摘要：城市轨道交通行业的车辆专业是核心业务，除了配置日常载客的电客车车辆，还需要配置大量辅助作业用的工程车，如调车机车、钢轨打磨车、钢轨探伤车、网轨检测车等等，这些工程车虽然功能多样，但是动力源基本都是柴油机，经过调研和统计，国内工程车的柴油机80%为卡特C系列品牌型号，在笔者多年的工程车运维工作中，积累了丰富的卡特柴油机故障类型以及处理方法的宝贵经验，其中卡特C系列柴油机在运行过程中较常出现功率不足的典型故障，具体表现为空载时内燃机车带载率低，基本维持在0%～10%之间，此时柴油机从最低怠速到最高转速的升降速功能均正常，一旦柴油机带上负载，即机车挂挡后柴油机的升速功能受限，只能升速到一个中间转速便再也无法继续上升，出现这种故障的原因多种多样，本文主要根据多年的柴油机功率不足故障处理经验，综合阐述卡特C系列柴油机功率不足的可能性成因，为相关从业人员提供参考和借鉴。
关键词：城市轨道交通；卡特C系列；柴油机；带载率；功率不足；升速故障；中间转速
1 研究背景与意义
卡特C系列柴油机大量运用于国内地铁工程车、工程机械、备用电力系统等重工业领域，是力量的源泉，因此，对卡特柴油机的维护保养和故障处理显得尤为重要。
卡特柴油机在运用过程中功率不足的发生频率高、故障影响大，即柴油机空载时升速正常，带载后最大只能升到一个中间转速便无法继续升速，输出功率不足，影响设备正常运行，特别在地铁行业中如果内燃机车功率不足，列车牵引爬坡无力、瘫痪甚至后溜车，可能引发重大行车安全事故，因此，当工程车柴油机出现功率不足的苗头时，应及时扣停，查处故障后才能交付使用，其他如电力、工程机械等行业也会产生类似的恶劣影响，所以分析并解决柴油机功率不足问题是维保人员必须掌握的技能。
2 研究方法及目标
本文根据多年的柴油机功率不足故障处理经验，以卡特C15柴油机为研究对象，采用分类讨论思想，综合阐述卡特C系列柴油机功率不足的可能性成因，为相关从业人员提供参考和借鉴。
3 卡特C15柴油机简介
4卡特C15柴油机功率不足成因分类
柴油机功率不足的成因多种多样，通过对柴油机结构原理的分析，并结合多年以来卡特柴油机实际故障案例，发现柴油机功率不足的故障成因主要分为缺缸、供气不足、供油不足三大类别。
4.1 缺缸
故障描述：缺缸是指多缸机中有少数气缸不工作或间歇工作，引起功率不足。
故障现象：主要现象是柴油机工作不平稳，抖动，声音不连续，不均匀，无力，易熄火，排黑烟且伴有“生油味”。
故障原因：缺缸故障的原因可分本机和供油系统两方面，本机原因是指压缩行程终了达不到应有的发火温度和压力。如：活塞环漏气量过大，气阀密封不严，气缸垫烧穿等；供油系统原因是指某缸的喷油器不能稳定地喷出质量好、数量对、时刻准的柴油。
故障查找：通常“缺缸”在怠速时表现更为突出。因此，比较传统的故障判断方法可以在柴油发动机起动后开始怠速运转时，用手摸各缸的排气支管段，若有的支管段温度上升慢，说明此缸可能没工作；而卡特柴油机最佳的断缸判断方法为用ET诊断软件对柴油机进行人为断缸试验，依次对1到6号气缸电子喷油器进行断电，使对应气缸停止工作，从发动机工作声音判断断缸试验是否有效，从而判断出原来柴油机供油是否正常，用ET软件进行断缸试验是判断柴油机是否存在断缸故障最便捷有效的措施。
4.2 供油不足
故障描述：卡特柴油机喷油器（电喷）供油不足，达不到该负载情况下所需的燃油量，引起柴油机无法升速和功率不足。
故障现象：柴油机启动困难，带载后无法升速，严重时甚至启动后很快熄火。
故障原因：主要有两方面，一是低压油路，包括油箱缺油或阀门关闭、吸油管路有空气、油路堵塞（主要是滤芯堵塞）或漏油、油泵工作不良；二是高压油路，包括喷油泵调节齿杆被卡住、调速器校正弹簧折断、喷油嘴积碳堵塞等。
故障查找：启机后观察燃油压力，卡特C系列柴油机燃油压力在500Kpa～700Kpa之间，如果低于这个范围，应对柴油机油箱油量、阀门、进行检查，清洗燃油磁性滤网，检查燃油初级滤芯和次级滤芯工作时间，临近或超过250小时更换次级滤芯，临近或超过500小时更换初级滤芯，如果燃油压力正常，则应查处高压喷油部分的故障。
4.3 供气不足
故障描述：卡特柴油机进气量不足，达不到该负载情况下所需的氧气量，引起柴油机无法升速和功率不足。
故障现象：带载后柴油机无法升速和功率不足，且带载率很高，达到100%。
故障原因：进气管路堵塞、泄漏，涡轮增压器卡滞、涡轮增压器废气旁通阀关闭不严，废排气通道堵塞等。
故障查找：挂挡后检查增压压力值，在较为水平的路况下，机车单机运行增压压力应该在20Kpa到200Kpa之间，匀速或减速时增压压力较小，加速时增压压力较大，如果挂档后增压压力一直偏低（小于20Kpa），即可判断为进气不足故障，应该对进气滤芯进行吹扫，并在柴油机工作时观察进气真空指示器指针位置，检查涡轮增压器泵轮和涡轮叶片有无变形，转动是否灵活，检查涡轮增压器废气旁通阀关闭是否良好，检查进气散热器有无泄漏，检查废气排气管、消音器是否畅通。
结语：
本文分类详细介绍了柴油机无法升速功率不足的故障描述、故障现象、故障成因及故障查找方法，为从事卡特柴油机维保工作的业内人士提供了良好的经验和借鉴。
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论文作者:黄生勇1, 叶耀泉2, 陈鸿杰3
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：柴油机论文; 卡特论文; 故障论文; 功率论文; 成因论文; 压力论文; 工作论文; 《防护工程》2019年第4期论文;