港口流动机械发动机熄火故障的分析与诊断

郭英轩，郑俊华

（北海职业学院，广西 北海536000）

港口流动机械，是现代化港口进行装卸、搬运、仓储等作业必不可少的机动装备，主要包括叉车，正面吊、装载机，汽车起重机、柴油型龙门起重机等。港口流动机械，大部分采用柴油发动机作动力。由于生产任务重，设备使用率高，因此故障发生率也较高。在这些故障中，发动机熄火是比较常见、出现频率最多的故障。作为港口企业的机械设备维修人员，掌握发动机熄火故障的诊断方法，对提高设备维修效率和及时保障作业现场的正常运转，有着非常重要的意义。

1 港口流动机械发动机的工作原理

港口流动机械发动机，主要是柴油机，品牌和型号各有不同，其中以四冲程柴油机居多。不论是哪种柴油机，它们的工作原理都是一样的，都是一种将柴油燃烧所产生的热能转化成活塞往复直线运动的机械能的能量转换装置[1]。以四冲程柴油发动机为例，要完成这个能量转换过程，必须经过进气、压缩、做功、排气等四个步骤，通过压缩空气产生高热，使喷入雾化的柴油剧烈燃烧产生爆炸膨胀，形成压力直接作用于活塞上，推动活塞沿气缸通道作高速的往复直线运动，该运动再通过曲柄连杆机构转化成飞轮的连续旋转运动，从而为港口流动机械提供持续的动力。如图1所示。

图1 四冲程柴油机的工作原理

2 港口流动机械发动机的主要构造

港口流动机械的发动机，大多采用柴油机，其构造主要包括两个机构和四个系统[2]。如图2所示。

（1）配气机构：包括进气门、排气门、气门弹簧、气门座、凸轮轴、正时齿轮、进排气管及空气滤清器；

（2）曲柄连杆机构：包括活塞、活塞销、活塞环、连杆、曲轴及飞轮；

（3）启动系统：包括起动机及附属装置；

（4）燃油供给系统：包括燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、喷油泵、喷油器、调速器及油管等；

（5）润滑系统：包括机油泵、机油集滤器、机油滤清器和油道等；

（6）冷却系统：包括水泵、散热器、节温器、风扇和水管等。

图2 港口流动机械发动机的主要构造

3 港口流动机械发动机熄火故障的分析与诊断

3.1 故障现象

港口流动机械在操作运行过程中，发动机在油门不松开的情况下非驾驶不当原因突然熄火，熄火后无法再启动。

3.2 故障原因分析

3.2.1 供油故障

（1）油箱内的燃油耗尽，没有燃料继续供应发动机运行；

（2）燃油箱盖的通气阀阻塞，因油箱封闭产生压力造成燃油供应不上；

（3）燃油滤清器堵塞，或油水分离器堵塞，造成油路不通和供油中断；

（4）供油管路破损或漏气，使较多空气进入油管，造成供油不连续、不及时或中断；

（5）油箱中有水，使燃料达不到燃烧要求，造成发动机停止工作。

（6）燃油泵不工作，使油路失去动力而停止流通，供油中断；

（7）喷油故障：喷油泵机械卡死，或喷油泵轴断、喷油泵操纵拉杆断、驱动齿断、传动齿故障或连接销脱落等。

3.2.2 配气故障

配气故障，使气缸内不能及时获得燃料燃烧所需要的新鲜空气，迫使发动机工作循环停止。发生配气故障的可能原因有很多，主要的几种情况是：气门摇臂破损或断裂、摇臂座失效或断裂；调整气门间隙的螺钉松动或脱落、锁紧螺母失效、调整螺钉脱落或失效，导致气门不能打开或打开时间节点不对；气门弹簧折断、气门断头等。

3.2.3 发动机内部机械故障

发动机内部机械故障，主要是运动部件受阻或卡死[3]，可能的原因包括：缸套咬合、活塞受热膨胀而咬死；活塞断裂或脱开；有水进入气缸体；冷却失效，导致活塞拉缸和烧缸；机油泵磨损严重导致供油压力不足，造成运动部件机械烧坏、胶合或卡死；连杆螺栓脱落或折断；连杆轴颈内腔不及时保养和清洗，油泥堆积和碳化致使出油孔堵塞，发生抱轴、烧瓦等现象；汽缸垫冲烂；曲轴折断或平衡轴折断等。

