柴油发动机动力不足怠速抖动的故障探讨

范超

（大庆油田通勤服务公司民新分公司，黑龙江 大庆 163000）

柴油机因其优异的效能及经济性，在交通、建筑及农业等多个领域扮演关键角色。然而，在实际运用过程中，经常出现动力不足和怠速抖动的问题，这不仅妨碍了作业效率，还加速了机械设备的磨损，甚至有可能引发发动机的损坏。深入探究这些问题的成因、现状与改善需求，对于确保设备的可靠运行和操作效率具有至关重要的意义。

1 故障现象与分析

车辆动力不足及怠速抖动现象，均为发动机运行不良的典型表征。动力不足意味着发动机不能在适当的时机内释放其设计的最大能量，进而影响整车的加速、爬坡、负重等性能。导致动力匮乏的原因多样，从供油系统的不足、点火系统的弱点到进气系统的堵塞，以及机械结构上的损耗，均能造成类似症状。长期处于动力不足状态的发动机，会因为运行效率下降而加速磨损，异常燃油消耗也会引起经济成本增加，乃至触发尾气排放超标，影响环境。

怠速抖动，则是指发动机在无负荷或轻负荷下，转速波动超过正常范围，造成车辆震动甚至声音异常。这个现象直观反映了发动机在稳态工作时的不稳定性。可能涉及火花塞点火效率低下、喷油嘴供油不均、节气门或怠速控制阀的不精准调节等问题。怠速抖动不仅给驾驶者带来感官上的不适，长远看，可能导致机械结构的非正常磨损，电控系统的过度负荷，乃至引发发动机意外熄火，带来潜在的交通安全隐患。

理论上，发动机动力不足与怠速抖动的症状是通过精细的电子控制、严密的机械调校，以及系统性的维护和优化能够获得纠正。然而，随着车辆使用年限的延长，各类部件的性能退化成为无可避免的事实，这要求对各部件的状态进行周期性审查和必要的维护或更换。现代汽车电子控制系统的先进性也带来了诊断便利，通过电脑诊断接口读取发动机控制单元的故障码，可以迅速锁定问题零部件或系统，有效缩短检修时间，并提高修复的准确性。

2 故障原因探讨

2.1 燃油系统异常

燃油供应的稳定性与准确性，是确保发动机充分燃烧、转换成高效动力输出的先决条件。诸多因素，如燃油质量、喷油泵的精确度、喷嘴的清洁度以及燃油滤清器的通透性，均可能影响整个燃油系统的性能。燃油质量的高低直接影响燃油的燃烧效率及生成的动力水平。劣质或掺有杂质的燃油会导致不完全燃烧，形成积炭，从而影响燃烧室内气体的流动性和积累的热量分布，引发动力下降和怠速不稳。喷油泵的性能决定着燃油的供给量和供给时机，一旦出现偏差，即使是微小的延时或提前，都会使得燃油雾化和燃烧过程不能最佳匹配，进而导致动力输出不足。

喷油泵的磨损、电子控制单元(ECU)的故障或是高压油路的气体侵入，均有可能造成燃油供给的不准确。喷嘴的清洁程度也是决定燃烧效率的关键因素，喷嘴孔径的堵塞或磨损会改变燃油雾化的质量，导致不均匀燃烧，不匀称的燃油雾化还可能引起气缸内部压力波动，这也是怠速抖动问题的一个潜在诱因。燃油滤清器的阻塞会直接限制燃油流向喷油泵和喷嘴的流量，从而影响整个燃油系统的供油平衡。

2.2 进气系统故障

柴油机的进气系统不仅负责为燃烧室供给必需的空气，而且要确保空气的流量与质量均符合工作需求。一旦进气系统出现故障，将严重妨碍空气的流通，导致供气不足，进而影响燃料的充分燃烧，生成的动力随之降低。故障的深刻根源可能涉及多个方面。首先，空气滤清器的堵塞是常见的问题，它会导致进入气缸的空气量减少，使得燃油不能充分氧化，造成动力下降。其次，进气管道的泄漏同样会减少进气系统的密封性，致使部分吸入的空气在未到达燃烧室前便流失，减少了实际参与燃烧的氧气量。涡轮增压器的故障亦不容忽视，若增压器的涡轮叶片磨损或损坏，将导致增压效果不佳，空气在被压缩入燃烧室前压力降低，进而降低了进气效率。

