风冷式柴油发动机典型故障分析与诊断方法

王长春

（兰州市轨道交通有限公司，甘肃 兰州 730000）

风冷式柴油发动机应用十分广泛，虽然其具有体积小、重量轻以及磨损少等突出的特点，故障率也相对较低，但是随着其应用的增加，在实践中还是会出现一些故障问题，必须对此引起高度的关注。在对风冷式柴油发动机进行检修维护时，要全面分析故障原因，结合故障类型的不同来合理选择故障诊断方法，从而准确快速地发现故障点位，并采取有效的故障排除以及预防措施，以保证风冷式柴油发动机运行的稳定性和安全性，从而为机械设备各项功能的正常发挥提供可靠的保证。

1 概述风冷式柴油发动机的主要特点分析

与传统发动机相比，风冷式柴油发动机不仅重量轻、体积小，而且其适应性更加广泛，能够满足在高温地区的使用需要[1]。风冷式柴油发动机还具有故障率比较低的特点，其不需要水冷式发动机的冷却水循环系统，有效地提高了发动机运行的可靠性。风冷式柴油发动机的缸套损耗率也相对较低，有效地提高了发动机的使用寿命。

2 风冷式发动机典型故障分析

2.1 常见故障现象分析

虽然风冷式柴油发动机的故障率相对较低，但是随着其应用的增加，仍然存在发生故障的风险。在比较常见的故障中主要包括下面几种情况。一是部分风冷式柴油发动机在启动后会出现黑烟，同时发动机还伴随有动力下降的现象，而且黑烟会持续冒出。部分发动机出现动力下降情况时，还会通常出现明显的振动，且伴有黑烟以及烟灰排出。部分发动机会在启动后的10～20 min后发生冒黑烟的情况，同时黑烟的浓度以及颜色还会不断地增加，而此时发动机的动力明显下降，其耗油量也会急剧增加，且随时可能发生停机故障[2]。

2.2 常见故障类型分析

2.2.1 发动机由于长期使用而发生的故障类型

风冷式柴油发动机在经过长期使用后，可能会由于长时间的运转而发生自然故障，对于这类故障可以综合发动机的运行参数、故障现象以及相关的维护保养记录来进行综合的分析。

2.2.2 部分发动机零件的疲劳故障类型

一些风冷式柴油发动机虽然其本身并没有发生实质性的质量缺陷，然而个别零部件在运行过程中出现了疲劳现象，也有可能对发动机的整体运行状态造成明显的影响。比较常见的有发动机配气机构出现气门弹簧以及挺杆疲劳问题，活塞环发生断裂情况以及调整螺栓损伤等都会造成风冷式柴油发动机在无故障征兆的情况下突然发生故障。在对该类型故障进行诊断时可以通过耳听方式来对噪音位置进行定位等方式来加以判断。

2.2.3 发动机的燃油系统故障类型

风冷式柴油发动机的燃油系统有时候会发生突发性的故障，因此在故障类型判断时要综合分析排烟情况以及发动机各个汽缸的具体来油情况，以提高判断的准确性[3]。当汽缸来油异常且发动机转速明显较低，同时伴有冒黑烟以及排灰现象，以及发动机在运行过程中有间歇性声响以及振动情况时，其主要属于发动机燃油系统的滴油以及喷油器雾化不良故障类型。当由于汽缸无油造成发动机转速明显降低，但其转速仍能保持稳定且未产生振动时，属于油路故障类型。当发动机只是在运行过程中产生黑烟而无其他异常情况时，属于燃油杂质含量过高而导致的故障类型，此外，也有可能是阀门没有密闭而造成的故障类型。风冷式多缸柴油发动机的故障类型往往是相同的。

2.2.4 发动机过热故障类型

发热故障是风冷式柴油发动机比较常见的故障类型之一。其主要表现除了在发动机启动后10～20 min后排出黑烟、动力降低以及耗油量增加外，其排黑烟的问题还会持续30 min以上，并造成发动机动力输出严重下降。另外，部分发动机在发生排黑烟等一系列故障现象后，会出现停机情况，且在经过1 h左右后虽然可以正常重启，但是仍然会在启动后几分钟内再次发生上述故障问题。

2.3 分析故障原因

由于风冷式柴油发动机主要是通过风扇产生的气流来实现冷却机体的目的，同时需要润滑系统来对发动机内的各零部件进行润滑。而在实际使用过程中，操作人员会根据实际情况来调整发动机的转速，而发动机的转速变化会对其运行的稳定性产生较大的影响。特别是当发动机转速过低时，发动机有可能出现轴承损坏、烧瓦、进气不足以及气门间隙或者摇臂轴套故障，造成发动机动力降低以及排黑烟等故障问题。而发动机配气机构以及其曲柄连杆机构没有得到有效的润滑是影响发动机转速的主要原因。

3 风冷式柴油发动机典型故障诊断方法分析

3.1 发动机启动故障的诊断方法

当发现风冷式柴油发动机难以启动且存在化油器回火问题，可以首先尝试将发动机动力加大，如果此时发动机发出较大噪音且剧烈振动，说明风冷式柴油发动机存在点火过早并造成了发动机过热故障。检修人员应及时对发动机曲轴、磁电机飞轮以及喷油器等进行检查，并通过对相关零部件进行维修更换等方式来排除故障。

3.2 消声器故障的诊断方法

当风冷式柴油发动机的消声器尾部在启动时发生“放炮”情况时，应首先检查发动机在加速过程中的转速是否正常，并要检查其排气声音是否沉闷。如果发现发动机在运行过程中的功率较低，说明发动机是由于喷角提前角过小、喷油压力太低雾化不良或者汽缸压力不足等问题而造成的故障，检修人员应及时采取相应的故障排除措施。另外，检修人员应加强日常的维护保养工作，及时更换损耗比较严重的零部件，这样才能降低故障的发生率。

3.3 发动机声音异常的诊断方法

当发现风冷式柴油发动机在运行过程中存在摩擦声，且当发动机动力增加时摩擦声也会随之加大，说明发动机存在活塞单边擦缸等问题。应首先对发动机进行停机处理，然后再进行故障排查。

3.4 通过观察气门间隙进行故障诊断的方法

检修人员在日常工作中要注意观察风冷式柴油发动机气门状态，并对其气门间隙变化进行规律性的总结分析，这是故障诊断中的重要方法之一。当气门间隙发生突然性的改变时，同时说明发动机将出现散热不良等故障，会严重影响发动机的正常运行，需要及时采取相应的维护检修措施，将气门间隙控制在合理的范围内。

4 结语

造成风冷式柴油发动机故障的原因比较复杂，因此在故障诊断维修工作中要准确判断故障类型以及故障原因，科学地运用故障诊断方法，以提高故障排查的效率和质量。检修维护人员要注意积累经验，并加强技术学习，不断提高检修维护的技术水平和故障排查能力，为发动机的正常运行提供可靠的保障。此外，在发动机的使用过程中，操作人员应严格遵守操作规范，并加强日常的维护保养工作，以降低发动机的故障率。