柴油发动机供给系的检测与诊断

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1、汽车检测与诊断技术 Inspection and Diagnosis of Automobile张东峰 宁夏大学机械工程学院汽车工程系题 目：第6节 柴油机供给系的检测与诊断授课类型 ：讲 授 课 时 数 ：3教学目的 ：掌握柴油机供给系的检测与诊断重点难点 ：柴油机燃油系统常见故障的诊断; 喷油系统故障及参数的用仪器检测。第6节 柴油机供给系的检测与诊断 一、柴油机的故障成因特点 1)柴油机的压燃条件:气缸压力3MPa以上，温度达 200-300、喷油器的喷油量或压力符合要求、喷 油时间准确。 2)柴油机气缸压力、喷油泵的压力及喷油正时、喷油 器喷射的压力、射程、喷注的锥角、各缸油量均匀 性

2、等的要求甚为严格。 柴油机工作无力、大量排烟、工作粗暴、运转不均 匀、不稳定等故障，往往起因于上述各项达不到要 求。3)柴油机的负荷调节取决于每个工作循环的喷油量， 柴油机必须装设调速器，用以限制高速、稳定怠速 。调速器的结构比较复杂，如其调整不当，零部件 磨损，连接松旷等，便使柴油机产生游车、飞车等 故障。 4)柴油机燃料系统的部分机件，均为十分精密的配合 副，它们要求柴油纯净无杂质，其物理特性受环境 因素影响要小。 柴油机的故障不但决定于自身的技术状态，而且还 受工作环境的温度、柴油的品质等因素的影响。二、柴油机典型故障经验诊断 柴油机供给系的常见故障有起动困难、功率不足、 工作不稳、排气

3、烟色不正常、飞车等。 （一）起动困难 (1)现象 柴油机起动时无着车征兆，或虽有着车征兆但多次 起动仍发动不起来；起动时排气管冒烟极少或不冒 烟；起动时排气管冒白烟。 (2)原因 1)油管堵塞、破裂或管接头漏油。 2)油路中有空气或水，或气缸中有水。 3)柴油滤清器堵塞或不密封。 4)限压溢流阀不密封、弹簧太弱、弹簧折断或失调 ，造成油压太低。5)输油泵工作不良或进油滤网堵塞。 6)喷油泵柱塞因其回位弹簧折断而不回位或 柱塞偶件磨损过甚。 7)供油拉杆上的调节拨叉或柱塞套筒上的扇 齿松动。 8)出油阀偶件关闭不严或其弹簧折断。 9)高压油管破裂或接头松动。 10)供油时间过早、过晚或联轴器可调

4、部分 松动。 11)喷油器由于针阀偶件磨损过甚、针阀下端 锥体与其座不密封、喷油器弹簧或调整不 当等原因造成喷射压力过低。 12)喷油器针阀卡住，造成不能关闭或开启。 13)喷油器喷孔堵塞或喷雾不良。 14)气缸压缩压力不足或空气滤清器严重阻塞 。 15)起动转速太低或起动预热程度不够。 16)喷油泵供油拉杆在停车位置上卡住或起动 供油量调整不足。(3)诊断 柴油机起动的必要条件是：起动转速，气缸压缩压 力，空气和燃料，良好预热等。应先检查起动的必 要条件是否都能满足，并注意观察起动时排气管的 排烟然后按下列方法诊断。 1)若起动时排气管不冒烟，说明喷油泵不供油。此时 按高、低压油路逐次诊断，

5、其诊断流程如图2-34所 示。 u低压油路排气：操纵手动油泵供油，再拧松柴油滤 清器上的放气螺钉排除空气，直至从放气螺钉处流 出的燃油不含气泡为止，然后在燃油溢流的情况下 旋紧放气螺钉。然后同法排除喷油泵低压油腔的空 气。2)起动时排气管冒白烟或灰白烟，但仍不易着车，其 故障可按下列方法诊断，其诊断流程如图2-35所示 。 检查柴油中是否有水。 可拆下喷油泵侧盖，旋松高压油管与喷油器之间的 管接头，并使供油拉杆处于最大供油位置，在用手 油泵泵油的同时，用特制工具或大一字旋具上下撬 动喷油泵分泵柱塞。如果从旋松的管接头处流出水 或在燃油中夹杂水珠，说明高压油路中确实有水， 应继续撬动，直至流出的

