梁成奇

（1. 内燃机可靠性国家重点试验室，山东 潍坊 261205；2. 潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261205）

某工程机械企业的16m越野剪叉式高空作业平台在非道路三阶段选用电控高压共轨柴油机，生产线小批量装机时反馈启动时间长，需多次启动才能起车，影响产品下线。根据故障现象描述应为燃油管路有气未排出造成的难启动问题。本文重点对燃油系统设计及故障排查过程做一分析介绍。

1 低压油路的组成及作用

此剪叉式高空作业平台采用自然吸气式四缸BOSCH高压共轨柴油机，其燃油供给系统设计较简单。高压油泵为BOSCH CB08泵，其燃油系统原理图如图1所示。

图1 BOSCH CB08燃油系统原理图

低压油路主要由燃油箱、带除水泵油功能的燃油粗滤器、燃油精滤器、及进回油管和各部件之间的燃油管组成。其主要作用是泵油、排气、除水和杂质等，为柴油机提供清洁燃油。

2 原因分析

经现场落实，该16m越野剪叉式高空作业平台的燃油箱到柴油机的燃油管有4.5m长，见图2，整车底盘上发动机仓为可移动的，从燃油箱到燃油粗滤器的油管由可伸缩的履带固定。该企业在产品开发时，考虑进油管路长、阻力大才要求增加带泵油功能的燃油粗滤器。

根据整车结构和故障现象初步判定，低压油路存气影响轨压建立，造成难启动，低压油路越长，存气越多，进油阻力越大，轨压建立时间越长。下面从此角度选用1台新下线的新车现场试验验证。由于燃油粗滤上的电动泵1次供电泵油3min，粗滤底部有透明水杯，可清晰看到柴油是否进入。排查验证过程如下：

（1）新车不拆卸任何油管，电动泵上电泵油2次，没有燃油进入燃油粗滤器。随后启动1次，点火启动15s后熄火，轨压快速降低。整个过程采集的转速和轨压的路谱如图3所示。

图2 高空作业平台燃油管布置

图3 第1次启动路谱

此次启动过程点火燃烧的为发动机出厂时高压油泵和共轨管内残存的柴油，消耗完毕后熄火。

（2）电动泵再次上电泵油，由于启动一次，从透明水杯可见部分燃油泵入粗滤器。连续泵油两次，拆开燃油粗滤出油螺钉，没有燃油出来。随后启动，轨压没有建立，不能启动。启动过程路谱见图4。

此次启动过程，发动机仅被起动机拖动至点火转速，但由于没有燃油，轨压建立不起来，不能启动。

（3）电动泵再次上电泵油，由于启动两次，泵油1次后燃油粗滤出油螺钉处有少量燃油流出。然后启动成功。启动过程路谱见图5。

经过2次启动，原低压油路中空气基本排除干净，经再次泵油和起动机拖动可以快速建立轨压，正常启动。

图4 第2次启动路谱

图5 第3次启动路谱

综上，可以确定没有排气仅靠电动泵并不能将低压油路中空气经燃油系统排除干净，油泵阻力大，燃油无法进入油泵。以上说明，高压油泵前不排气单靠电动泵无法实现泵油，造成启动困难。只有通过两次启动高压油泵转动将气排出，随后才能泵上油来。

经落实四缸机所用的BOSCH CB08泵内部低压油路部分有零油量孔回到进油，而六缸机常用的CPN2.2泵的零油量孔通往回油管。详见图6。这就说明CPN2.2泵可用电动泵油辅助排气，从而避免人工排气费时费力；而CB08泵不能使用电动泵辅助排气。这是造成新车下线难启动故障的主要 原因。

图6 CB08泵、CPN2.2泵油路布局图

3 解决方案

根据上述原因分析，要解决此故障，需要排净低压油路空气。临时措施只能是多次拖动或者松拆燃油精滤前的燃油管，在电动泵泵油时排气。但是不方便，也不现实，没有解决实际问题。

最佳更改方案只能是更改油泵内部结构，将低压油路的零油量孔回到回油管。但此措施更改涉及BOSCH油泵内部结构，实现比较困难。

因此，更改方案只有在进入油泵前将空气放掉，最优解决方案是在燃油精滤器上增加放气螺钉。如图7所示。

4 结束语

根据解决方案，更换改进后带排气功能的燃油精滤器进行新车下线验证，并采集启动过程路谱。启动前进行电动泵油，松开放气螺钉进行排气，直到有少许燃油漏出再将放气螺钉紧固。启动过程路谱见图8。

图7 带放气螺钉的燃油精滤器

图8 改进后的启动路谱

经过泵油排气，可以1次性启动成功，时间约3s，轨压可以快速建立。静置一段时间，启动时间在1.5s，启动正常。

实践证明，改进方案可以有效解决新车下线难启动故障，解决了客户抱怨，提高了生产效率。本文通过对整机结构确认及燃油系统低压油路结构原理分析，确认问题原因，并对解决方案进行验证后证明可有效解决新车下线的难启动问题。解决了客户抱怨，提高了整机产品出厂调试效率。