汽車柴油發動機電控高壓共軌維修技術

林慶云

（云南磷化集團有限公司尖山磷礦分公司，云南 昆明650114）

0 引 言

近年來汽車柴油發動機電控高壓共軌等新技術的廣泛應用帶動了汽車產業的蓬勃發展，汽車產業進入井噴時代，特別是汽車柴油發動機電控高壓共軌燃油噴射系統的廣泛應用，帶動了柴油發動機汽車的飛躍發展。

越來越多的大中型商用汽車以及轎車采用高壓共軌型柴油發動機，例如，安凱HFF6123K01客車、福田歐曼神州載貨汽車等。目前國內生產高壓共軌柴油機的主流廠家有廣西玉林柴油機公司（YC6J－30、YC6J－40型）、昆明云內動力股份有限公司（D16TCI、D19TCI、YN27CR、YN30CR、YN33CR、YN38CR），山東濰坊柴油機公司以及上海柴油機公司等。高壓共軌型柴油發動機與傳統柴油機比較，在維修上具有許多不同，維修技工應根據具體故障及故障代碼做出準確的判斷和合理維修。

1 汽車柴油發動機電控高壓共軌技術原理

1．1 電控高壓共軌（Common Rail）技術

電控高壓共軌（Common Rail）技術是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制單元（ECU）組成的閉環系統中，將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管（Rail），通過公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力（Pressure）大小與發動機的轉速無關，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速變化的程度。

1．2 電控高壓共軌噴射式供油系統

電控高壓共軌噴射式供油系統保證噴油壓力不隨發動機轉速變化，因此減少了傳統柴油機噴射壓力波動的缺陷。該系統不再采用通用的脈動原理，而是采用壓力時間計量原理，通過高壓公共油道與各缸噴射電磁閥控制相結合的方式，利用控制器上一次脈沖把噴射信號導入電磁閥而引發一次噴射，油量控制通過噴嘴存儲壓力和開啟持續時間來實現，燃油噴入缸內的時間和油量均能達到精確控制。

1．3 電控高壓共軌技術的創新

電控高壓共軌技術最大限度地降低了柴油發動機車型的振動和噪聲，同時將油耗進一步降低，使排放更加清潔。但共軌技術的噴油壓力低于泵噴嘴系統，一般能達到160 MPa左右。由于噴油壓力調節寬泛，采用共軌術的柴油車能更好地適應各種工況，起步較為容易。

2 汽車柴油發動機電控高壓共軌系統的主要故障

電控共軌式發動機是一有機整體，零部器件相互關聯、精密配合，共同完成整機能量轉換。在使用中由于各種不可預見的因素而會產生故障，牽涉到燃油供給系統的常見故障癥狀主要有啟動困難、功率不足、運轉不穩、排煙異常等，其造成的原因不外乎供油系統零部件出現堵、漏、卡、壞。其主要故障有：

（1）柴油機發動機啟動困難；

（2）柴油發動機動力不足；

（3）柴油發動機工作不穩定，容易熄火等。

3 汽車柴油發動機電控高壓共軌主要故障診斷與分析

柴油發動機電控高壓共軌具有隨機故障自診斷系統和專用診斷儀接口，對診斷故障提供了一定的幫助。該機故障診斷儀采用KTS 650診斷儀，它是用計算機技術對發動機電控系統進行自動化檢測，檢測結果以文字、數據、波形等形式顯示在液晶顯示屏上，根據需要可以打印，所以在排除故障時需靈活使用診斷儀，并結合必要的常規檢查。但一些特殊故障仍然需要經驗豐富的維修技工靠傳統的維修經驗和維修手段來診斷和排除故障。

3．1 柴油機發動機啟動困難診斷與分析

對于電控共軌式發動機，一般起動發動機運轉3～4轉，即能發著車。若用起動機帶動正常速度轉動，雖有明顯著車征兆，但不能著火運轉或需要多次起動或長時間啟用起動機或起動后出現熄火，均是起動困難故障。

柴油發動機啟動困難故障主要原因：

①燃油不達標；

②燃油系統壓力低；

③油路有空氣，噴油器漏油等。

3．2 柴油發動機動力不足診斷與分析

柴油發動機動力不足主要指發動機轉速達不到標定的轉速，其扭矩達不到使用要求的最大扭矩指標。其主要表現發動機無負荷運轉時發動機運轉基本正常，帶負荷運轉加速緩慢，上坡無力，油門踏到底感到動力不足，轉速提不高，達不到最高車速均為柴油發動機動力不足。

