底特律柴油機(jī)游車故障分析及解決辦法

一、檢查分析MTU/DDC12V4000系列發(fā)動機(jī)所使用的第四代電控燃油噴射控制系統(tǒng),具有數(shù)據(jù)收集共享和實時診斷功能,主副電腦實時采集各個傳感器傳回的數(shù)據(jù),通過分析和處理,能將發(fā)動機(jī)自身不良工作狀態(tài)通過代碼的形式在EDM上顯示出來。根據(jù)故障代碼,我們可以很容易在工作手冊上找到相應(yīng)的故障。而這臺發(fā)動機(jī)發(fā)生故障時,卻沒有任何故障代碼,EDM上顯示的發(fā)動機(jī)各項基本參數(shù)均正常。圖1主副電腦、傳感器連接圖對于電控柴油機(jī)故障,我們首先想到用特律柴油機(jī)專用故障診斷設(shè)備和DDDL軟件,讀取發(fā)動機(jī)各個傳感器和主副電腦的工作參數(shù),進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和故障診斷。但由于現(xiàn)場沒有攜帶該軟件,我們只能先從機(jī)械、油路、電路3個方面入手查找故障原因。1、從柱塞泵方面入手在壓裂施工高壓下，如果三缸柱塞泵凡爾座和凡爾配合不好或發(fā)卡,致使單缸或多缸進(jìn)液不良,將會對發(fā)動機(jī)產(chǎn)生一個交變的負(fù)荷,這時柴油機(jī)電腦(ECM)根據(jù)負(fù)荷的不斷變化而改變瞬時供油量,其結(jié)果是供油不均衡,產(chǎn)生脈動冒黑煙的現(xiàn)象,同時伴隨車身劇烈抖動,但是不會出現(xiàn)低速提速困難和高轉(zhuǎn)速游車現(xiàn)象,柱塞泵故障可以排除。為了保險起見,我們更換了該車全部凡爾座、凡爾、凡爾彈簧,上井施工故障現(xiàn)象并沒消失,由此,我們判斷故障就出在發(fā)動機(jī)上。2、從發(fā)動機(jī)方面入手本著由易到難的工作程序,先檢查空氣濾芯是否堵塞,由于出行前剛更換過的空氣濾芯,所以很干凈;再從油路方面著手,通常柴油機(jī)出現(xiàn)提速困難、高速游車現(xiàn)象,最有可能的原因是柴油品質(zhì)不合格、油路堵塞、管線漏氣等。經(jīng)詢問司機(jī)和操作工,沒有使用過品質(zhì)有問題的0#柴油,使用的是勝利壓裂機(jī)組一直正常使用的-35#柴油,因此可以排除柴油品質(zhì)因素;在油路方面:柴油濾芯更換后使用時間不超過20個臺時,也不會堵塞。油箱到發(fā)動機(jī)的供油管線為黑色一寸半軟管,長期使用可能會因管內(nèi)壁老化而導(dǎo)致脫層,在低壓輸油泵的吸力下脫落堵塞進(jìn)油管道,造成供油不暢,但由于油管線太多、太長查找不便,我們使用了排除法:發(fā)動機(jī)工作時，在EDM上監(jiān)視低壓油路的壓力,壓力值穩(wěn)定在0.5MPa,這時關(guān)掉油箱出口的閥門,壓力迅速下降同時EDM出現(xiàn)了供油壓力低的48代碼,證明供油管線沒有堵塞,如果堵塞會一直有48代碼,而不是在關(guān)閉出油口閘門后,所以不用更換管線,油路堵塞因素也可以徹底排除;在設(shè)計時為防止管線漏氣影響發(fā)動機(jī)工作,油箱出油口的安裝位置高于輸油泵的入口位置,就算有管線漏氣也不會影響發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn),至此可以排除低壓油路方面的故障。3、用DDDL軟件檢測我們考慮每次發(fā)動機(jī)出現(xiàn)問題時故障現(xiàn)象均相同,而且持續(xù)不斷,故障可能是出在電控系統(tǒng)。圖2

DDDL軟件顯示界面連接DDDL故障診斷系統(tǒng)測試發(fā)動機(jī)各項參數(shù),啟動發(fā)動機(jī),記錄發(fā)動機(jī)10min內(nèi)全部工作參數(shù),并用圖表的形式表達(dá)出來,經(jīng)過反復(fù)對比研究。發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)油門VSG值怠速時很不穩(wěn)定,通常在35~50或70~80,而怠速時的標(biāo)準(zhǔn)值為60~80。分析認(rèn)為VSG值實際上就是一個由油門控制電壓經(jīng)ECM轉(zhuǎn)化來的數(shù)值,如果VSG值來回跳動,那么與之相對應(yīng)的油門控制電壓不穩(wěn),也就是說從油門到發(fā)動機(jī)主副電腦控制信號輸入口有地方接觸不良,使得電阻忽大忽小。測量遠(yuǎn)控箱到發(fā)動機(jī)的30m遙控電纜中的第15#、30#油門控制線路,電阻值正常為0.5Ω。測量遙控電纜輸入口到發(fā)動機(jī)主副電腦控制信號輸入口之間的油門控制線路,短短1m的線路電阻值竟為7Ω,故障就在這段線路內(nèi),仔細(xì)檢查線路中每一段的電阻，發(fā)現(xiàn)怠速繼電器K3兩端電阻時為0.6Ω時為6.8Ω,故障點終于找到了。圖3控制線路電器原理圖二、故障排除該繼電器的零件編號為60.12.9.024.0040，發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時,該怠速繼電器使用的是常閉觸點,僅在發(fā)動機(jī)回怠速時分離一次再復(fù)位,因長期頻繁動作致使觸點氧化而電阻加大,增加了其在控制電路中的分壓,降低了輸入控制信號電壓,致使油門控制VSG值偏低。圖4電器控制柜實物圖在更換怠速繼電器后,啟動發(fā)動機(jī),觀察油門VSG值,怠速為65左右并且很穩(wěn)定,發(fā)動機(jī)提速順暢、高速無游車現(xiàn)象。上井施工十余井次發(fā)動機(jī)工作均正常,再未出現(xiàn)過類似故障現(xiàn)象。三、結(jié)語大型石油裝備中經(jīng)常使用具有世界先進(jìn)水平的進(jìn)口柴油發(fā)動機(jī),例如具有底特律第四代電控燃油噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動機(jī),對我們來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。在實際工作中,當(dāng)使