诊断和解决进气系统相关的问题时，必须考虑上述各环节的可能性，并综合利用诸多检测技术，例如，通过压力测试来判断系统中是否存在泄漏，使用流量计来确保空气限额的精确供给等。还需要对空气滤清器、进气管路、涡轮增压器等关键部件开展定期监测与维护，确保它们处于良好的工作状态。对于进气系统的维修保养，推荐采纳系统性的策略，不仅要修复显而易见的问题，也应深入分析故障背后可能的原因，并据此制定全面的预防及维护计划。只有这样，才能从根本上提高柴油机的运行效能，保障其在各行业应用中的可靠性与功效。

2.3 尾气排放不达标

尾气排放不达标是指汽车排放的废气中有害物质浓度超出法规规定的限值，这不仅涉及环境保护法规的遵守，更关系到公共健康和大气环境的质量。不达标的尾气排放，往往意味着汽车发动机燃烧过程的不完全，或后处理系统的低效率运作。

导致尾气排放不达标的因素是多方面的。首先，供油系统的不精确调控可能造成燃油与空气的混合比例失衡，从而导致富油或者贫油的燃烧条件，即空燃比失调。富油燃烧会引发炭黑与未燃尽燃油的排放，贫油燃烧则可能造成氮氧化物的产生。其次，点火系统的无效工作，如点火提前或点火迟滞，会直接影响燃油的有效燃烧，产生过量的碳氢化合物与一氧化碳。再者，发动机内部的高温也会造成氮气与氧气发生化学反应，生成氮氧化合物。除了燃烧过程的原因，发动机排放控制系统本身的故障也是造成尾气排放不达标的重要因素。例如，三元催化器效能降低或损坏，将使得转化效率下降，无法有效减少有害气体的排放；氧传感器精确度下降，影响空燃比的调节，使尾气排放超标；颗粒过滤器堵塞，增加尾气阻力，导致废气不能顺畅排出；节气门、排气再循环系统（EGR）、正时系统的不当调节或故障都可能导致排放不达标。

2.4 润滑系统的问题

柴油发动机作为动力输出的核心部件，在其众多系统中，润滑系统的作用不可小觑。润滑系统的任务是通过专用油品为发动机提供润滑、冷却、清洁和密封等多重功能；若润滑系统存在问题，极有可能诱发发动机动力不足与怠速不稳现象。

首先，要考虑的是润滑油的黏度与品质。黏度是润滑油的基本属性之一，关系到其在发动机内形成油膜的能力。油膜的存在对于减小零件间的摩擦、降低磨损是至关重要的。若润滑油黏度不当或油品降级，会导致油膜承载力下降，从而使得各活动部件间的摩擦增加，效能降低，动力输出受限，同时也可能因摩擦过度产生热量，引起怠速时的抖动。细节上，润滑系统的油泵、油道和过滤器都担负着关键的角色。油泵的质量及其所产生的压力大小直接影响润滑油输送到发动机各部位的能力。油道的堵塞或是过滤器的失效则会导致润滑油流量不足或受到污染物影响，进而影响发动机部件的正常润滑，增大磨损与发热，并有可能妨碍运动部件的协调动作，最终体现为动力输出的不稳定。

3 维修与维护策略

3.1 燃油系统的检修与保养

检修工作必须建立在精细的检测基础上，依据设备制造商提供的详尽指南和行业标准，运用先进的诊断工具和方法来评估燃油系统的工作状况。诊断过程需要测量诸如燃油压力、喷油量、喷油时间等关键指标是否在规定的工作范围内。适时利用燃油系统清洗机，排除积碳等杂质，保持燃油喷嘴、油管等部件的清洁，巩固其正常的喷射功能，优化燃油雾化效果，提升发动机内部燃油与空气的混合均匀度。对燃油泵、油气分离器、滤清器等关键构件执行定期更换或清理，尤其是燃油滤清器，其作为阻隔杂质侵入精密部件的第一道防线，对于避免可能的磨损及堵塞发挥至关重要的作用。滤清器的通透性直接影响燃油的流动性与清洁度，从而关乎整个动力系统的平稳运作。保养中也应强调使用合适品质的燃油，确保燃油系统的工作环境不被劣质燃料所污染，进而引致积炭生成与燃油添加剂沉积，防止对喷油嘴等精密构件产生破坏。

