浅谈6135柴油发动机的工作原理及常见启动故障分析

摘 要：本文介绍了6135柴油发动机的工作原理及总体构造，并对几种常见的启动故障作了较为详细的分析。

关键词：6135柴油发动机 工作原理 构造 启动故障

柴油发动机是通过柴油在气缸内的燃烧，把燃烧的化学能转变成热能，再转变成机械能实现动力输出的机器。工程机械使用的发动机多为柴油发动机，其中6135型柴油发动机较为常用。我公司的装载机、空压机、发电机组等基本都是装配的6135型柴油发动机。

1 6135柴油发动机工作原理与总体构造

1.1 工程机械使用的6135柴油发动机属于四冲程发动机，它由进气、压缩、作功、排气四个行程组成

1.1.1 进气行程

曲轴带动活塞由上止点向下止点移动，进气门开启。进气过程开始时，活塞位于上止点，当活塞由上止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，空气被吸入气缸，直至活塞向下运行到下止点。当活塞运行到下止点时，气缸内充满了空气和上一个工作循环未排出的废气。在进气过程中，受空气滤清器、进气管道、进气门的影响，在进气终了时，气缸内气体压力低于大气压。

1.1.2 压缩行程

活塞由下止点向上止点移动，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内容积逐渐减少，气体被压缩，气缸内的空气压力与温度随之升高。

1.1.3 作功行程

在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气，混合气自行着火剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞由上止点向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。

1.1.4 排气行程

活塞到达下止点，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，大部分废气随着活塞的上行，被排出气缸。排气行程结束时，活塞又回到了上止点，完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。

1.2 6135柴油发动机的总体构造

6135柴油发动机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、系统、冷却系统和起动系统组成。

1.2.1 机体组

发动机的机体组一般包括气缸盖、气缸体及油底壳，是发动机的主体部分。气缸体的上部是气缸，下部是曲轴箱。气缸体是发动机各工作机构和附件的装配体，且本身又是曲柄连杆机构、配气机构以及系统和冷却系统的组成部分。气缸盖装配在气缸体的上部，气缸盖、气缸与活塞到达上止点时的顶部空间构成燃烧室，燃料在其中燃烧产生热能。在发动机构造中常把机体组列入曲柄连杆机构。

1.2.2 曲柄连杆机构

曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴、飞轮等。曲柄连杆机构的作用是将活塞的直线往复运到转变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。

1.2.3 配气机构

配气机构主要包括进气门、排气门、弹簧、摇臂、推杆、挺柱、凸轮轴以及凸轮轴正时齿轮（由正时齿轮驱动）。其作用是使可燃混合气及时冲入气缸并及时将废气排出气缸。

1.2.4 供给系统

供给系统主要由柴油箱、输油泵、柴油滤清器、高压油泵、调速器、喷油器、空气滤清器、进排气装置等组成。增压柴油机进气系统还装有废气涡轮增压器，利用排放废气驱动涡轮旋转，涡轮与进气系统中的空气压缩机连为一体，带动压缩机工作，通过增加进气量来提高发动机的功率。

1.2.5 系统

系统一般由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器和机油冷却器等组成。其作用是将油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，同时起到冷却零件，清洗零件的作用。

1.2.6 冷却系统

冷却系统主要包括水泵、风扇、分水管、气缸体放水阀、散热器以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔――水套等。发动机在运转过程中因为受热，需要冷却。冷却系统的功用是把受热机体的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。

1.2.7 起动系统

起动系统主要由起动机、电瓶、点火开关等组成。其作用就是使静止的发动机起动并转入自行运转。

2 6135柴油发动机常见启动故障

柴油机要正常运转，必须同时具备几个条件：柴油雾化良好；喷油器喷油正时；压缩空气具有能使混合气自燃着火的压力和温度。因此，当柴油发动机不能正常启动时，就应从起动系统、燃油供给系统、配气机构和系统等方面入手，由简到繁、由易到难寻找原因解决问题。

2.1 起动系统常见故障

2.1.1 起动机启动转速低，启动无力。首先检查起动系统电气线路是否完好、连接紧固，蓄电池电量是否充足。

2.1.2 环境温度太低。在气温低的情况下，应做好柴油机的预热工作，否则不易起动。

2.2 燃油供给系统方面的原因:

