改善柴油机起动性能的措施研究

改善柴油机起动性能的措施研究

王凤钊

广西玉柴机器股份有限公司 广西玉林市  537000

摘要：柴油机是以柴油为燃料的内燃机，靠的是压缩自燃，压缩比值较高，因此相对的起动功率也要求较大，特别是在环境温度较低的条件下，冷态起动比较困难。为了降低起动时所需的起动功率，使柴油机在低温条件下能可靠的起动，有些柴油机上装有改善起动性能的装置和措施。这些装置的功用并不是驱动曲轴旋转，而是通过它们的作用使柴油机起动更为可靠和轻便，所以这些装置都是起动系统的一个组成部分。其中，起动时经常使用的叫做起动辅助装置；仅在严寒条件下（一般为15℃以下）使用的叫低温起动装置。

关键词：改善；启动性能；措施

1、降低柴油机起动阻力起动柴油机

1.1减压装置（减压机构）

在柴油机起动时，可利用减压装置，先使一部分气门保持开启状态，使气缸与大气相通，不进行压缩，从而减小起动时压缩空气的阻力，使起动时的转速得到提高。当柴油机转速达到或超过起动转速后，再使气门转入正常工作状态，此时燃油喷入被压缩的高温空气中着火燃烧，使柴油机工作。有些功率较大的柴油机，为了降低对起动功率的要求，采用了分级减压的方法进行减压。其工作原理是：

在四个气缸的进气门挺住凹槽中均插有减压轴，减压轴通过拉杆由手柄操纵。操纵手柄处的扇形板上标记有三个位置：预热1、预热2和工作。柴油机起动时，首先将手柄放到“预热1”的位置，此时通过拉杆带动各缸减压轴转动，使四个气缸全部处于减压状态。当柴油机被起动机带动着达到一定转速后，再将手柄放到“预热2”的位置，此时的3、4缸上的减压轴转到第一个切平面位置，脱离开减压状态，而第1、2缸仍处于减压状态。当柴油机转速达到起动转速后，将手柄放到“工作”位置。此时全部气缸均处于工作状态，此时操纵喷油泵向气缸内供油，使柴油机顺利起动。

1.2机油预热装置

由于机油粘度具有随着温度的降低而升高的特性，所以，在环境温度较低的情况下，过高的机油粘度会使起动力矩增大，造成起动困难。因此在低温环境下冷车起动时，可利用加热装置对机油预热，在提高机油温度的同时，即可稀释机油，降低机油粘度，又达到了降低起动力矩的目的，以便于柴油机的顺利起动。

机油预热装置一般装在油底壳内部。常用的有蒸气预热管和电加热器两种。柴油机起动前，应先通入蒸气或接通电源，将机油加温至20℃以上，再进行起动。

应当指出：严禁利用明火加热机油，一方面易引起火灾，另一方面易使机油变质。

2、起动电路故障引起的车辆无法起动

电控柴油机起动机工作时受ECU控制，将点火钥匙旋到起动档时，ECU会输出一个驱动电流到起动继电器，使继电器正常吸合，起动继电器吸合后起动机工作。若发生起动机不能正常运转的故障时，主要从起动继电器、空档开关、蓄电池、起动机等几个方面进行检测。

2.1.空档开关检查。起动时，ECU根据空档开关信号判断当前是否处于空档位置，当ECU识别到档位处于空档位置时，通过控制起动继电器来控制起动机的工作。当空档开关损坏或其线路出现出现故障时，会因ECU接收不到空档开关信号而导致起动机不运转。在起动车辆前，首先检查档位手柄是否处于空档位置；然后检查空档开关是否损坏，线路是否完好。

2.2.车下停车开关的检查。检查车下停车开关是否处于断开状态，开关是否完好。

2.3.蓄电池电压的检查。蓄电池电压不应低于24V，电压过低会导致起动机不工作，可用万用表电压档检测蓄电池电压是否正常。

2.4.起动继电器检查。（1）外观检查。检查起动继电器接线柱表面氧化物是否太多，接线柱表面螺栓是否松动或断裂。（2）开路检测。拔下起动继电器，用万用表欧姆档检测继电器线圈两端的电阻，结果应为60～140Ω左右，否则说明继电器线圈存在故障；用万用表欧姆档检测继电器开关触点间电阻，结果应为无穷大，否则说明继电器开关触点存在故障。（3）加电检测。在继电器线圈的两端加24V电压，用万用表欧姆档测量继电器开关触点两端的电阻，结果应为0Ω，否则说明继电器损坏。

