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柴油机油耗过高原因

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 第七节：柴油机油耗太高故障的诊断技巧与思路

       所谓柴油机的油耗异常包括燃油消耗高和机油消耗高两类，机油消耗高的原因和排除已在第四章中已有叙述，这里不再多说。本节主要就柴油机燃油消耗太大的原因及判断方法进行分析和叙述，供大家参考。
1.柴油机磨合运行不足或没有磨合
　　柴油机如果没有经过很好的磨合运行就投入大负荷运行，由于相关运动副磨合不到位，可能增加运行阻力；如果活塞环与缸套磨合不好，其密封效果就会变得较差，压缩压力机油下降。这些都直接影响柴油机燃烧效率和动力输出，导致油耗增大。实践证明一台磨合良好的柴油机其省油效果要比没有经过良好磨合的同类柴油机节油10%以上。
2.柴油机自身质量完好状态的影响
　　柴油机质量对燃油消耗也非常大，运行状态良好的设备是降低车辆燃油单耗的基础。影响柴油机油耗的因素中，供油系统、进气系统、冷却系统、燃油喷射控制系统、柴油机增压系统、柴油机运转工况等都会对输出功率和油耗产生直接的影响。下面将对这些因素进行分析。
（1）供油系统的影响
　　燃油供应系统中，喷油泵及喷油器的质量，直接决定柴油机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定、喷油器雾化不良，是造成燃烧不良的主要原因。
喷油泵压力不够，喷油器检修不好或检修不及时会造成柴油雾化不良，燃烧不干净，将产生大量的燃油滴漏浪费。这些滴漏的燃油不但造成浪费，而且还会在柴油机燃烧部位产生大量的积碳，影响柴油机和增压器工作的效率，进一步降低了柴油机的输出功率，增加了燃油的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约燃油有重要的意义。
（2）柴油机冷却系统的影响
　　柴油机冷却系统对于车辆节油显得更为间接，更不容易引起检修部门的重视。有关试验表明，增压空气温度每降低10℃，柴油机功率可提高 2 -3 %；如果柴油机功率不变，可使燃油消耗率降低 11.5 %。冷却系统中中冷器堵塞、叶片倾倒等因素会导致空气的流通阻力加大，柴油机空气进气量不足，冷却效果等主要指标降低，影响柴油机正常燃烧，造成柴油机冒黑烟、功率下降、排气总管红等一系列问题。这些问题发生的同时，都会使柴油机功率下降，车辆寿命缩短，燃油消耗增大。
（3）柴油机增压系统的影响
　　柴油机增压系统是提高柴油机功率、改善柴油机经济性的有效途径。增压器工作状态的好坏，对柴油机的工作质量影响很大。增压器增压压力能否保证在科学合理的压力水平，保障柴油机处于良好的工作状态，对于柴油机的油耗影响较大。
（4）柴油机进气系统的影响
　　柴油机进气系统对于油耗的降低也非常关键。增加进气量能够促进柴油更加充分的燃烧，增加柴油机的工作效率和燃烧效率，从而达到节油的效果。空气滤清器堵塞，会大大减少空气进气量，也会产生燃油的浪费。现场检查发现，很多车辆空滤器堵塞严重，严重影响空气的进气量，会使燃油消耗量大幅度增加。
（5）柴油机控制系统的影响
　　柴油机控制系统的使用实践中，电子控制比机械控制节油效果非常明显，电子控制不仅可以使车辆控制系统集中而简化，还有明显的节油效果。
（6）柴油机调整因素的影响
　　柴油机的喷油提前角、气门间隙等调整不到位，不仅影响柴油机的运行状态，而且也直接增加柴油机的油耗。
（7）柴油机活塞缸套的影响
　　如果柴油机活塞缸套磨损严重，将导致柴油机气缸压缩压力不足，燃油燃烧不完全，柴油机一方面表现为动力不足、排气冒黑烟；另一方大大降低了燃油的使用效率，使油耗大大增加。
3.车辆操控水平的影响
　　同一车辆或设备，不同的操作人员和操纵方法将导致不同的燃油消耗，熟悉熟悉道路、准确掌握车辆运行速度和操纵平稳、制动时机适当者，燃油消耗就少。反之，燃油消耗就会增加。
4.车辆行驶道路质量的影响
