電控柴油機柴油噴射系統的常見故障及預防管理

胡中建

（武警水電二支隊修理所，云南普洱665525）

近年來，由于柴油機技術的不斷進步與發展，電控柴油機作為一種改進型的機械動力能源，逐漸在工程機械中得到了廣泛的應用，如美國卡特彼勒公司、日本的五十鈴公司、瑞典沃爾沃公司、康明斯公司、德國的博士公司等，已經將電控發動機應用在了挖掘機、潛孔鉆機等重型機械上。然而，因為工程機械工作環境的惡劣、反復大負荷工作和操作人員相對的不固定，又不能按時開往專業修理廠或售后服務機構進行保養和檢修，所以對新時代的操作手素質和機械設備管理水平，提出了更高的要求。現從工程機械柴油機電控燃油噴射系統性能特點、常見故障及預防管理措施、電控燃油噴射系統維修管理等方面，簡要分析如何使用和管理好工程機械電控柴油機，使其發揮更大的經濟效益。

1 電控柴油噴射系統性能特點

電控柴油噴射系統的應用，使發動機實現了噴油量、噴油壓力和噴射正時完全按最佳工況運轉，提高了柴油發動機的動力性能和經濟性能，減少了廢氣排放，降低了噪聲污染。現代工程機械發動機燃油系統常用的有三類，依次為高壓共軌柴油噴射系統、電控單體泵系統和電控泵噴嘴系統，都屬于電控高壓噴射之列，其共同特點是：

（1）噴射壓力高，柴油噴射壓力由10 MPa提高到200 MPa。

（2）噴孔更小。

（3）實現了快速斷油和最小油量控制。

（4）獨立的正時噴射和可變的預噴射控制。

（5）供油系統的供油壓力不依賴轉速和負荷，實現了獨立控制。

電控柴油噴射系統的常見故障主要兩種：機械故障和電氣故障。

2 常見機械故障來源分析

柴油由油箱進入燃燒室的過程中，對柴油泵和噴油器來說，還起到非常重要的潤滑作用，但如果燃油中含水或其他顆粒物，就會加劇噴油泵磨損。越高的噴射壓力，對柴油清凈性要求也就越高。機械故障主要有高壓柴油系統部件的磨損，電磁閥或噴油嘴閥芯的粘滯、堵塞、泄漏而引起機械動作失效。

2.1 故障來源

（1）噴射壓力高，柴油中過量水分和雜質導致供油泵、單體泵、泵噴嘴柱塞、泵體和噴嘴容易非正常磨損。

當發動機運轉時，柱塞在泵體中進行往復運動產生高壓燃油，當柱塞和泵體之間被殘存的粘膠物卡塞時，或柴油中含過量水分，而破壞了柴油潤滑油膜時，活塞就會發澀或拉傷，燃油因內泄而無法建立高壓，致使到達噴嘴的燃油壓力下降，噴嘴針閥打開滯后或無法打開，噴嘴無法正常工作；柴油中含有過量的水分，還會導致噴嘴的早期磨損，造成噴油嘴在壓力油路的施壓下，不斷向燃燒室內泄漏柴油。以上故障都會導致燃油霧化不良，發動機出現無力、提速困難、難以啟動甚至熱車時無法啟動等癥狀。

（2）噴嘴噴孔小，易堵塞。燃油中進入雜質容易堵塞噴孔，當燃油霧化不良、燃油不能完全燃燒時，生成積碳多，也容易而堵塞噴孔，造成噴嘴工作失效，發動機無法正常運行。

（3）電磁閥或噴油嘴閥閥芯粘滯故障。電控柴油機只所以能實現快速斷油和最小油量控制，供油控制電磁閥的動作快與慢，起到了關鍵的執行作用。在電腦發出噴油信號后，電磁閥通電后產生磁吸力，由于閥芯與閥座的運動間隙被殘存的粘膠物卡塞，電磁吸力小于卡塞產生的阻力時，電磁力無法有效帶動閥芯升起，或噴油嘴閥芯達不到開啟速度，或當電腦發出停止供油時，閥芯由于卡塞而無法立即關閉，都會影響噴油時間或噴油量，發動機出現怠速不穩、難以啟動、提速困難等癥狀。