2.5.点火开关及起动开关的检查。当点火钥匙旋至ON档时，观察仪表盘是否点亮，当点火钥匙旋至起动档时，检查起动机是否正常运转。

3、油路故障检查

低压油路的堵塞、高压油路的泄漏会导致系统压力偏低，在起动过程中导致无法起动或起动困难

3.1.常见故障码释义。在博世ECU里面有一个轨压偏差的概念，报故障码时都是根据这个偏差来报的：轨压偏差=轨压设定值-轨压实际值。例如很多诊断仪都会报P1011——轨压偏差超出上限，这个故障码就是实际轨压低的故障。正偏差就是实际轨压比设定轨压小，超出门限值就是实际值比设定值小的太多。

3.2.低压油路排查：按照燃油的流经路线，油箱→粗滤清器→齿轮泵→细滤清器→高压泵，进行检查。

3.3.高压油路排查。停机状态下松开高压油泵出油口和回油口，打起动机时，正常情况下都有出油，出油现象可参考正常机型。如不出油或出油异常，则考虑高压油泵异常；油量计量控制阀是否卡在常闭或较小开度位置；内部油道或阀件可能被颗粒物卡滞。如出油正常，则检查喷油器回油量。

3.4.同步信号故障。诊断仪对同步信号的解释有些是同步或者不同步，也有些是0或者1，都代表当前的一个同步状态。同步信号在国三车辆一般为48，国四车辆一般30为同步。大部分商用车是可以通过单凸轮轴信号起动的，ECU根据凸轮轴信号判断发动机的曲轴位置，进行喷油。但是这种模式是有限制的，仅限于Z+1齿的信号盘，单齿信号盘计算误差太大，无法进入单凸轮轴起动模式。同样，商用车也可以通过单曲轴信号着车，单曲轴信号起动，原理很简单。依靠单曲轴信号，可以判断出上止点，但是压缩上止点还是排气上止点不清楚，那么ECU只是在起动时假定为其中的某一个，默认为压缩上止点。进行试喷，如果是压缩上止点，喷油器喷油后燃烧做功，发动机转速升高，ECU检测到发动机转速升高，假定正确；如果没有检测到转速上升，ECU判断假定错误，换一个上止点再试试，是可以起动的。由于装配、传感器线束问题导致曲轴、凸轮轴位置信号错误或无信号，无法实现同步，不能正常喷油。注意，是曲轴位置传感器和凸轮轴传感器同时出现问题时，才会导致无法起动。（1）常见故障码。P237：凸轮轴信号与曲轴信号偏差过大。（2）凸轮轴、曲轴位置传感器检查1）检查传感器本身电阻：770~950Ω（20°C时）。2）检查传感器安装位置是否到位：间隙为1mm。3）检查传感器到ECU之间的线束：是否有断路、短路。4）检查线束接插头。5）检查传感器上是否有污染，导致信号失真。（3）机械安装位置检查。1）飞轮安装位置：当1缸活塞位于压缩上止点时，曲轴位置传感器对应的曲轴位置到缺齿的位置角度应与维修手册一致；2）曲轴与凸轮轴的正时关系：当曲轴位置固定后，查看凸轮轴的位置。此时凸轮轴与曲轴的相对位置必须与维修手册一致。

4、起动机工作正常，轨压无法建立造成的发动机无法起动

在排除车辆无法起动故障时，油量的多少往往是一个大家容易忽略的因素，在进行全面检查之前，首先应检查柴油箱的油位是否过低，确认油量正常时再展开其他检测。

4.1.低压油路检查。当低压油路存在空气时会影响车辆的起动，这时候需要排除低压油路中的空气。首先将粗滤器上的放气螺栓松开，压动粗滤器上的手压泵，当放气螺栓处有柴油持续流出时，说明低压油路中的空气完全排除。

4.2.高压油路检查。①当低压油路空气排完后，如果柴油机仍无法起动，需对高压油路进行排气。首先将某缸高压油管松开，然后起动车辆，用起动机带动柴油机运转至高压油管有柴油持续流出。但是需要注意的是高压油管接头不可以频繁拆卸。

总之，引起柴油机无法起动的故障原因很多，为了及时准确的排除无法起动的故障，我们应了解修理车型的控制原理和控制系统有何特点，以便于尽快排除故障。

参考文献：

［1］王芳，浅谈电控柴油机起动故障原因.2019.

［2］刘浩宇，探讨电控柴油机起动故障原因分析.2018.