3.2 进气系统的清洁与修复

定期对空气滤清器进行检查与更换是维护进气系统清洁的基础工作。空气滤清器的主要功能在于拦截进入燃烧室的灰尘和颗粒物，保障进入燃烧室的空气质量。一旦滤清器因堵塞而失效，便会减少进气量，影响发动机燃烧效率，进一步导致功率下降。预防灰尘和其他颗粒物过多地积累在进气道是至关重要的。对涡轮增压器的定期维护也不可忽视。涡轮增压器能够提升发动机进气量，增加燃烧效率，由此提升动力输出。发动机的涡轮叶片和增压器内部的清洁程度应定期检查，确保其没有油垢或积碳的堆积，保持高效的动力加力作用。

除此之外，进气歧管及控制阀的清洁保养也是不容忽视的环节。进气歧管内壁上的油垢及积碳的清除，能够保持空气流量的畅通无阻。进气门和节气门的精密工作，需确保其控制精度，并且避免由于污垢引起的响应迟滞或误动作。在执行上述清洁与维护程序时，还需运用专用的清洁剂和工具，以防对进气系统的敏感元件造成不必要的损伤。确保所有的传感器，包括空气流量计和进气温度感应器的准确读取，是保障进气系统正常工作的关键。这些传感器的数据对于发动机控制单元的精确调节具有决定性作用。

3.3 尾气排放系统的维护

为了确保柴油机尾气排放系统的持续有效性，维护工作必须依据系统性的原则和细致入微的技术方法执行。首先，应依据制造商的指南对排放控制系统进行规律性的检查，包括但不限于颗粒过滤器（DPF）、选择性催化还原装置（SCR）以及氧化催化剂（DOC）等关键组件。颗粒过滤器的清理和维护尤为重要，需要定期进行，以便除去累积的碳颗粒，防止滤网堵塞。这一过程可通过专业的清洗设备完成，或在高温下自动进行再生，以恢复滤网的过滤能力。选择性催化还原装置的液体消耗量也需要定期监控，并根据实际使用情况及时补充，确保氮氧化物的转化效率。其次，排气后处理系统中的传感器和模块也需定期检查，以保证系统的精准响应与调控。任何传感器读数异常或模块故障都需要立即诊断和调整。除了例行检查外，还应定期进行全面的系统诊断，以确保所有组件和软件算法的完好无损。使用专业的诊断工具可以帮助准确定位潜在故障，加之数据分析和评估，理应提出确切有效的维护或更换计划。在实施润滑系统的保养过程中，应落实主动性的预防措施，优化发动机燃烧系统，以降低有害物质排放。

3.4 改善润滑系统的操作

为了加强柴油发动机润滑系统的功效，应策划一套周全的保养方略，其宗旨在于减少内部摩擦，缓解磨损程度，提升动力单元的机械效能，同时，保障系统在最佳工况下的可靠运行。实施维护活动时，必须执行合理的操作程序，注重精准管理及技术的细致化应用，旨在拓展机械装置的使用寿命及保持运行效能。维护的首项任务，在于评判并选取匹配的润滑油品。选择时，重点考量油品的黏度特征、抗氧化能力、防腐蚀属性以及在各类工况条件下的性能表现，确保其能够适应多变的运行环境，并展现出优越的润滑性能。润滑油的更换周期也应根据厂家建议和实际工况灵活调整，以保持润滑油质量，防止因降解造成的润滑效率下降。维持润滑系统的清洁至关重要。需要定期对油路、油箱、滤油器等进行清洗，以去除系统中可能积累的杂质和沉积物。这种污染物质可能引发磨损加速，损害关键部件，还可能导致润滑油性能下降。滤油器的定期更换和清洁对维持高效滤除杂质，保障油液清洁度尤为重要。监测也是润滑系统维护的重要环节。应运用现代化的技术手段，如油液分析、温度监测和震动分析等对系统的状态进行实时监控。通过这些技术可以发现系统内部潜在的异常情况，实现预先干预，避免可能的故障。确保润滑系统的正常运行环境，也是提高操作效果的重要措施，包括控制系统的温度和避免外部污染物进入系统。

4 结语

随着自动化和智能化技术的蓬勃发展，柴油发动机的维护不仅将依赖实时监控系统来预测和防止故障，还应融入更加智能化的数据分析和机器学习算法。通过这些高科技的手段来优化发动机性能，不断提升其效率和可靠性。具备自学习功能的智能监控系统，能持续收集发动机运行数据，通过数据挖掘技术识别出潜在的故障模式和维护点，实现故障的早期预警，减少不必要的停机时间，从而保持柴油发动机在高效稳定运作的最大程度上延长其寿命，为工业和交通运输领域的发展贡献动力。