　　良好的道路质量和高速公路行驶，能够提高车辆运行的速度，降低刹车频率，保障车辆运行在最省油的理论速度上，这样能够保障车辆运转平稳，减少燃烧室的积碳，提升燃油燃烧效率，降低燃油消耗，取得明显的节油效果。
5.柴油机存在隐性漏油或泄露故障
　　如果柴油机各油管、接头等密封不良造成泄漏时，也许泄漏不明显，但久而久之，对燃油的消耗也是不可小视的。下列现象导致油耗增加并必须立即处理的：①机油中有柴油，即机油油面升高中的柴油因素；②冷却液中有柴油。这两个因素都可能导致燃油油耗增加，且对柴油机的正常运行都会带来负面影响。如有出现，必须立即处理。机油中油柴油的故障处理在第四章中已有论述，这里仅通过下列故障实例，说明水箱中有柴油故障的判断与排除。
6.柴油机水箱进柴油故障的排除案例
（1）故障现象 一台卡特E200B型挖掘机上配装的3116型柴油机，在工作中出现如下故障现象：柴油不断地从水箱补水灌中溢出，而且该现象逐渐加重，但柴油机停止工作后此溢油现象消失；柴油机动力没有明显下降，设备仍能继续工作，但油耗大增，冷却效果明显下降；打开水箱盖时可发现冷却液表面浮满柴油。
（2）故障分析 由于该型柴油机与传统的高压油泵式柴油机的燃油系统不同，其燃油系统由柱塞和喷油嘴为一体的装置组成（通称其为单体泵燃油系统），从输油泵输出的低压油通过缸盖内部的油道送至各缸单体泵。这种设计省去了外部的高压油管，从而达到高效、省油的目的。这是目前电喷柴油机的结构要比传统柴油机的复杂得多，缸盖中不仅有冷却水道和润滑油道，还有柴油油道。
单体泵安装在各缸燃烧室的上方，当拆去气门室盖和摇臂后，可看到单体泵在缸盖上露出的那一部分，同时可看到控制拉杆和控制尺条；若拆下单体泵，可看见镶嵌在缸盖内的铜套，该铜套将冷却液和柴油隔开，以达到冷去柴油和喷油嘴的目的。因铜套内充满柴油，故一旦铜套破损或与缸盖之间密封不严，由于柴油机在工作时柴油压力大于冷却液的压力，柴油会通过缝隙或破损处渗入冷却液中，随着油量的不断增加，及其在冷却水道中作循环流动，最终会从补水灌中溢出。根据上述分析，可判定该机故障是铜套渗漏所致。造成铜套渗漏的主要原因有以下3个方面：
①铜套破裂导致渗漏。大部分原因是由于没有按照生产厂家要求的型号添加冷却液，或使用了劣质的冷却液，铜套因受到腐蚀而破损。
②更换铜套时，接触面处理不当而造成渗漏。主要是由于在更换铜套时，铜套与缸盖的镶嵌表面没有处理好，有毛刺或污物存在，造成铜套镶嵌不紧密，经过一段时间的高温和振动后产生缝隙，导致渗漏。
④柴油机的使用和保养不当而造成渗漏。由于该挖掘机已使用多年，其部分电器老化严重，水温传感器已失灵，而驾驶员在操作中并没有及时发现，造成柴油机在缺水后产生高温，缸盖与铜套因材料的膨胀系数不同使两者之间产生缝隙，并出现渗漏。
在柴油机停止工作时，柴油和冷却液的压力均消失，此时即使拆下气门室盖及气门摇臂和单体泵，肉眼无法观察到铜套外观和镶嵌部位是否有破损和泄露的地方。因此，如何快速而有准确地判断出是哪个铜套产生的渗漏就成为排除故障的关键。从压力油的渗透性得到了启发，反向加压也可观察和判断有泄漏的单体泵安装底孔，而且给冷却水箱加压容易实现，加之拆下单体泵后的柴油油道已暴露在外面，这样很快就能观察到泄露的部位。
（3）故障排除 判断铜套泄露的具体操作方法是：首先，为了防止冷却液流入燃烧室和油底壳中，应先将冷却液全部放出；然后打开气门室盖，拆下摇臂和单体泵，将各单体泵安装孔的铜套清理干净，并在铜套与缸体的镶嵌处和表面涂抹少许肥皂水；最后，向水箱中注入一定压力的空气并保持1~3min左右，此时从单体泵安装孔处观察铜套安装部位的情况，若有气泡出现，就证明此铜套有泄漏。
在确定泄漏或破损的铜套后，必须按照该柴油机厂家的操作规定将铜套拔出，并换上新铜套。需要注意的是，由于是在不拆下缸盖总成的情况下更换铜套，所有拉拔旧铜套时应格外小心和仔细；同时，在拆卸和安装气门室内的零件时要做好防护工作，以免螺钉或小件工具掉入缸体或油底壳中。铜套安装完成后还须再作加压检查，如确认没有渗漏，铜套的更换工作即告完成。

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