3.3 故障诊断与处理

港口流动机械运行过程中，发动机突然熄火，最多的是供油故障所引起，然后是发动机内部机械故障引起，再次是配气故障所引起。遇到此故障，我们秉承着“先简单后复杂”的原则，首先应该先检查显性情况，再检查隐形情况，逐步深入进行。具体的检查步骤如下：

（1）首先查看油箱情况，看看是不是还有油，燃油箱盖上的通气阀门是否通畅；

（2）查看仪表上有无“机油压力过低”、“发动机温度过高”等情况，有则根据其对应情况做直接的检查与处理；

（3）手动方式泵油，检查油路：扭松喷油泵的放气螺钉，用手动泵油，查看放气螺钉处是否有燃油流出，如果无燃油流出，说明可能是油路堵塞，需检查整个油路，逐一排除和确定；如果有燃油喷出，则说明油路是通畅的；如果有少量油液流出并伴随气泡产生，则说明油路中有空气进入，此时应检查整个油路，看是否有某处油管破裂或磨穿，或者是否有油管接头未扭紧、螺母松动等等，以确定空气从何处进入。查明情况后做相应的处理；

（4）如检查前三步无发现问题，则用起动机方式带动发动机，查看发动机的转动情况。如果发动机能正常转动，则观察喷油泵凸轮轴的转动情况，若能正常转动，则说明不是凸轮轴的问题，可能喷油泵有故障，应进一步检查喷油泵，查看操作机构是否工作正常，可扳动油门杠杆查验操纵臂、操纵轴是否完好等。如果喷油泵的凸轮轴不能正常转动，说明凸轮轴有故障，查验凸轮轴是否断裂，齿轮紧固情况是否完好，齿轮室中的齿轮是否完好等。根据所发现的情况进行相应的更换或调整；

（5）如果起动机方式下发动机不能正常转动，则可能是发动机内部有故障。可能是机械运动部件间的咬合或卡死，比如活塞和气缸之间发生咬合造成烧缸、拉缸或卡死；喷油泵的柱塞卡死、曲轴和轴承之间咬合卡死等等。查明情况后做相应的处理；

（6）如果经检查发现供油正常，发动机也能正常转动，但发动机仍然无法启动。此时打开气门室的外罩，检查配气机构。首先查看有无明显的机械损坏；然后在发动机转动的情况下，查看进气门、排气门是否正常工作，开闭的时间节点和相位是否准确。根据发现的问题做相应的处理。

4 港口流动机械发动机熄火故障检修实例

以港口流动机械发动机熄火故障的两个检修实例，进一步说明该故障的诊断与处理方法。

4.1 实例一供油故障

2017年7月，北海职业学院T1708期暑期叉车班培训中，一辆3T柴油平衡重力式叉车无法启动。老师以此为教学契机，带领学员进行检修。经检查：油箱有油，油箱通气孔畅通，无车辆报警情况出现；扭松喷油泵的放气螺钉，用手动泵油，有少量油液流出并伴随气泡产生，由此判定油路中有空气进入；进一步检查整个油路发现，燃油滤清器和油泵间的油管有微小破孔，初步判断空气从此孔处进入。更换该段油管后，再手动泵油排出空气，直至无气泡继续产生，扭紧放气螺钉。再次打火启动，发动机恢复正常工作，问题解决。

4.2 实例二发动机内部机械故障

2016年3月，北部湾港务集团北海港作业区，某正面吊司机驾驶一台正面吊开展作业，工作进行到一半，车辆发动机熄火，无法再启动。机修值班人员及时到场检修，经检查：油箱有油，油箱通气孔畅通，无车辆报警情况出现；扭松喷油泵的放气螺钉，用手动泵油，有燃油柱状喷出；扭电门钥匙，用起动机方式带动发动机，发动机不能正常转动，由此判断可能是发动机内部运动部件卡死。打开发动机箱盖，检查气缸和活塞，发现其中一个活塞连杆连接轴断裂，活塞和气缸咬合卡死。机修人员拆下活塞和连杆，对连接轴进行更换，并对活塞和气缸进行了修复。修复后，发动机恢复正常工作，问题解决。

5 结束语

在港口流动机械的检修中，发动机熄火是最常见、出现频率最高的故障。掌握发动机熄火故障产生的原因及诊断和排除方法，能大大缩短检查时间，提高检修工作效率，及时保障作业现场的正常运转。同时，发动机熄火也是最典型的故障，掌握其诊断方法，能适用于多种港口机械的检修，对生产企业来说，保障了生产的质量、安全和进度，对于维修人员自身来说，在技术能力上也是很大的进步和提升。