摘要：本文通过对某12缸机起机过程中各系统原因的分析，结合现场常见故障情况，有针对性的对其产生的原因及处理方法进行分析总结，解决了大部分柴油机组装后首次起机困难的问题。
关键词：柴油机；起机；试验；ECU
1．背景及意义
国产内燃机车某12缸型柴油机,采用ABB公司研制的铁路机车用TPR56高压比涡轮增压器，BOSCH公司单体电控泵燃油喷射装置以HAINZMANN的电子控制系统等。其中燃油系统为电喷控制系统，采用ECU、传感器、单体电磁喷油泵、检测及驱动线路、低、高压燃油回路构成燃油正时控制系统。
在柴油机组装完成后首次进行台架试验起机时，经常会发生起机困难，起不了起的现象，所以对柴油机起机困难问题的分析显得尤为重要。
2. 柴油机起机所具备的条件
2.1符合要求的低压燃油压力
柴油机柴油机在起机过程中，必需保证低压燃油系统中充满具有一定压力的燃油，以保证喷油泵每循环都能吸入一定量的燃油，防止吸空而导致的燃油量不足。通过调压阀调节使燃油压力应保持在0.4～0.6MPa之间。
2.2正确的正时及位置信号
电子喷射系统的燃油喷射定时是由电信号来控制的，通过信号检测系统检测柴油机转速及柴油机第一缸发火上死点的位置，据柴油机各个缸的夹角关系计算出其余缸的发火上死点，再根据预先存储在控制器内的供油提前角计算出每个缸的供油始点，喷油量是由电控泵电磁阀开启的时间长短决定的。
正确的曲轴位置信号及凸轮轴位置信号，直接控制柴油机的工作过程。
2.3起动转速
柴油机的燃油除了具备可靠的正时系统及燃油喷射系统外，还需要具备能够压燃的温度及良好的空气混合，压燃油型柴油机起机过程中的最低拖动转速应该控制在110r/min以上，这样才能使缸内温度快速上升而压燃柴油机。
3. 柴油机不起机原因分析
经过笔者多年的试验经验发现，柴油机在首次台架试验起机困难时经常发生在：低压燃油系统、喷油正时、检测控制系统等故障，下面将各故障生的原因及产生的影响进行逐一分析。
3.1低压燃油系统
产生原因：由于该柴油机低压燃油系统未采用排气管，首次打燃油输送泵后会在低压燃油系统产生空气，造成喷油泵起机工作时燃油供应不充分造成起机困难。
处理方法：在燃油送泵持续工作的情况下拧松燃油回油管末端密封盖，排气低压燃油系统的中的空气后拧紧。调整燃油输送泵及柴油机调压阀，使低压燃油压力稳定保持在400～600KPa之间。
3.2曲轴转速传感器故障
产生原因：柴油机曲轴转速传感器采用霍尔传感器，双备份曲轴传感器1、曲传感器2。在曲轴上装有一个测速齿盘，齿盘上铣120个齿，再铣掉一个齿，确定缺齿后第一个齿的上升沿（顺着柴油机运行方向）与柴油机曲轴上死点的夹角和转速传感器安装位置与曲轴上死点的夹角，并将这两个参数输入到控制器内，当柴油机运行时，转速传感器除了测出柴油机的转速，同时还可以检测到缺齿处的信号变化，根据缺齿处的信号和缺齿后第一个齿的上升沿与曲轴上死点的夹角，即可确定出柴油机曲轴上死点的位置。由于是霍尔传感器，对安装方向有严格的要求，如是方向安装错误或传感器故障，在计算界面会报错显示：“故障：3001 ErrPickUp1”、“故障：3002 ErrPickUp2”，如图1所示。
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图1 曲轴传感器和凸轮轴传感器故障信息
处理方法：对错误的传感器进行调整，故障：3001 ErrPickUp1检查曲轴转速传感器1；故障：3002 ErrPickUp2检查曲轴转速传感器2，检查调整结束后对ECU进行复位。
3.3 凸轮轴位置传感器故障
产生原因：由于是四冲程的柴油机，为了判断测到的上死点是发火上死点还是排气上死点，在凸轮轴上安装另一个测量系统，测量装置上有一个凹槽，使传感器在测量装置旋转一圈后，可以感受到一个脉冲信号，确定出凹槽上升沿与曲轴发火上死点的夹角和凸轮轴位置传感器与曲轴发火上死点的夹角，并将这两个参数输入到控制器内，根据凸轮轴相位传感器测到的信号，可以最终确定出柴油机的发火上死点。
如果凸轮轴转速传感器SpeedCamIndex检测不到信号，ECU可能控制喷油泵在排气上止点前16’BTDC 进行供油，导致起不了起。SpeedCamIndex传感器也采用了霍尔传感器，在计算机界面出现报警故障“故障：3003 ErrPickUpIndex”，如图1所示。
处理方法：检查传感器平面箭头是否为旋转方向的切线方向，头部与测量凹槽间隙是否为0.5-2.0mm，优越感器是否开路等，查到问题处理后对ECU进行复位。
3.4 喷油喷油控制线路故障
产生原因：喷油泵是ECU按照正时时序发出驱动信号来驱动供油的，驱动信号通过X06，X07线束来控制左右侧喷油泵，单侧线束通过单体泵线圈串在一起共用+24V，形成一个回路，由于线束故障（接线盒内部线排端，线束内部接线、喷油泵线圈接地等）均后使单侧缸喷油泵全部停止供油，造成起要时油量不足而起不了。如图2所示。
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图2：单侧喷油泵线路故障信息代码
处理方法：尝试做碰响试验，检查出哪侧喷油泵故障，计算机会提示错误，然后相应的做如下检查：
（1）从接线盒上取下X06，X07插头，将万用表的一表笔放在喷油泵接线柱上，另一表笔放在机体上，然后逐个脱喷油泵接线柱，直至找到接地现象消失时的那个喷油泵，对其进行更换。
（2）如果所有喷油泵检查完还有接地现象，将对应的X06或X07喷油泵线束进行更换。
（3）如果脱开X06、X07线束后检查不到接地现象，对接线盒端子排进行检查并更换。查到问题处理后复位ECU.
3.5 信号检测线路故障
产生原因：喷油正时信号是通过X02线束将曲轴1、曲轴2号传感器及凸轮轴位置传感器传递给ECU的，当计算机界面出现错误3001、错误3002、错误3002时，通过检查发现，传感器正常且位置安装正确，说明X02线束回路有故障。
处理方法：检查X02线束有无接地及断路情况，接线盒X02端子排是否良好，找到问题进行更换处理，复位ECU。
上述所有故障处理结束后都需要对ECU故障信息进行复位消除，没有新的故障发生的情况下方可进行起机试验。
4. 小结
通过对现有某12缸台架试验起机困难问题的分析与总结，基本能解决大部分首次起机困难的问题，使故障检查时间大为缩短，同时具备一定的现场指导性。
作者简介：何心国（1970-09），男，汉族，籍贯：江苏省常州市，当前职务：高级钳工，当前职称：技师，学历：中技，研究方向：柴油机发电机组试验
论文作者:何心国,李鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
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