6、是纯净的燃油为止，并在 燃油溢流的情况下旋紧管接头。依次将所有高压油 管中的水排完，高压油路中的空气排除亦可采用这 一方法。检查起动供油量。 检查时应将加速踏板踩到底，此时喷油泵的操纵臂 靠在高速限制螺钉上，然后观察或测量供油拉杆是 否能处在供油方向上的极大位置。 但起动供油量调整得太大，或因多次起动未能着火 而在燃烧室集油太多时，也会造成柴油机起动困难 。 检查喷油器的喷雾质量。 良好的油雾束，其油雾必须是十分均匀和细微，没 有明显的油滴和油流，没有浓淡不均的现象。并且 ，断油清脆，油雾锥角和方向正常，喷前和喷后均 无滴油现象，经多次喷油的喷孔附近干燥。 如喷油器喷雾质量达不到上述要求，且相

7、差甚远， 或个别喷油器喷孔堵塞时，则发动机难以起动。(二)功率不足 (1)现象：汽车行驶时动力不足，加速不良，转速不能 提高到应有的范围。 (2)原因 1)上述“起动困难”中的1-14条原因也可造成动力不 足。 2)供油拉杆或调速器运动件发卡、调速器弹簧折断， 造成供油拉杆不能到达位置。 3)调速器调整不当，造成高速时起作用太早，使发动 机达不到额定转速。 4)额定供油量调得太低或太高。 5)个别缸不工作或工作不良。 (3)诊断：可按如图2-36所示的诊断流程进行。(三)排气管冒黑烟 u正常废气：无色透明或接近无色透明的气体；全负 荷、急加速或起动时，呈现灰色或深灰色。 (1)现象：柴油机排气

8、管排黑烟。 (2)原因 1)空气滤清器严重堵塞，造成进气量不足。 2)喷油泵供油量过多或各缸供油不均匀度过大。 3)喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油。 4)供油时刻晚。 5)气缸工作温度太低或压缩压力不足。 6)机油进入燃烧室过多。 7)校正加浓供油量过大。(3)诊断 u诊断流程如图2-37所示。 当柴油机循环供油量大时，如果是怠速时排 黑烟，说明怠速循环供油量太大。柴油机短 时间全负荷运转，其排气烟色为灰色属于正 常。 气缸密封性差时，不仅使压缩终了的气缸温 度、气缸压力和涡流强度降低，而且漏掉的 空气量增多，燃烧时氧气量不足，燃烧不完 全，排气冒黑烟。 质量低劣的柴油，雾化性能差，着火性能差

9、 ，燃烧不完全，因而排气冒黑烟。(四)飞车 (1)现象 柴油机在全负荷运转突然卸掉负荷后，转速自动升高 超过额定转速而失去控制。 (2)原因 1)供油拉杆（或齿杆）在其孔内因缺油、锈蚀、油腻等 原因造成发卡，使其在额定供油位置上回不来。 2)调速器因飞块组件发卡、锈污、松旷或解体等原因失 去效能或效能不佳。 3)供油拉杆（或齿杆）与飞块组件脱开。 4)调速器内加机油过多或机油太粘稠，使飞块甩不开； 5)油底壳加机油太多或气缸窜油严重，使气缸额外进入 燃料。(3)诊断方法 柴油机飞车后，应采取紧急措施使发动机熄火。 若汽车在运行中，万不要脱档或踩下离合器，应 紧急制动直至发动机熄火。若汽车静止发

10、动机空 车可采用关闭油箱开关、卸下柴油滤清器至喷油 泵的管接头、用衣服和座垫等物死进气管口、操 纵减压手柄使气缸处于减压状态等方法，使柴油 机尽快停车。 飞车故障未排除前决不允许再起动柴油机。 飞车故障的诊断应在柴油机熄火以后，图2-38所 示的诊断流程进行。三、喷油系统故障及参数的仪器检测 (一)喷油压力波形分析 通过检测燃油喷射过程中高压油管中的压力 变化来判断柴油机燃油供给系统的技术状况 及诊断故障。 当燃油供给系统某一主要零部件工作不良时 ，必然会对燃油喷射过程产生影响，其喷油 压力波形也就会发生变化。1.燃油喷射过程 下图为高压油管内压力曲线和喷油器针阀升程曲线 ；po、 pmax、

11、pb、pr分别表示针阀开启压力、最高压力 、针阀关闭压力和油管中的残余压力。 整个燃油喷射过程中，高压油管中的压力变化 可分为三个阶段： 第阶段：喷油延迟阶段。对应于燃油进入油 管使油压升高到针阀开启压力po的一段时间， 即喷油泵供油始点至喷油器喷油始点的一段时 间。 若针阀开启压力po过高、高压油管渗漏，出油 阀偶件或喷油器针阀偶件不密封而使残余压力 pr下降，以及增加油管长度或增加高压油系统 的总容积，均会使喷油延迟阶段增长。第阶段：主喷油阶段。 其长短取决于喷油泵柱塞的有效供油行程，并随发动 机负荷大小而变化，负荷越大，则该阶段越长。 第阶段：自由膨胀阶段。 当柱塞有效行程结束、出油阀关

