EFC，再由EFC 調節燃油量大小流入供油泵，保持穩定的燃油供給壓力（約0.5 MPa）。其次，燃油分成兩路，一路注入供油泵，燃油經供油泵加壓后壓力上升到135 MPa 或者更高，高壓燃油注入高壓共軌內；另一路則通過溢流閥上的小孔作為冷卻油通過供油泵的凸輪軸室流入壓力控制閥，最后流回油箱。燃油注入噴油器等待針閥打開噴入燃燒室。另外，高壓共軌內設有壓力傳感器，如果共軌內燃油壓力超過限定值，燃油則會通過溢流閥流回油箱。

（2）系統組成。高壓共軌系統由控制系統、燃油供給系統兩大部分組成，而控制系統由傳感器、ECU 和執行器三大部分組成（圖1～圖2）。ECU 是一個微型計算機，是控制系統的核心（相當于人的大腦），其輸入裝置是機械設備上的各種傳感器和開關，輸出的是傳輸到各個執行元件的電信號。通過對各個傳感器的反饋信息進行分析處理，ECU 能夠計算出最佳的噴油量和噴油時刻，并且能精確地控制噴油器發出開啟或關閉電磁閥的指令，有效控制發動機的工作過程。燃油供給系統則由油箱、低壓輸油管道、燃油濾清器、供油泵、高壓共軌及高壓輸油管道、噴油器等組成，通過溢流閥、壓力傳感器等控制燃油壓力，來實現共軌系統的平衡。

圖1 電控共軌基本組成

圖2 電子控制系統

2.1.2 故障排查

根據燃油系統的工作原理和組成結構，檢查燃油系統中各部件及其相互配合是否正常。

（1）測量EFC 閥的電阻。EFC 是高壓燃油泵的計量閥（ECM通過高壓燃油泵中的EFC 來調節噴油器噴射時所需的燃油量），其最小電阻為0.1 Ω、最大電阻為5 Ω，如果電阻不在其范圍內則說明EFC 出現故障。其中，ECM 是Engine Control Module 的縮寫，即發動機控制單元。

（2）檢查高壓噴油泵燃油流量（表1）。

表1 檢查高壓噴油泵燃油流量

（3）檢查高壓燃油管路接頭是否有泄漏或堵塞。

（4）檢查燃油管路中是否有空氣，主要是觀察吸油管路是否有泄漏，如管路有泄漏破損，更換修復完成后需將燃油管路內部的空氣排出（可拆開供油泵出口油管，插入導油管，把鑰匙開關轉到“ON”，拖動發動機）。

對燃油系統各管路及燃油濾芯的檢查無堵塞現象存在，燃油泵各項測量數值均正常，燃油系統工作正常，就可以確認發動機無力現象不是由燃油系統故障導致的。

2.2 發動機進氣系統故障

2.2.1 工作原理

發動機廢氣帶動渦輪葉輪轉動，渦輪葉輪通過一根共用軸驅動泵輪葉輪，泵輪（壓縮機）旋轉經過空氣濾清器和進氣管將空氣吸入壓縮機殼體內，于是空氣經過壓縮機葉輪壓縮，輸送到中冷器，在中冷器中散去一部分壓縮空氣時產生的熱量，隨著空氣溫度的下降，其密度增加（空氣密度增加實現了更高的燃燒效率，增加了發動機的性能，使廢氣排放達到國家的標準），最后經冷啟動輔助裝置流入進氣歧管（圖3）。

圖3 發動機工作原理

2.2.2 故障診斷及處理

（1）進氣溫度偏高（＞75 ℃）。檢查中冷器風冷孔槽是否有堵塞，一般情況下使用高壓水槍沖洗干凈即可（圖4）。

（2）進氣或排氣系統堵塞。檢查進排氣系統是否有堵塞，檢查空氣濾芯，如果空氣濾芯表面有附著灰塵需及時清理，必要時進行更換。

（3）增壓器和進氣歧管之間泄漏空氣。檢查進氣歧管蓋上空氣跨接管、中冷器接頭，軟管或通孔中是否泄漏并修補更換。

（4）增壓器和排氣歧管之間排氣泄漏。檢查排氣歧管是否泄漏，并修補泄漏。

（5）增壓器磨損或故障。測量增壓壓力是否正常，如果增壓壓力低于正常值，則渦輪增壓器有故障。渦輪增壓器是進排氣系統中的易損部件，渦輪增壓器內部部件發生故障會降低其功效。軸承故障可產生摩擦，軸承磨損嚴重會導致轉子總成的葉片與殼體摩擦，從而損壞渦輪增壓器。轉子總成的每個端口都有油封環，油封的主要功能是防止排氣和壓縮空氣進入渦輪增壓器殼體內部，如果油封損壞，則會泄漏機油。曲軸箱的壓力過大會使機油無法從渦輪增壓器回流，這會使軸承座負載并使機油經密封圈泄漏到發動機進氣和排氣中。此外，進氣或排氣阻力偏高可在壓縮機與渦輪增壓器殼體之間形成真空，導致機油通過壓縮機（進氣）側的油封時泄漏，如果發生類似情況，需沖洗中冷器以清除進氣系統中的機油。

（6）檢查中冷箱是否有破裂。拆卸中冷箱外護板，卸下中冷箱檢查其是否損壞。一般情況下，如果固定平衡支架脫焊，冷卻器整體晃動大，容易導致中冷器破裂（圖5）。

圖5 中冷箱破裂

3 總結

導致發動機無力的因素較多，本文僅列舉了兩種比較典型的故障類型。對于燃油系統故障和進排氣系統故障，如果從外部觀察不能準確地判斷出故障，一般遵循故障現象本身的傾向性，從簡單到復雜、從易損到相對穩定的原則，以最短的時間找到發動機無力的根本原因并及時修復，在保障設備完好率的同時，提高公司的生產力。