小松WA500-6装载机发动机故障诊断与维修

揭伟平

（天津港第四港埠有限公司，天津 300456）

0 引言

小松WA500-6装载机标准负荷9 t，发动机功率263 kW，采用高压共轨燃油电喷、EGR尾气自循环技术、水冷、风扇泵，风扇电机随温度控制风扇转速，节能环保，手柄运用电控电磁阀控制先导油，操作轻便，清洁舒适，是公司进行矿粉装卸、归垛、火车装箱等作业的主力车型。

1 故障现象

1台小松WA500-6装载机在单位后货场归垛过程中突然无力，发动机转速下降，仪表盘报警红色叹号亮显，轰鸣器警报，故障代码CA2249，发动机故障报警如图1所示。维修手册中故障代码CA2249解释为供油泵压力极低，说明供油不足，故障一直不复位。熄火后停车0.5 h后再启动发动机，故障消失，但继续作业1 h左右报警灯再次亮起，故障码重新出现，发动机功率下降，转速下降，作业无力，故障现象如此往复。

图1 发动机故障报警

2 故障诊断与维修

2.1 故障诊断

2.1.1 原因

根据故障现象判断为燃油供油压力不足，出现燃油供油压力不足有多方面原因：

（1）喷油器回油量大，导致燃油压力下降。

（2）燃油滤清器未按时更换，滤芯堵塞。

（3）供油泵进气泄漏泵不上油。

（4）高压泵共轨内部有伤泄漏。

（5）燃油泵来油管接头过油螺丝滤网堵塞。

（6）高压共轨溢流阀内部泄漏。

（7）燃油箱进入塑料袋或者瓶盖、布料等异物。

（8）高压共轨压力传感器故障。

（9）燃油高压泵损坏内部泄漏。

2.1.2 排查结果

根据归纳的9个因素进行逐一排查。排查结果如下：

（1）该装载机启动性能非常好，尾气排放看不到明显的烟雾，即使在报警后功率下降的情况下也没有排放黑烟。故基本可以排除喷油器损坏的可能性。

（2）检查燃油滤芯是否堵塞，查看燃油滤芯保养更换纪录，燃油滤芯更换时间为8 d前，使用间隔台时126 h，时间不长，无需更换滤芯。燃油滤芯堵塞的可能性极小，可以排除。

（3）供油泵（输油泵）进气泄漏泵不上油：从现象看，每次启动都很顺利，不存在启动不了的情况，况且现场手动泵油很有力，输油泵进气泄漏排除。

（4）高压共轨存在内伤在高压情况下会泄漏很严重，现场检查没有燃油泄漏，可能性排除。

（5）高压泵来油管过油螺丝滤网堵塞，打开过油螺丝去除滤网检查滤网和过油螺丝都正常（图2），清洁气泵冲洗后回装，该因素可以排除。

图2 过油螺丝及滤网

（6）检查高压共轨溢流阀是否内泄，打开高压共轨溢流阀（图3），启动发动机怠速观察溢流阀有无油流。踩油门踏板，高怠速时观察高压共轨溢流阀是否有油流，实际情况是未见有油流，说明高压泵共轨溢流阀没有内泄。该因素可以排除。

图3 高压共轨溢流阀及压力传感器

（7）柴油箱进入塑料袋或者瓶盖、布料等异物。以前出现过此类故障，设备在作业过程中使用一段时间功率下降，有时熄火，停一段时间又可以工作，故障循环往复，与此次故障很相似。燃油箱加油口原有一道滤芯防止异物进入燃油箱，但由于加燃油时加油枪直接加油容易弹出，一方面导致滤芯损坏，另一方面每次加燃油时都要把燃油滤芯取出非常麻烦，有时还会忘记放回，种种原因导致燃油滤芯丢失。同时，燃油箱加油盖加油时螺纹损坏拧不紧，使用过程中油箱盖丢失，这种情况往往发生在夜班，受到条件限制，应急时只能拿塑料袋裹住加油口。由于发动机工作时油箱有负压，塑料袋容易被吸入油箱，导致塑料袋堵住来油管，日常检查时很难观察到。还有其他情况，如不规范的临时加油或取油操作，掉入抹布、塑料瓶盖、手套等。燃油箱盖锁由于频繁加油开锁，锁芯容易损坏，所以一般制作成不需加锁的燃油箱盖。为验证燃油箱是否有异物采取的措施是在燃油管多处打孔，甩开原有的来油胶管，使用改进的来油胶管（图4）以防止异物堵住来油。安装好来油胶管后设备开到现场作业，但是作业不到1 h故障依然出现，说明此次故障不是燃油箱来油所致，该因素也可以排除。

图4 改进来油胶管

综上所述，发动机功率下降的原因集中到燃油高压泵上，从监控仪表调出故障发生时，高压泵共轨压力与正常车对比数值（图5），可以看出，功率下降时故障车高压共轨压力一直保持在72 MPa，而正常设备高怠速开始时164 MPa，稳定后在128 MPa左右。因此故障点可以确定为两个：高压共轨压力传感器故障和燃油高压泵损坏故障。高压泵共轨压力传感器出现信号失真经常不报警，所以有必要再确定是否是高压共轨压力传感器采集的信号出问题，导致控制器错误判断。更换高压泵共轨压力传感器后到作业现场试车，不到1 h故障再次出现。

图5 故障车与正常车共轨压力对比

2.2 故障维修

拆卸燃油高压泵两个柱塞总成，发现柱塞的过油孔片端面在高压情况下泄漏严重（图6）。

图6 高压泵柱塞孔片损坏情况

在显微镜下可以看出，燃油高压泵2个柱塞的2个孔片接触面发生泄漏，孔片1端面发红发蓝损坏泄漏严重，孔片2接触面损坏，泄漏情况比孔片1好。燃油高压泵重新更换2个孔片后安装试车10 h，未出现功率下降情况，故障消除。

3 经验总结

（1）此次功率突然下降与燃油箱进入异物堵塞症状非常相似，因此做了重点的排查。

（2）燃油高压泵安装位置紧凑，拆卸非常麻烦，需要拆除滤芯、空调压缩机等很多附件，如果错误判断燃油高压故障，不但拆卸工序多，各种部件密封且拆卸后需要维修更换，因为运动部件都会有磨损，再次安装密封面也会改变。

（3）此次燃油高压泵故障导致的现象很特殊，原因是柱塞泵有一个损坏不彻底。通常情况下，燃油高压泵故障会导致无法启动。

（4）故障现象的诊断是透过现象看本质，需要科学分析加经验判断。

（5）故障诊断步骤应该遵循先易后难的准则。