工程机械柴油发动机的状态检测与故障诊断

陈恩来

摘要：在工程行业里，工程柴油发动机是一种应用比较广泛的动力机械。对于工程建设来说，工程柴油发动机的运行状态非常重要，其对整套设备的工作运转发挥着重要的作用。所以，在实际的工作中，对工程柴油发动机进行状态检测和故障诊断，确保整个设备处于正常的状态，提高设备维修质量和效率是非常有必要的。工程柴油发动机是一种复杂的往复式动力机械，结构具有一定的复杂性，运行具有一定的往复性，很大程度上增加了工程柴油发动机的故障诊断的难度。

关键词：工程机械;柴油发动机;状态检测;故障诊断

0  引言

形象的来说，柴油发动机对于工程机械来说，就相当于心脏对于人的重要性。由于工程机械的工作环境比较复杂，通常也比较的恶劣，机械经常也会超负荷的运转，这就造成工程机械的故障率较高，而发生故障最高的部分就是总成部件，该部件是工程机械检测的重点部位。在实践中，发动机发生故障，原因是多方面的，例如，发动机零件的磨损。点火、冷却、供油、润滑、启动等系统出现偏差，都会造成发动机的动力性、经济性、可靠性等性能变差。要想保证柴油发动机能够正常的工作，非常有必要对柴油发动机等进行检测及维修作业。一旦发现故障的存在，就要及时的采取措施进行故障排除，保障柴油发动机的正常运行，确保工程机械的良好工作状态。

1  柴油发动机的状态检测分析

1.1 连续检测

连续检测，也可以称之为运行检测，主要是指有关人员提供工程机械在运行中的各种信息，技术维修人员依据经验和数据的比对，确定柴油发动机是否存在异常状况，是否需要维修，保障机械能够正常的使用。在运用连续检测方法对仪器设备进行检测时，主要依靠的是机械设备上仪表盘的显示数据。

1.2 定期检测

技术人员在规定的时间范围内，运用专业的检测设备，凭借专业和丰富的工作经验，对设备进行检测、判断，一旦发生机械故障，对其进行及时的维修和保养。通常情况下，定期检测包含三种形式，即日常检测、周期检测及定修检测。日常检测，就是在每天下班之后，对机械设备进行例行检测，并对机械进行必要的机械保养;周期检测，经过一定的工周期，有专业的机械管理技术工作人员，利用仪器仪表等，对工程机械运行的状态进行全面的检测，同时完成对机械的维修和保养工作。这里的检测周期并不是固定的时间点，而是可以依据工作环境、工作时间、工作的强度、机械的使用年限等因素，进行适当的调整，据实际情况而定。当然，这个检测周期的确定要遵循适当的原则，如果周期过短，必然会增加单位的机械检测费用开支，而如果检测周期过程，则不能及时的发现机械运行中的故障，一旦故障发生，将直接影响机械的正常运转，给工程建设的顺利进行造成消极的影响;定修检测，指的是在修理前进行检测工作，为的是精准确定设备发生故障的部位、故障发生时的异常表现，从而为接下来的维修工作奠定良好基础，确定维修的方法和准备必要的配件等。

柴油发动机的工作强度大，长时间做高速往复运动，其中包含有复杂的动力学性能。与旋转机械的检测和判断相比较，状态检测和故障诊断要复杂的多，难度也较大。随着社会的发展，市面上出现了很多的发动机检测仪器，最典型的有电子系统故障检测仪、曲轴箱漏气检测仪、无外载测功仪等，这些检测仪器，每一个类型都具有多种型号的仪器，可以满足不同机械的检测需求，特别是在发动机的检测与诊断中发挥着重要的作用。柴油发动机的燃油系统通过压力波形式的研究已经取得了很大的进步，很多技术已经通过了国家的技术验收，批量生产上市已经指日可待，必将对发动机的检测与诊断工作起到一定的推动作用，虽然只是某一单项性能的检测和诊断。以柴油发动机为研究对象，运用多种诊断技术和诊断设备，进一步探索和研究特征参数、诊断程序及诊断标准等，大量的工作需要不断付出努力，继续探索和研究。

总的来说，柴油发动机的故障包括两种：

第一种故障，是发动机尚能够运转工作，但是工作效率变低。这种故障的排除比较简单些，只需要进行一定的调整和保养即可，发动机就可以排除故障，正常的工作了。

第二种故障，比较严重些，柴油发动机已经不能工作，只有经过维修，才能排除的故障。这里我们主要探讨的检测与诊断主要是指第二种故障形式。

2  柴油发动机的检测和诊断方案分析

柴油发动机检测与诊断的方式有如下几种：

其一，从测功和油液分析着手，一般来讲，发动机中的零部件是发动机正常工作的保障，一旦它们出现问题，都会给整个发动机的正常运转造成影响。在实践中，最直接而有效的检测发动机的办法，就是测量发动机额定功率输出是否正常。在发动机的输出功率测量和检测过程中，无外载测功技术的运用发挥着积极的作用。测量的输出功率正常，则说明发动机运转也是正常的，至于这种正常状态下，是否存在潜在的故障，一时也不好判断，只能等待时间来证明。在实际工作中，一旦有杂物进入到柴油发动机的燃料、润滑系统当中，就会造成很多的异常情况，大块磨粒会产生，通过直读式铁谱分析，可以及时的发现异常，避免在不知情的情况下冒然开动机器，给机器造成巨大损害的情况发生。

