高压共轨柴油机燃油喷射系统故障分析.docx

随着全球各港口防止大气污染政策要求日益严格，对船用柴油机废气排放标准和燃烧性能要求也越来越高，高压喷射带来的良好雾化效果，使柴油机燃油喷射全工况柔性可控，改善了缸内燃烧过程，降低了噪声和排放，越来越受到船东的青睐。

随着高压共轨柴油机的装船应用，管理者需要熟悉该系统可能带来的问题和解决方案，以应对日常维护和故障处理。

本文以中交上海航道局航浚6008轮使用的MANL32/44CR高压共轨柴油机电喷系统为例，通过对该系统组成的介绍，对使用中出现的典型故障问题进行分析和总结，为船舶管理者提供了一些管理建议。

一、MANL32/44CR柴油机

燃油共轨电子喷射系统组成及工作原理

图1燃油共轨系统原理图

燃油共轨电子喷射系统原理如图1，主机运行时，供油单元将燃油加热后以12bar的压力供入主机，控制系统根据检测到的轨压值来调节节流阀的开度，进入节流阀的燃油由凸轮轴驱动的高压油泵加压后进入各蓄压器，形成共轨高压油，控制系统分析共轨油压、主机转速、排烟温度等因素，计算出喷油时长和定时，给喷油电磁阀发出指令，将高压燃油喷入燃烧室内雾化燃烧。

MAN32/44CR柴油机采用新一代CR2.2高压共轨系统，每缸每只喷油器都配有蓄压器，旨在将喷油导致的压力波动降低至最小，从而保证喷油的稳定性和一致性。

每个蓄压器之间用高压油管相连，高压油泵通过带有3个凸轮桃的凸轮驱动，每个凸轮桃间隔120°，凸轮轴转动1周驱动高压油泵3次，共轨燃油压力最高可达220MPa。

高压油泵采用多凸起供油凸轮的多次供油方式，可以有效降低高压油泵的峰值扭矩、提高高压油泵的容积效率。

二、典型故障原因分析及解决方法

1、共轨压力无法建立

在船用高压共轨柴油机中，喷油量是共轨压力波动对喷油脉宽的积分，轨压不同的波动情况对喷油量产生明显的变化。

如果启动时，主机正常转动达到发火转速，但共轨系统轨压只能达到12~20bar左右，造成启动失败，基本上可以把故障锁定在共轨系统冲洗单向阀12（见图1）。

航浚6008轮某次补给时，主机换轻油完毕，再次备车启动主机时，右主机无法建立轨压，尝试启动5次均失败。

经排查，主机供油单元压力正常为12bar，高压油泵节流阀已全开。

主机由于背压阀的存在，即使安全阀动作，轨压也可以保持在800bar，故安全阀故障可排除。

共轨系统也无明显外漏。

根据上述情况以及对整个共轨系统原理的了解，基本可以锁定故障点在冲洗单向阀12止回功能失效，使整个共轨系统直接与12bar的供油管路相通，无法建立轨压而启动失败。

拆下该单向阀下部卡套接头，发现共轨筒内的油通过单向阀流下来，进一步证明了该单向阀已失去止回作用，拆检该单向阀，发现有油泥黏在里面，用柴油清洗、空气吹净，用空气试验其止回功能正常，涂白油并按要求扭力装复，再次试车，1200bar轨压正常建立，主机正常启动。

2、共轨压力不足

如果出现启动时主机正常转动，但燃油共轨系统轨压只能达到约80～300bar，造成启动失败，该现象基本可以判定是各高压油泵节流阀（图1件3）卡阻在较小或接近全关位置所致。

该故障是由于节流阀虽然指令全开，但实际各高压油泵节流阀卡在较小或全关的位置，造成进入高压油泵的油量不足，共轨压力上不来，主机无法启动。

出现这种情况，一般需拆检各节流阀，清洁、活络各节流阀电磁阀顶杆和阀芯部分，装复后，即可恢复正常。

3、某缸排烟温度与平均值偏差大报警

出现这种情况常见原因主要是喷油控制电磁阀故障所致。

当某一缸排温偏高造成排温偏差大报警时，可比较各缸喷油时长，如果该缸喷油时长明显小于其他各缸，则基本可以断定该缸喷油控制电磁阀故障，一般是磨损造成通流面积变大所致，需换新喷油控制电磁阀；也有可能是阀芯卡在较大开度位置所致，需解体清洁活络阀芯。

如果喷油器出现问题，如弹簧断裂、喷油嘴喷孔变大等也会出现排温偏高的情况，但实际使用中，电喷柴油机该问题出现的概率不高；同理，当某缸排温偏低，而喷油时长明

显大于其他缸时，可能是喷油控制电磁阀堵塞或卡在较小开度位置，需解体清洁活络阀芯，该问题出现的概率也不高。

4、共轨系统净油泄漏

由于燃油共轨系统始终处于高压状态，发生泄漏故障时，危害大且难以直接观察。

因此，找到共轨系统泄漏的快速定位及排除办法，至关重要。

燃油共轨单元系统油压通常维持在1000bar左右，由于燃油的高温高压特性，会产生泄漏。

高压燃油一旦出现泄漏故障，须及时定位排除，否则将有击伤、火灾甚至爆炸危险。净油泄漏主要分为以下2种。

（1）高压油泵或油头泄漏

高压油泵或油头少量的泄漏是允许的，当泄漏量过大时，会出现该报警，一般通过检查高压油泵或油头来确认，并换新故障的高压油泵或油头，当然有时报警是因为报警检测盒内部节流孔堵塞所致的误报警，疏通即