12、闭后，由于油管中的 压力仍高于针阀关闭压力pb燃油会继续从喷孔中喷出 。若油管中最大压力pmax不足，该阶段缩短，反之则 该阶段延长。 压力曲线上三个阶段的长短，对发动机工作状况的好 坏会产生影响。对多缸发动机而言，若各缸供油压力 曲线上的、段不一致，则对发动机工作性能 的影响会更大。2.压力波形检测 采用柴油机专用示波器和柴油机综合测试仪、汽柴 油机综合测试仪等，均能在柴油机不解体情况下， 检测各缸高压油管中的压力波形和喷油器针阀升程 波形。 通过波形分析，不但可以得到最高压力pmax ，针阀 开启、关闭压力po, pb以及残余压力pr ,还可判断喷 油泵、喷油器故障和各缸喷油过程的均匀性。

13、 常用的检测仪器有CFC-1型柴油发动机测试仪、QFC- 4型发动机综合测试仪和WFJ-1型微电脑发动机检测 仪等。 检测仪经预热、自校、调试后，把串接式油 压传感器按使用要求安装在高压油管与喷油 器之间或把外卡式油压传感器按要求卡在高 压油管上；将发动机转速稳定在800- 1000r/min，按使用说明书的要求通过按键选 择，屏幕上即可出现被测发动机的供油压力 波形。 高压油管内的压力波形，可通过按键选择用 全周期单缸波、多缸平列波、多缸并列波和 多缸重叠波四种方式进行观测。 全周期单缸波： 指喷油泵凸轮轴 旋转360时某 单缸高压油管中 的压力变化波形 。 多缸平列波： 是以各缸高压油 管

14、中的残余压力 Pr为基线，按发 火次序把各缸压 力波形从左到右 首尾相接所形成 的波形，利用该 彼形可比较各缸 的po, pb, pmax 的大小是否一致 。 多缸并列波： 指把各缸压力波形 首部对齐，按发火 次序在垂直方向上 自下而上展开所形 成的波形，通过比 较各缸压力波形三 阶段面积的大小， 即可判断各缸喷油 量的一致性。 多缸重叠波： 指将各缸压力波 形首部对齐重叠 在一起所形成的 波形，利用重叠 波可比较各缸压 力波形的高度、 长度、面积和各 缸po, pb, pmax, pr的一致性。3.压力波形分析 (1)典型故障波形 1)喷油泵不泵油或喷油器在开启位置“咬死” 不能关闭2)喷油

15、器在关闭位置不能开启 主要原因是针阀开启压力调整过高或喷油器 针阀被高温烧蚀而“咬死”。此时，喷油泵 正常供油但喷油器不喷油，反映在油压波形 曲线上，则曲线光滑无抖动。3)喷油器喷前滴漏 产生喷前滴漏的主要原因是喷油器针阀密 封不严，或者针阀磨损过度，或者脏物粘 在针阀密封表面。在油压波形曲线上，表 现为压力上升阶段有两个抖动点。4)高压油路密封不严 高压油路密封不严时，油压波形曲线残余压力部 分呈窄幅振抖并逐渐降低。5)隔次喷射 隔次喷射一般 在供油量较小 、喷油器弹簧 压力较高时发 生。 反映在油压波 形曲线上，则 残余压力部分 上下抖动，如 图所示。4.油压检测 发动机各缸油压波形曲线上

16、观测到的最高压力pmax,针 阀开启压力po,针阀关闭压力Pb和油管中的残余压力pr 应基本相等，并符合规定要求。 若喷油压力低于规定值时，应在专用喷油器试验台上 对喷油器进行调试。 5.各缸供油量一致性检测 在各缸压力po, pmax, pb, pr基本一致的前提下，可通 过波形比较来检测各缸供油量的一致性。 把发动机转速调整至中、高速，而后利用并列波或重 叠波比较各缸油压波形的一致性。 若某一缸波形窄，则说明该缸供油量小；若波形宽， 则说明该缸供油量大。 (二)供油正时检测 供油提前角指喷油泵的柱塞开始供油时，该缸活塞 距压缩行程上止点所对应的曲轴转角。 供油提前角过大时，将使发动机工作粗暴、功率下 降、油耗增加、怠速不良、加速不灵及起动困难； 供油提前角过小，发动机功率下降、油耗增多、加 速无力，同时会因补燃增多而使发动机过热。 柴