2.2 機械故障的防治管理措施

產生機械故障的主要原因，是柴油質量差、柴油濾清器更換不及時而引起的，柴油作為發動機燃料，工程機械柴油消耗量較大，單臺班消耗油量多在200～350 L之間。設備加注柴油時應注意清潔，盡量選擇氧化安定性好、熱穩定性強、硫含量少、清潔度高的柴油。在使用中，應嚴格按照規定工作時間及時更換柴油濾清器和油水分濾器。設備操作人員要加強柴油油路和油箱的保養，要經常排放油水分離器里的水，定時更換合格的油水分離濾芯和柴油濾芯，定期清洗油箱，確保燃油的清凈。

3 常見電氣系統故障及預防管理措施

電控柴油機電控系統由三個基本組成部分：輸入（開關和傳感器）、對輸入信號進行分析的ECU系統和按照輸出信號動作的執行器（電控單體式噴油器）。

3.1 電器系統的常見故障

當開關和傳感器將信號提供給控制器ECU時，ECU對信號進行運算，計算出合理的噴油時間（噴油量）和正確的噴油始點（噴油正時），并由此制定出各種控制指令，輸出相應的控制信號，驅動相關執行器，實現了快速斷油、最小油量控制、正時噴射、和可變的預噴射控制，使發動機按最佳狀態運行。因此，當電器系統的任何部位故障時，都會造成發動機的性能改變。

（1）輸入（傳感器或開關）故障。輸入故障主要因傳感器無信號輸出（斷路）或信號錯誤所致，包括壓力傳感器、溫度傳感器、轉速傳感器等。因為工程機械工作環境惡劣，塵土和雨水較多，發動機工作環境溫度較高，振動較大等，傳感器外接線路疲勞彎曲損傷，常有斷路現象。

（2）控制器（ECU）故障。控制器又叫電子控制單元（ECU-Electronic Control），ECU內部任何電氣部件的損壞，都會影響到發動機的控制，使發動機工況變差和無法運轉。在日常的使用中，應保持控制器良好的工作環境，保持通風，避免高溫，防止灰塵和水進入。

（3）執行器故障。主要是噴油嘴電磁線圈的斷路、短路和線圈的老化。

3.2 電路故障的防治管理措施

電控柴油機在使用過程中，應保持電路系統的清潔，嚴禁任意更改線路的連接方式。拆卸噴嘴時，應避免損壞內部的電磁線圈。拆除電插頭時，應先關閉點火開關，防止瞬間過電壓燒壞電磁線圈和電腦內部電子器件。檢修噴嘴電路時，應使用高阻抗數字萬用表或電腦分析儀，嚴禁采用劃火方式，以免燒壞噴嘴的電腦控制電路。噴嘴電路故障檢測時，可選擇在每個噴嘴體上都聽到頻率與間隔不變、聲音大小一致的閥芯落座聲，聲音單調而均勻，說明噴嘴工作正常。

4 電控柴油噴射系統的維修管理

電控柴油機是一種具有新型燃油噴射系統的發動機。要診斷并排除一個可能涉及微機系統的柴油機故障，首先應按照普通柴油機的故障診斷方法，查找可能引起的故障原因，確定故障與微機有關后，再利用電控單元自診斷系統進行故障診斷，這也是對電控柴油機故障診斷與檢修的基本原則。

電控柴油機電氣控制系統檢測時。不可隨意亂動或用一般電路故障的檢查方法進行檢查，檢查時應主意以下幾點：

（1）當發動機出現故障或報警時，應停機檢查，通過自診斷系統將故障碼及有關資料信息調出，診斷出故障原因。

（2）按照查出的故障碼，檢測相應的故障電氣部件。

（3）檢測時避免打開計算機。

（4）在檢測出故障原因進行檢修時，應關掉點火開關，拆下蓄電池搭鐵線。但在調出故障碼之前，不能將蓄電池從電路中斷開，以免丟失故障碼信息。特別嚴禁在發動機高速運轉時切斷蓄電池線路，以防產生瞬變過電壓將計算機和傳感器損壞。

4 結束語

柴油的品質好壞，對電控柴油機噴射系統的使用壽命影響較大，為延長其使用壽命，提高柴油機的經濟性能和動力性能，要樹立科學的管理、運用、保養和修理設備的觀念，才能提高設備的綜合經濟效益。

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[2]鄧東密，鄧 萍.柴油機噴油系統（機械控制與電子控制）[M].北京：機械工業出版社，2009.

[3]李 宏.挖掘機維修圖解手冊[K].南京：鳳凰出版傳媒集團江蘇科學技術出版社，2008.