2.2.1 油箱中无油或忘记将油箱开关打开。

2.2.2 管路或滤清器堵塞。处理的方法是用气筒将管路吹通，清洗滤清器，并检查油箱加油口滤网是否完好。

2.2.3 喷油泵柱塞磨损，此时应更换柱塞。

2.2.4 喷油泵出油阀卡住或出油阀弹簧折断。可卸下高压油管接头，将出油阀和阀座取出清洗，出油阀弹簧折断时需更换。

2.2.5 喷油泵柱塞弹簧折断，造成喷油泵没有压力。

2.2.6 喷油泵柱塞卡住在柱塞套内。当油路正常，摇动曲轴时柱塞不动，说明柱塞与柱塞套卡住。应拆开喷油泵并清洗柱塞与柱塞套。

2.2.7 喷油器针阀卡住。应将喷油器拆下并从喷油嘴中取出针阀，进行清洗，或更换针阀偶件。

2.2.8 喷油时间不正确，应按规定重新校正喷油时间。

2.3 压缩力不足方面的原因

2.3.1 进、排气门漏气。这类漏气原因有两方面：一是气门间隙太小，使气门关闭不严，需要重新调整气门间隙。二是可能在气门密封锥面上有斑点，如生锈、积炭等杂物，也使气门关闭不严。检查时可以摇转曲轴，如听到空气滤清器和排气管内有“吱，吱”的声音，即说明进、排气门有漏气现象。需要对气门进行研磨。

2.3.2 气缸盖螺母未拧紧或气缸垫损坏。转动曲轴时如发现气缸盖与机体的结合面处有漏气声，可能是气缸盖螺母未拧紧，也可能是气缸垫损坏。如为前者，应按要求拧紧。若为后者，当气缸垫损坏不严重，可用石棉线将损坏处补好，严重时更换新垫。

2.3.3 活塞环过度磨损。转动曲轴时，机体内部(如油低壳)有漏气声，原因多数出在活塞环上。可向气缸内加入一些干净机油，如加入后压缩力明显提高，这时应更换活塞环。

2.3.4 活塞环开口都移到一直线上(俗称对口)，或因积炭使活塞环卡在环槽内，不能弹出压紧气缸。其现象是转动曲轴时，曲轴箱内有漏气声。应拆下活塞环，除去积炭。若环口移到一直线上，则应把各开口处的位置均匀分布，但必须避开活塞销子方向。

2.3.5 喷油器固定螺栓松动。在气缸盖上喷油器处漏气，应将其拧紧。

2.4 系统方面的原因

2.4.1 机油压力不正常。分为油压过高和过低两方面。油压过高的原因：①油道堵塞，可能造成有些部位无油供给；②机油粘度过大，流通不畅，流量不足；③细滤器脏，旁通油量过小；④调压阀的压力调整不当或堵塞、卡死。油压过低的原因：①机油粘度过低，部位的泄漏量大；②各件的配合间隙过大，机油的泄漏量增加，如曲轴主轴承间隙每增加0.01mm机油压力大致降低约0.01Mpa；③调压阀调整不适当；④细滤器滤芯的密封圈失效，机油旁通量增大；⑤机油冷却器发生故障，机油渗入水中；⑥油底壳中油量少，吸油泵吸入空气；⑦管路泄漏。

2.4.2 机油温度不正常。有油温过高和过低两方面原因。油温过高的原因：①机油量不够；②冷却效果不良，冷却水量或风扇风量不足或冷却器中水管内壁水垢增多、水流受阻，使机油热量不易传给冷却水；③溢流阀压力低，机油从溢流阀溢出过多，通过冷却器的机油量减少；④各部位的配合间隙不当，不能形成合理的油膜，摩擦产生的热量增多；⑤柴油机长期超负荷运行。油温过低的原因：①冷却系统温度过低；②溢流阀压力高，从油泵出来的油全部经冷却器冷却；③柴油机长时间低负荷运行。

2.4.3 油水混合。原因有：①机油冷却器内部管子破裂或冷却器芯子两端的密封圈失效，使机油、水在冷却器内混合；②缸套外壁水道胶圈老化失去密封作用，缸套周围的冷却水进入油底壳；③缸床垫上的水封圈或油封圈失效；④缸体或缸盖有裂纹，水漏入油底壳。

2.4.4 机油变质过快。主要原因：①机油牌号不对、质量达不到要求；②柴油机技术状况不好，窜气、窜油、配合间隙过大或油温过高；③柴油机经常在低温、低负荷、低速下运转，活塞变形量不够，燃烧不完全，有柴油沿缸壁进入油底壳使机油稀释变质；④废气进入油底壳凝结成水分和酸性物质，使机油变质；⑤机油滤芯脏，未经滤清的脏机油进入部位，加速零件的磨损。

参考文献

[1]工程机械发动机理论与性能，姚怀新，人民交通出版社，2007.

[2]汽车发动机构造与维修，郭新华，哈尔滨工业大学出版社，2005.