小松WA500-6裝載機發動機故障診斷與維修

揭偉平

（天津港第四港埠有限公司，天津 300456）

0 引言

小松WA500-6裝載機標準負荷9 t，發動機功率263 kW，采用高壓共軌燃油電噴、EGR尾氣自循環技術、水冷、風扇泵，風扇電機隨溫度控制風扇轉速，節能環保，手柄運用電控電磁閥控制先導油，操作輕便，清潔舒適，是公司進行礦粉裝卸、歸垛、火車裝箱等作業的主力車型。

1 故障現象

1臺小松WA500-6裝載機在單位后貨場歸垛過程中突然無力，發動機轉速下降，儀表盤報警紅色嘆號亮顯，轟鳴器警報，故障代碼CA2249，發動機故障報警如圖1所示。維修手冊中故障代碼CA2249解釋為供油泵壓力極低，說明供油不足，故障一直不復位。熄火后停車0.5 h后再啟動發動機，故障消失，但繼續作業1 h左右報警燈再次亮起，故障碼重新出現，發動機功率下降，轉速下降，作業無力，故障現象如此往復。

圖1 發動機故障報警

2 故障診斷與維修

2.1 故障診斷

2.1.1 原因

根據故障現象判斷為燃油供油壓力不足，出現燃油供油壓力不足有多方面原因：

（1）噴油器回油量大，導致燃油壓力下降。

（2）燃油濾清器未按時更換，濾芯堵塞。

（3）供油泵進氣泄漏泵不上油。

（4）高壓泵共軌內部有傷泄漏。

（5）燃油泵來油管接頭過油螺絲濾網堵塞。

（6）高壓共軌溢流閥內部泄漏。

（7）燃油箱進入塑料袋或者瓶蓋、布料等異物。

（8）高壓共軌壓力傳感器故障。

（9）燃油高壓泵損壞內部泄漏。

2.1.2 排查結果

根據歸納的9個因素進行逐一排查。排查結果如下：

（1）該裝載機啟動性能非常好，尾氣排放看不到明顯的煙霧，即使在報警后功率下降的情況下也沒有排放黑煙。故基本可以排除噴油器損壞的可能性。

（2）檢查燃油濾芯是否堵塞，查看燃油濾芯保養更換紀錄，燃油濾芯更換時間為8 d前，使用間隔臺時126 h，時間不長，無需更換濾芯。燃油濾芯堵塞的可能性極小，可以排除。

（3）供油泵（輸油泵）進氣泄漏泵不上油：從現象看，每次啟動都很順利，不存在啟動不了的情況，況且現場手動泵油很有力，輸油泵進氣泄漏排除。

（4）高壓共軌存在內傷在高壓情況下會泄漏很嚴重，現場檢查沒有燃油泄漏，可能性排除。

（5）高壓泵來油管過油螺絲濾網堵塞，打開過油螺絲去除濾網檢查濾網和過油螺絲都正常（圖2），清潔氣泵沖洗后回裝，該因素可以排除。

圖2 過油螺絲及濾網

（6）檢查高壓共軌溢流閥是否內泄，打開高壓共軌溢流閥（圖3），啟動發動機怠速觀察溢流閥有無油流。踩油門踏板，高怠速時觀察高壓共軌溢流閥是否有油流，實際情況是未見有油流，說明高壓泵共軌溢流閥沒有內泄。該因素可以排除。

圖3 高壓共軌溢流閥及壓力傳感器

（7）柴油箱進入塑料袋或者瓶蓋、布料等異物。以前出現過此類故障，設備在作業過程中使用一段時間功率下降，有時熄火，停一段時間又可以工作，故障循環往復，與此次故障很相似。燃油箱加油口原有一道濾芯防止異物進入燃油箱，但由于加燃油時加油槍直接加油容易彈出，一方面導致濾芯損壞，另一方面每次加燃油時都要把燃油濾芯取出非常麻煩，有時還會忘記放回，種種原因導致燃油濾芯丟失。同時，燃油箱加油蓋加油時螺紋損壞擰不緊，使用過程中油箱蓋丟失，這種情況往往發生在夜班，受到條件限制，應急時只能拿塑料袋裹住加油口。由于發動機工作時油箱有負壓，塑料袋容易被吸入油箱，導致塑料袋堵住來油管，日常檢查時很難觀察到。還有其他情況，如不規范的臨時加油或取油操作，掉入抹布、塑料瓶蓋、手套等。燃油箱蓋鎖由于頻繁加油開鎖，鎖芯容易損壞，所以一般制作成不需加鎖的燃油箱蓋。為驗證燃油箱是否有異物采取的措施是在燃油管多處打孔，甩開原有的來油膠管，使用改進的來油膠管（圖4）以防止異物堵住來油。安裝好來油膠管后設備開到現場作業，但是作業不到1 h故障依然出現，說明此次故障不是燃油箱來油所致，該因素也可以排除。

圖4 改進來油膠管

綜上所述，發動機功率下降的原因集中到燃油高壓泵上，從監控儀表調出故障發生時，高壓泵共軌壓力與正常車對比數值（圖5），可以看出，功率下降時故障車高壓共軌壓力一直保持在72 MPa，而正常設備高怠速開始時164 MPa，穩定后在128 MPa左右。因此故障點可以確定為兩個：高壓共軌壓力傳感器故障和燃油高壓泵損壞故障。高壓泵共軌壓力傳感器出現信號失真經常不報警，所以有必要再確定是否是高壓共軌壓力傳感器采集的信號出問題，導致控制器錯誤判斷。更換高壓泵共軌壓力傳感器后到作業現場試車，不到1 h故障再次出現。

圖5 故障車與正常車共軌壓力對比

2.2 故障維修

拆卸燃油高壓泵兩個柱塞總成，發現柱塞的過油孔片端面在高壓情況下泄漏嚴重（圖6）。

圖6 高壓泵柱塞孔片損壞情況

在顯微鏡下可以看出，燃油高壓泵2個柱塞的2個孔片接觸面發生泄漏，孔片1端面發紅發藍損壞泄漏嚴重，孔片2接觸面損壞，泄漏情況比孔片1好。燃油高壓泵重新更換2個孔片后安裝試車10 h，未出現功率下降情況，故障消除。

3 經驗總結

（1）此次功率突然下降與燃油箱進入異物堵塞癥狀非常相似，因此做了重點的排查。

（2）燃油高壓泵安裝位置緊湊，拆卸非常麻煩，需要拆除濾芯、空調壓縮機等很多附件，如果錯誤判斷燃油高壓故障，不但拆卸工序多，各種部件密封且拆卸后需要維修更換，因為運動部件都會有磨損，再次安裝密封面也會改變。

（3）此次燃油高壓泵故障導致的現象很特殊，原因是柱塞泵有一個損壞不徹底。通常情況下，燃油高壓泵故障會導致無法啟動。

（4）故障現象的診斷是透過現象看本質，需要科學分析加經驗判斷。

（5）故障診斷步驟應該遵循先易后難的準則。