内燃机车常见故障分析及维修措施研究

内燃机车常见故障分析及维修措施研究
摘要：为了确保内燃机车安全稳定的运行，必须要注重对内燃机车故障的
重视，加强故障原因的分析并及时进行维修，确保内燃机车整体的安全稳定。

关键词：内燃机车；常见故障；维修措施
一、内燃机车常见故障分析
1、喷油器故障
（1）喷油器的工作原理。

喷油器的主要功能是将由喷油泵供给的高压燃油
通过喷散将大气雾化，并合理的分配至燃料室，与高速流通的空气相互混合，以
产生平衡良好的可燃混合气。

当喷油器进行工作时，来自喷油泵泵出的高压燃油，首先通过高压燃油管、进油接杆进入喷油器装孔体上部的进油道，然后再经支座
板油道进入针阀体上部的环形凹槽，再分三路油轨进入蓄压腔中，作用于针阀的
承压板锥面上，对针阀产生了一个正向的轴向式推动力，当燃油压力超过
34.5±0.5MPa时，推动力将超过调压弹簧的预紧力，针阀向上移，从密封锥面脱
离阀座，高压燃油流入压力室，并沿各喷油嘴向高速的方向喷进燃料室中。

喷油
泵终止供油时，随着压力卸载式出油阀的功能，高压燃油管道气压急剧降低并维
持正常气压为11-13MPa，此时针阀所受轴向推力等于调压弹簧的预紧力，针阀在
调压弹簧帮助下复位，保护锥面回落至阀座以下，喷孔封闭，终止了喷油。

（2）喷油器常见故障。

①导向柱面失效。

因加工、组装或间隙中存在杂质等因素，引起针阀间隙变小。

如果间隙过小时，导致针阀在针控制阀中出现卡紧或咬死，则针阀将无法进
行启闭甚至完全无法启闭。

而如果针阀在闭锁状况咬死，则该缸将由于停油或熄火，柴油机的速度突然降低而不稳定。

该缸的排温明显降低，喷射系统中的油压
也骤然增大，最严重时在高压油管接头处会出现漏气甚至爆裂，同时喷油泵和高
压油气管也将发热，高压油气管脉动程度严重。

如果针阀在针控制阀中卡紧或没
有进行闭锁，则会导致雾化程度不足，燃烧效果变差，后燃问题严重，排放温度
明显上升，此时高压燃料管脉动程度将降低。

形成此类故障的主要因素是油中的
机械杂质流入针阀偶件内部，如喷油器的冷却水不好，针阀偶件内部过热和变形，装配不良以及压紧的螺栓和螺母过紧等。

由于机械损坏、锈蚀、偶件与自身尺寸
间隙大等原因，造成了针阀偶件孔隙过大，漏气异常，喷油压力不够，雾化效果
不好，柴油机冒黑烟。

②密封锥面失效。

冲击磨损、腐蚀、空蚀、疲劳破坏座面；杂质、积碳等脏
物聚集在座面，破坏座面线位置的密封性；座面偏心、座面角不正确等加工尺寸
问题或组装不当引起配合失效，这些都将导致密封锥面失效，出现喷油压力低、
滴油、雾化不良等问题，柴油机运转波动较大，冒黑烟。

针阀与阀座密封不可靠，存在缝隙，存在漏油现象，破坏了喷油束与燃烧室的匹配关系，燃烧火焰在喷孔
附近燃烧，造成积碳严重，喷油孔阻塞。

喷油孔阻塞使喷射持续期延长，后燃严重，并可能出现二次喷射。

喷油雾化差，燃烧不良。

密封锥面失效后，可仔细研
磨以恢复其密封性。

但当针阀出现下沉时必须更换新针阀偶件。

③喷孔失效。

磨损、腐蚀、烧蚀、空蚀等因素导致喷孔变大，雾化不良，柴
油机冒黑烟。

尤其是在针阀关闭后，由于针阀关闭产生的压力扰动和断油是喷油
孔内的压力迅速降低而产生空化，喷油孔道中的空泡与流道孔径相当，燃油粘度大，形成空泡所需的能量高；空泡尺度大，能量高，溃灭时对流道孔壁的损伤大，容易形成竹节状、喇叭口状的流道形貌。

