通过以上分析可以看出,空气是从存在负压的地方进入燃油系统的。维修实践证明,进空气的故障大多数发生在柴油机的低压油路。因此,排除燃油系统内的空气,应当从负压段入手。所谓“负压段”,是指从燃油箱至输油泵进油口之前的油路。在柴油机运转时,输油泵对这段油路产生吸力,所以低压油路的压力低于大气压力。在燃油系统的负压段,漏油较少,而漏气较多。
为了判别空气存在于低压油路还是高压油路,可以在柴油机自动熄火后,立即拧松喷油泵上的放气螺钉,如果从中有气体冒出,而且需要拧松出油阀座才能排尽空气,说明空气隐藏在高压油路;如果从喷油泵上的放气螺钉处没有气体冒出,只有用手油泵泵油才能排出空气,说明空气隐藏在低压油路,然后按照燃油流动的路线,从燃油箱、输油管、输油泵、滤清
器、喷油泵这样一路查过来,一般能够排除燃油系统吸进空气的故障。
二、通过回油管排查故障
1. 柴油机设置回油装置的目的一是调节燃油压力。为了克服燃油在低压油路中流动的阻力,保证对喷油泵的燃油供应,柴油机对输油泵的供油压力有严格的要求。在Ⅱ号多缸柱塞式喷油泵上,其上体的一端设置了进油管接头,另一端设置回油接头,在回油接头中装有回油阀(又称溢油阀、限压阀)。当喷油泵上体水平油道的柴油压力低于 50~60kPa 时,该回油阀关闭,喷油泵回油管内没有柴油流动;当上体水平油道的柴油压力高于 50~60kPa 时,回油阀被打开,部分柴油经过回油管流回输油泵,从而使喷油泵上体水平油道内维持规定的油压,此时回油阀起到了“稳压恒流、排除空气”的作用。
二是导出多余的燃油。喷油器上的回油管属于这种情况。从设计上讲,输油泵输送的燃油数量无法做到恰如所需,总要多于喷油泵的需要量。另一方面,尽管喷油器针阀偶件的制造非常精密,但是毕竟存在细微的配合间隙,工作时从针阀与针阀体之间、针阀体上端面与喷油器体下端面之间难免有柴油泄漏,这些泄漏的柴油在喷油器内腔越积越多,当油压达到一定程度时,将造成针阀升起困难,可能导致喷油器无规律喷油,甚至卡死针阀。设置回油管并导出多余的燃油,就能消除上述不良现象,保证柴油机正常运转。
2. 通过回油管排查柴油机故障的方法
根据上述原理,可以通过回油管巧妙地检查、判断柴油机的某些故障。例如在缺乏燃油压力表或者燃油压力表接入进油管路有困难的情况下,要想了解燃油系统的压力是否正常,可以通过观察回油情况间接地进行判断。具体方法是:脱开回油管,然后起动发动机,注意观察回油的情况。如果回油比较急,说明燃油系统的压力基本正常;如果回油疲软或者没有回油,说明燃油系统压力不足,需要检查、修理燃油泵等零部件。
也可以将各喷油器的回油管分别引导到量杯中,然后起动柴油机,再测量各缸喷油器的回油量,如果某缸的回油量明显偏多或偏少,说明该喷油器失常。
一辆依维柯 40-10 客车,其柴油发动机的怠速不稳定,排气管有“突突”响声,汽车行驶无力。该车的喷油泵经过专业维修站调校后不久,喷油泵应该没有大问题。检查喷油压力,正常;检查各气缸的压缩压力也正常,但是在对第 4 缸做断油试验时,柴油机的转速没有明显变化,说明这个气缸不工作。同时还有一个特殊的现象:每当旋松喷油器回油管接头的一刹那,柴油机运转变得平稳;拧紧回油管接头大约 10s 后,柴油机又运转不平稳。最后终于查明是回油管堵塞了。回油管堵塞后,未能及时排出的回油滞留在喷油器针阀的背后,当积存到一定程度,针阀的背压大增,最终使喷油器无法正常工作。正因为如此,当旋松喷油器的回油管接头后,回油流失了一部分,喷油器针阀的背压降低了,第 4 缸喷油器又能工作一会儿;当拧紧回油管接头大约10s 后,由于回油无法送走,柴油机又运转不平稳了。
还有一台 4125A 型柴油机,在工作中自动熄火,检查发现柴油滤清器内存在空气,将空气排尽后,柴油机能够起动,但是只工作一会儿又出现“喘气”现象,转速下降,继而熄火。根据这些特征,怀疑喷油器有故障,于是拆开喷油器上的回油管,然后起动柴油机,不再出现熄火现象。分解喷油器检查,发现第 3 缸喷油器的针阀偶件严重磨损,在压缩行程时,气缸内的高压气体经过针阀偶件的导向部位进入回油管,然后再进入柴油滤清器,因而导致柴油机熄火。
另外,暂时人为地堵住柴油机喷油泵上的回油管,再用手油泵泵油,可以检查从输油泵到喷油泵之间的漏气位置。
三、保持燃油系统高度清洁
柴油机燃油系统主要部件的加工精度非常高,例如喷油泵柱塞偶件的配合间隙只有 0.0015~0.0020mm,柴油机喷油器针阀导向部位的间隙为 0.002~0.004mm,而人的头发丝的直径是这一数字的 30 倍。另外,喷油器密封锥面的最大形状偏差要求控制在 0.001mm 以内,这一精度只相当于 4000 个原子位置。燃油系统精密偶件如此微乎其微的公差值,使其对燃油中的清洁度极其敏感,杂质和水分绝对不能进入精密偶件内。如果精密偶件因水分或污物出现卡滞,柴油机将无法正常运转。因此,对于柴油发动机而言,保持燃油系统高度清洁显得尤其重要。
为了尽可能隔绝水气和污物,必须按照《使用说明书》的规定,定期保养油水分离器和燃油滤清器,及时排除其中的水分。例如全顺柴油发动机安装有油水分离器,EQ2102 型牵引车的柴油滤清器上也带有油水分离器。
康明斯 B 系列柴油发动机采用双级燃油滤清器,它的第一级为带有放水阀的油水分离器。首次起动前,应该旋松下端的放水阀,放水20s,然后拧紧。如果气温低于 0℃,每天收车后必须马上放水。放出的液体是燃油与水的混杂物,无论其中含油多少,都必须全部弃用,这样可以使燃油总是处于清洁状态,避免柴油滤清器发生堵塞现象。康明斯 B 系列柴油机燃油滤清器的更换里程为 1.6 万 km。更换时,拆下旧燃油滤清器总成,连同里面的燃油一起报废,不能将旧燃油滤清器中的燃油倒入新燃油滤清器内,因为旧油中带有很多过滤下来的杂质,倒入新燃油滤清器后,会加剧喷油泵和喷油器的磨损。
对于南京依维柯汽车公司生产的索菲姆 8140.43S 型柴油机(采用博世 CP1 高压共轨喷射系统),该发动机安装了油水分离器,而且在柴油滤清器上设置了积水传感器。这 2 个积水传感器的电路是并联的,任何一个起作用,都可以使积水指示灯点亮。如果发生断路,仪表上将没有积水的警示,操作者不知道积水的存在,可能放松对积水的检查,容易导致喷油泵内部积水和锈蚀。