D10R型推土机发动机的故障检修

　　D10R型推土机是美国卡特彼勒公司推出的具有90年代先进水平的机型，采用CAT3412E电喷柴油机，该发动机启动性能优良、运转平稳、油耗低、有故障自诊断功能、维修保养方便。我厂现有两台，使用时间已逾5000h，故障率渐高。我们通过仔细研究排除了一些故障，并积累了一些经验。
　　1 HEU1发动机工作原理及特点
　　D10R推土机发动机采用液动电子控制燃油喷射系统，即HEU1系统。该系统主要由液压供油泵组、电子控制单元ECM、油门控制器、速度、正时传感器、喷油器、温度传感器和压力传感器等部件构成。
　　液压供油泵组向喷油器提供驱动压力，正常状态下机油被高压油泵加压到50~21.5MPa以驱动喷油器。压力的高低由ECM通过向泵输送信号来控制。
　　电子控制单元ECM是发动机的核心部件。ECM具有调速、正时及燃油限定等功能，同时通过卡特数据线读取传感器的信号并与仪表显示系统连接。
　　油门传感器为驾驶员提供发动机转速控制。发动机在启动时被设定在低怠速下运行2s，以使油压在发动机加速前上升。该系统免去了转速控制与调速器之间的所有机械连接，排除了传统的连杆系统磨损的可能性。
　　转速/正时传感器包括主、副2个传感器，用于探测发动机转速、正时，识别气缸和上止点TDC。如果主正时传感器发生故障，系统将立刻启用副正时传感器，并同时产生一个故障代码。
　　电子喷油器ECM控制，并由高压的液压机油驱动，燃油的**压力可达150MPa。喷油量决定喷油时间的长短和喷油驱动压力的大小。
　　温度传感器包括水温和燃油温度传感器。水温传感器向仪表和ECM提供信号并被用于风扇转速控制。当水温达到107摄氏度时，发动机将自动降低功率。燃油温度传感器被ECM用于燃油温度补偿，以纠正因燃油温度变化而导致的燃油率的变化。
　　液压压力传感器向ECM传输喷油器驱动液压信号，ECM利用该信号控制液压泵的排量，如果该压力低于4.5MPa，ECM将不会驱动喷油器启动发动机。大气压力、涡轮增压器入口和出口压力传感器用于检测发动机的进气情况，从而使ECM了解空气滤芯的堵塞情况，实现空燃比控制和自动海拔补偿。
　　由以上工作原理可以看出，HEUI发动机时高度机电一体化的设备，在分析故障和进行检修过程中必须注意到电机之间的紧密联系。
　　2 故障的分析及检修
　　D10R型推土机的发动机ECM包含有故障代码自诊断系统。当系统出现电路故障时可以在仪表盘上显示故障代码，这就大大简化了检修过程。但机械故障和部分电路故障是没有故障代码的，下面分别进行分析。
　　2.1 有故障代码的检修
　　故障代码由单元识别码MID、元件识别码CID和故障识别码FID三部分组成。通过系统显示的故障代码可以很快的确定问题所在。因为有故障代码的检修相对较简单且步骤亦较固定，下面仅举一例加以说明。
　　如系统显示“063-9-05”，利用卡特的电子技师ET检修软件，计算机指出其对应的故障为9号喷由器开路。经检查发现9号喷由器的一个接线端子已松动，更换后故障代码消失，很快即排除故障。
　　值得注意的是，ECM纪录的非现存的历史故障代码对检修工作也是很有价值的，它可以发现一些间歇性的故障，而这类问题用传统方法是很难发现的。
　　2.2 无故障代码的检修
　　由于机械问题和部分电路问题是没有故障代码显示的，所以相对而言，检修较困难。下面举例说明。
　　2.2.1 发动机运行中间歇性转速大幅降低，但作业中动力正常
　　作业中动力正常说明元件损坏的可能性不大，间歇性故障可能由于选路接触不良造成的。经检查系统无现存故障代码，但用ET检查发现ECM纪录的副转速/ 正时传感器信号异常达上百次之多，并且时间很集中。试着人为插拔副转速/正时传感器，发动机转速发生明显变化。于是更换传感器的插头，并清洗线束插座，故障排除。
　　2.2.2 发动机启动困难
　　启动马达转速正常，并且未发现燃油路有堵塞。启动时发动机似乎处于空转状态，排气管未见燃油的排烟。利用ET监测喷油器驱动油压，发现喷油器动力机油压力只有3.0MPa，正常应为5.0MPa以上。考虑到不久前更换过一只喷油器，怀疑机油路存在泄漏。重新拆下更换的喷油器，发现一端面油封被压坏，更换后机器启动正常。
　　2.2.3 作业时发动机转速大幅降低
　　本着先易后难的原则，首先更换了空气滤芯、柴油滤芯，故障未能排除。使用ET检查，发现全车12个电子喷油器不动作，于是怀疑是电路故障。检查发动机控制器电源正常，油门开关和传感器正常，正时传感器正常。与另一台D10R对换发动机控制器后仍不见好转，只能排除电路故障的可能性。将一新喷油器临时挂接于线路上，使用ET试验，新喷油器动作，于是怀疑全部喷油器被卡死。清洗后可装回可以勉强启动，只得更换全部喷油器，但启动仍有困难。经检查发动机油变量泵的断面有漏油现象，紧固后，油压未上升。将油泵解体，发现柱塞和斜盘接合面有明显磨损。因柱塞泵要求较高，只得更换。此后机器启动迅速，动力亦完全恢复正常。
　　2.2.4 发动机抖动很大并有明显的周期性
　　检查后发现，电路正常，油路亦正常。考虑到喷油器驱动油压不稳定也有可能影响发动机的平稳运行，经仔细检查发现高压液压供油泵组的安装支架有松动迹象。于是紧固支架，使液压泵运转平稳，发动机恢复正常运行。
　　3 针对性的措施
　　推土机作业时振动极大，且环境恶劣。线路的接插件必须固定。我们对部分可能溅水的接插件进行了如包裹、遮挡等防水防振处理。原液压泵端面螺钉无紧固措施，长期振动可能导致再度漏油。因此我们采用了加装弹簧垫和涂敷螺纹紧固胶的方法，杜绝了外界灰尘、沙尘等杂物进入泵内管路，避免了液压泵遭到磨损。
　　4 几点启示
　　电喷发动机虽然性能优异，但因其结构和传统的全机械发动机有着较大的区别，所以操作维修亦需特别注意。如电喷发电机对油料要求甚高，一些极少的杂质也可能导致严重故障。可以看似小事的漏油也应予以充分重视，并加以防范，以消除某些故障隐患。电喷发动机的燃油压力和液压驱动油压(对HEUI发动机而言) 比传统的全机械发动机高得多，所以在拆装过程中密封是非常重要的。在操作和维修中必须严格执行操作规程，逐步积累经验。希望以上的一些心得能对同行有所帮助。