对发动机实行定期无外载测功，同时也要抽取润滑油样作直读铁谱分析，两项检测的结果如果都显示正常，则说明柴油发动机无故障，可以坚持到下次的检测时间，再进行检测。两次检测时间间隔，最好控制在两百至两百五十个工作小时为宜。一旦检测发动机的输出功率无任何问题，但是铁谱分析显示是超标的情况，则证明柴油发动机已经出现了异常情况，应该马上着手进行全面的故障检测和维修。而如果铁谱分析显示正常，但是输出的功率却下降超标，则应该进行更深层次的检测，对功率下降的原因进行细致的检测和查找。

其二，对曲轴箱漏气压力进行检测，从而判定活塞、活塞环和气缸的实际磨损情况。开动发动机，并将其调整到最佳的转速，使用发动机漏气测定仪微压表，对曲轴箱内的气体进行压力检测。如果测量的压力超出标准值，则说明该部分的零部件出现了问题，最常见的是磨损严重，致使曲軸箱进入了多余的燃气，从而导致发动机输出功率下降的异常状况发生。接下来可以将发动机拆开并做维修工作。当然，如果检测工具比较完备的话，运用瞬时转速的方法，或者借助振动诊断仪器检测发动机工作时机身的振动情况，通过这样的方式就可以判断出问题的所在。精准的判断，提升了发动机拆检工作的效率，只要拆开一组缸筒、活塞就真相大白了。而假如发动机漏气测定仪的测量结果在标准值范围之内，则发动机输出功率下降与缸筒、活塞及活塞环磨损没有关系，要想找到故障发生的真正原因，只有继续从其他方面进行考虑了。

其三，测量发动机缸盖振动特性，从而准确的判断气门的技术状态。假如气门和气门座圈磨损或者烧蚀严重的话，闭合程度将不能够完全达到要求，发动机运转过程中，气门关闭时的冲击量增大，闭合不紧密的话，往往会有燃气漏出，从而导致缸盖的振动与正常情况下的振动出现了差别。依据这种状况，可以准确的判断出气门的技术状态，从而找出发动机输出功率出现下降的主要原因。在拆检的过程中，具体查看零部件的磨损情况，依据经验判断是维修，还是更换新的零部件。

其四，借助于燃油系统故障诊断仪寻找故障原因。在现实生活中，发动机不能正常工作，就要及时检测是否燃油气筒调整存在问题，或者燃油系统的某些零部件是否已经损坏了。运用故障诊断仪对高压油管压力波形的分析，使得探寻燃油系统故障不再如此困难，能够及时的找到相应的故障位置，并依据实际情况开始恰当的维修，排除发动机故障，保障正常的工作。

上面的几种故障诊断和檢测方法，都是使用频率较高的诊断方法，只要合理的运用，就可以准确的判断发动机是否存在故障、故障发生的大致部位等。如果加之光谱分析仪和分析式铁谱分析仪，就可以对发动机的实际磨损情况进行准确的判断，为接下来的维修工作提供参考依据。

3  柴油发动机检测诊断方案和设备的配置分析

选择曲轴箱漏气压力，影响发动机功率的关键因素是燃烧过程，不考虑燃烧质量的因素，影响发动机燃烧过程中的因素，就可以断定是燃油系统的状况，或者是燃烧室的密封发生了状况。当前的技术手段限制，还不能准确的对燃油系统进行检测，因此，可以将燃烧室的密封性问题放在第一位，首先进行故障考虑和分析。在实践中，经常利用真空压力表、气缸压力表、曲轴箱漏气测试仪和曲轴箱漏气压力测试仪对燃烧室的密封性进行检测。使用真空压力表进行故障检测，使用体验并不好，不仅安装起来比较复杂，而且喷油器也不好拆卸，使用性能也不稳定。曲轴箱检测漏气量的检测，要用到空气压缩机，也比较麻烦。使用最便捷的要数曲轴箱漏气压力测试仪，是对工程机械发动机进行故障诊断的最常用的仪器，优势比较明显。

实践中，对油液进行磨损状态的检测，可以利用光谱分析、分析式铁谱分析及直读式铁谱分析等技术。采用光谱分析测量出油液中所含金属磨粒的成分和数量，有助于对磨损部位进行准确的判断。相比较光谱分析仪，分析式铁谱分析仪分析仪价格便宜，但是操作复杂。直读式铁谱仪具有较强的灵敏性，价格便宜，使用也方便，是油液磨损状态检测的首选。

4  结束语

综上所述，工程机械的发动机在工程实施过程中发挥着重要的核心作用，因此，做好发动机的状态检测和故障诊断是非常重要的工作内容，不仅能够保障发动机能够进行正常的工作，而且能够有效避免机械运行事故的发生，保证机械设备的安全性，提高机械设备的使用效率，为单位降低生产成本，提升经济效益。

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