烧蚀、积碳阻塞了喷孔，导致喷孔面积
缩小，使喷出的距离变短，燃烧更靠近于喷水嘴，再反过来加速了喷孔结炭，直
到喷孔完全阻塞。

如果喷孔的阻塞问题严重，各缸喷出量将不平衡，使柴油机在
低速下行驶时运转不平衡，高压汽油管脉动加大，喷油时间拉长，后燃增加等。

喷孔的这些故障都会造成汽油雾化不好，点燃速度下降。

柴油机在运行过程中，
针阀关闭后，喷孔内的残余汽油产生了一层薄静压油膜，若受到高温和高压等环
境的影响，极易引起热裂化反应，从而产生大量积炭。

燃油杂质多、机油窜入燃
烧室等也会形成积碳，积碳堵塞喷孔，高压油管内最大压力变大，喷射持续期延长，可能造成二次喷射。

喷孔堵塞严重时将不喷油。

喷孔失效后，应当在发现其
孔径异常后予以及时更换新针阀偶件。

④弹簧失效。

除弹簧本身因素，一般情况下，弹簧达到疲劳寿命极限而断裂，导致启喷压力异常，柴油机工作异常，严重影响机车正常作业。

磨损、腐蚀、塑
性变形等因素导致弹簧刚度变小而提前喷射，严重时导致二次喷射，针阀无法落座，锥面密封失效。

磨损、腐蚀弹簧端面，造成弹簧与座之间间隙变大，启喷压
力变小，启喷始点提前，端面磨损严重时，高压油管内残余压力高于启喷压力，
造成多次喷油等问题。

同时，启阀压力降低或针阀关闭不严，导致燃油雾化不良，喷油提前，燃烧粗暴。

2、调速器故障。

调速器是的结构上具有压力反馈补偿、工作油压高、间接
配速、降速停机和温度补偿等特点。

在实际运用中表现出柴油机启机柔和、冲击
转速小、不冒黑烟、变工况反应灵敏、补偿力度大等优点。

由于其系统结构复杂，零部件精度要求高，造成零配件互换性差、检修困难等问题。

（1）调速器启机故障原因分析
①工作油压力低.当调速器处于热机时，由于调速器油的黏度会随着温度升
高而有所减小，造成调速器油压降低，如果组装时齿轮泵端面间隙过大，液压油
会从端面流失，造成调速器在热机状态下启动工作油压≤0．5MPa，转速100～
150r/min，产生无法启机的故障。

②电磁阀调整不当或故障。

电磁阀对调速器的启机通过密封高压油路进行控制，其结构由两部分组成:机械部分主要负责密封;电器部分主要施加密封力。

在
高温下若有电磁阀漏油、关闭不实、调整不当或电磁阀阀芯变形等造成机械密封
不良，使压力油过度泄漏而无法启机。

电磁阀线圈阻值过大、线圈高温下绝缘层
破损产生漏电、短路、施加电压偏小等因素会使电磁阀电磁力削弱，使其作用的
机械密封部分性能变差，造成启机后再次停机。

③组装调整不到位或磨损。

在调速器组装、调整过程中，合理的调整间隙是
保证其质量的首要条件，由于滑阀限油杆磨损使调整螺母距离底座间隙过大，造
成启机时限油量过小。

启机限位螺钉松动或调整不当，造成启机时配速活塞顶部
充油不流畅。

电磁阀底座与上体密封的调整螺母松动，造成高压油路密封不良等
组装调整不到位，同样会产生调速器启机困难或无法启机的故障。

二、内燃机车故障的维修措施研究
1、喷油器故障维修措施。

首先检查燃油管路和喷油泵工作正常，排除管路
有气和喷油泵泵油压力异常导致穴蚀影响。

其次化验油品，符合《车用柴油》要求，排除含硫腐蚀和杂质磨损影响。

结合喷孔变大故障原因分析和上述故障处理后，仍然无法找到喷孔变大的真正原因，所以将针阀体剖开，从喷孔内部形貌角
度分析喷孔变大原因。

宏观观测发现喷孔呈喇叭形，进油处小、出油处大，密封
锥面与压力室中呈黑色，靠近密封面的油腔中呈黑色，丙酮超声清洗不掉，基本
可以排除是燃油中的杂质沉积，可能是针阀与阀座密封不可靠，存在缝隙，如燃
油中存在颗粒杂质或积碳，沉积于密封面上产生缝隙，燃烧室中气体回流积碳，
呈灰黑色。

同时，针阀与阀座的锥形密封面未磨损，接触状态良好，基本可以排
除锥面密封异常导致喷孔穴蚀影响。

对针阀体心部和流道附近位置进行硬度检测，一般认为喷孔内外结炭主要是喷油嘴过热所致，若喷油器冷却不良或燃烧距喷油
嘴太近，则喷油嘴温度升高，燃油流经喷孔时在喷孔内形成结炭。

喷孔外周的结
炭除了喷油嘴温度过高外，主要是由于针阀密封不严或关闭不及时所引起的。

2、调速器故障维修。

（1）油压检查。

打开调速器顶盖快速检查电磁阀有无
泄漏，用点温计测量调速器油温有无异常，观察伺服马达输出轴转动位置，中体
上安装检测压力表，如果油压≤0．5MPa，表示调速器在高温下工作油压低，在
台架试验和水阻试验时已经不能通过调整排除故障，应立即更换调速器，避免不
必要的人工、材料的浪费。

（2）电磁阀检查。

手动检查电磁阀装置阀杆吸力是
否有力(要求吸力≥20N)，如果感觉吸力不够，用万用表检查电压电阻是否满足
要求若电阻不够，直接更换线圈，若电压不够，直接调整机车输出电压。

检查电
磁阀底部线圈输出线根部有无破损，由于线圈质量问题，长时间高温容易导致线
圈根部绝缘层破损，一旦发现破损需要立即更换电磁线圈。

（3）组装调整检查。

手动检查滑阀限油杆是否有松动磨损，发现松动磨损调整停车调节螺母；检查电
磁阀是否有漏油现象，在断电的情况下通过手动按压调整确定阀杆行程。

结束语
综上所述，通过对内燃机车故障的处理，能够快速排除内燃机车中存在的问题，有效降低碳排放，减少不必要的人工、材料的消耗，确保行车的安全。

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