利勃海尔挖掘机电喷柴油机低怠速运转不稳定的原因

1. 供油系统工作原理

利勃海尔 R944C 型挖掘机配装了单体泵、高压管、喷油器组成的供油系统（简称 PLD 供油系统）。柴油机凸轮轴带动进、排气门运动的同时，带动单体泵挺柱动作。凸轮转动时，顶动单体泵挺柱上行，由挺柱推动单体泵柱塞上移动。控制器（ECU）根据柴油机转速传感器输送的电信号，控制单体泵上部回油封闭阀的电磁线圈通电与断电，进而控制回油封闭阀开、闭。回油封闭

阀封闭时段燃油增压，当燃油压力达到喷射压力后，经喷油器将燃油喷入燃烧室，从而实现柴油机运转。该型挖掘机柴油机供油系统如图 1 所示。

回油封闭阀安装在单体泵的上部，其电磁线圈通电持续时间决定了单体泵供油量。电磁线圈断电时，单体泵回油道打开，单体泵内的柱塞即使已开始泵油，也不能建立高压。只有当电磁阀通电、回油油道关闭时，油压才可迅速升高，高压燃油经过高压油管进入喷油器使其喷油。电磁线圈断电时回油油道打开，单体泵迅速溢流卸压，供油停止。单体泵工作循环如图 2 所示，单体泵四个工作行程如下所述。

吸入行程： 凸轮转动时带动柱塞下行，使输油泵来油经回油封闭阀进入柱塞腔。

预压行程： 凸轮带动柱塞上行，给柱塞腔中的燃油加压。此时回油封闭阀未关闭，柱塞腔中的燃油保持低压状态。

输出行程： 凸轮继续带动柱塞上行，此时电磁线圈得电，使回油封闭阀关闭，柱塞腔燃油压力升高。当燃油到达喷射压力时，喷油器喷油。

泄压行程： 凸轮继续转动，带动柱塞上行，此时电磁线圈已断电，喷油结束，回油封闭阀打开，柱塞腔泄油。

2. 故障排查

首先，检查柴油机空气滤清器无堵塞，增压器运行正常，中冷正常。

其次，使用利勃海尔专用 SCULI 软件检查柴油机供油情况，发现柴油机低怠速运转过程中供油量在不断变化，由此确定该柴油机供油系统存在故障。

最后，检查柴油机转速传感器、柴油机控制器（ECU）、柴油滤清器、输油泵、喷油器以及供油管路均未发现问题。但是在更换新的单体泵后，发现柴油机低怠速运转稳定，且“嗡、嗡”异响消失。由此判定该故障是单体泵磨损所致。

3. 原因分析

分析认为，柴油机低怠速时转速不稳定故障，原因是供油量（喷油量）不稳定。而供油量不稳的根源是单体泵存在故障，其发生故障的部位可能有 2 处：一是柱塞腔产生燃油泄漏，二是电磁线圈控制的回油封闭阀产生燃油泄漏。

单体泵安装在柴油机缸体上，其柱塞腔下侧位于凸轮上方。若柱塞严重磨损，将导致柴油进入缸体内的机油当中。由于现场检查时未发现柴油机机油变质、油位升高等现象，因此可以判定柱塞腔不存在泄漏故障。

单体泵回油封闭阀受电磁线圈控制，柴油机运转时，回油封闭阀需高速封闭和打开。回油封闭阀的高速开闭的往复运动会产生频繁摩擦，若柴油质量不好将造成其磨损。回油封闭阀磨损严重后，必然导致燃油产生内泄漏。经拆检 4 个单体泵回油封闭阀，发现其进、出油口均已严重磨损，不能起到密封作用。单体泵回油封闭阀泄漏位置如图 3 所示。

单体泵回油封闭阀的内泄漏，造成柴油机在低怠速运转状态下供油量不足，即转速不稳定。而柴油机在高怠速或工作速度状态下之所以运转稳定，是因为柴油机在转速提高后，供油量也相应增大，此时单体泵回油封闭阀的内泄漏对柴油机运转的影响减小。

附图