柴油發動機動力不足故障主要原因：

①燃油品質差；②系統壓力低；③高壓油泵、噴油器出現問題等。

3．3 柴油發動機工作不穩，容易熄火診斷與分析

柴油發動機起動熱車后，不論是怠速或全負荷運轉，發動機均出現抖動，怠速為750 r／min左右，并且容易熄火。

柴油發動機工作不穩，容易熄火主要原因：

①燃油品質低劣；

②燃油系統油路不通暢；

③高壓油泵、噴油器出現故障等。

4 汽車柴油發動機電控高壓共軌主要故障修復處理

4．1 柴油發動機啟動困難故障修復處理

①檢查儀表板信息和顯示屏故障信息，可按顯示的故障或信息查找相應的故障部位，必要時可用KTS 650診斷儀進行檢測，讀取故障碼，確認故障部位。

②燃油箱無油或燃油品質不達標

電控共軌燃油噴射系統、噴油器為高壓小孔徑預噴電控技術，燃油品質要求較高，對燃油的污染十分敏感。燃油應選用符合國Ⅲ柴油標準的DD11／239規定的輕柴油，并隨地區環境氣溫的不同而選用不同型號的柴油，一般夏季選用0號，冬季選用－10號。當環境溫度為－20℃時，應選用－20號；當環境溫度為－30℃時，應選用－35號。若加注品質低劣的柴油，多會造成油路堵塞，過油不暢，噴油器霧化不良，燃油燃燒不充分，導致發動機啟動困難。

③共軌壓力無法建立的檢查處理

此時從診斷儀顯示故障信息或使發動機專用診斷儀檢測共軌壓力，確認故障部位。實際軌壓值小于設定值的軌壓值500 bar時，發動機無法啟動。軌壓無法建立的原因有兩種可能：一是低壓油路有堵塞泄漏，嚴重的泄漏會造成共軌油壓無法建立。常規的處理辦法：用手觸摸高壓油管，啟動發動機，如明顯感覺較強的脈動油流，則說明共軌能提供一定壓力的燃油。其次，查看噴油器回油管回油情況是否均勻正常，反之回油太多為泄漏，導致共軌系統中的燃油壓力低。噴油器失常檢查：檢查比較各缸回油情況來判定噴油器的好壞，若出現某個回油管出現異常過多泄漏，則表明噴油器柱塞卡死在封閉位置，噴嘴不能正常噴油，燃油不能進缸造成啟動困難。其次高壓油泵中燃油計量閥或共軌控制裝置出現故障，也不能為共軌提供足夠油量，共軌不能建立足夠的燃油壓力，噴油器電磁閥損壞，都會造成發動機啟動困難。

④低壓油路堵塞、進入空氣的簡單處理

發動機低壓油路配置了手動油泵，可有手動油泵判斷油路故障：壓動手油泵，應用明顯的反彈阻力，能感覺到柴油在流動，并能聽到手泵閥門“吱吱”響，壓下去有彈力，拉上來有吸力，松開放氣螺釘，柴油噴涌而出，感到壓力很大，而且沒有氣泡和油沫，則證明油路正常。

排除處理方法：逐個松開該段油路部件的油管接頭，一邊松開一邊泵油，就能很快找到堵塞部位。低壓油路進空氣的檢查：利用手油泵泵油時，燃油的流量不是很大，泵出的油夾著氣泡和泡沫，總感覺空氣排不盡，可能原因是手油泵進油口前端到油箱有進氣現象，可能的原因：柴油箱油液過低，吸油立管脫焊裂縫，ECU冷卻板內泄，ECU出油管處焊接不牢，有裂縫等。

⑤高壓泵供油能力差處理方法

將高壓泵出油閥處的出油接頭松開，不能完全擰開，只須擰開3～4牙螺紋，此時啟動發動機，如果接頭燃油溢出，則表明低壓油路正常。若該接頭無油流出，則可能是低壓油管堵塞或泄漏或是高壓油泵回油壓力閥，電子計量單元溢流閥封閉不嚴（如存在鐵屑或異物，導致發處于常開狀態）造成低壓油路不來油。

4．2 柴油發動機動力不足修復處理

①先進行故障自診斷或專用診斷儀檢測，如有故障信息則按故障信息指示查找相應的故障原因；

②檢查燃油是否油品達到國Ⅲ標準，若燃油中有過多雜質，將會造成噴油器霧化效果不佳，燃燒不充分；

③檢測燃油系統壓力：使用發動機專用的診斷儀檢測共軌壓力是否正常，共軌管壓力偏低的可能原因油路供油不暢，這樣將不可能保證共軌中的所需足夠的壓力，導致噴油器不能正常足量噴射燃油；

④高壓柱塞偶件、溢油閥偶件磨損過大，造成燃油泄漏壓力低；個別噴油器霧化不良或堵塞，將會造成發動機的動力不足。

4．3 發動機工作不穩，容易熄火故障修復處理

①先進行故障自診或用專用診斷儀檢測，確認故障部位；

②供油系統任由不佳，夾雜水分雜質，或少量空氣進入，各缸噴油器的噴油差異變大，使各缸噴油不能均勻噴射；

③燃油系統輕度堵塞，造成燃油系統油壓力過低，不能保證怠速所需的供油壓力；

④噴油器工作不良，噴油器噴嘴燒死或噴油器電磁閥體損壞，都可能造成某缸的工作不良，使發動機產生抖動。檢查噴油器電磁閥是否損壞，用萬用表測量噴油器電磁閥體的電阻是否在0．33Ω／20℃標準內，否則將更換；

⑤高壓油泵內部精密元件出現磨損形成泄漏，共軌壓力傳感器出現故障信號失效，ECU的共軌流量限制器出現錯誤，在沒有達到規定壓力時，泄壓使發動機抖振。

5 電控高壓共軌柴油發動機在使用中應該注意的問題

5．1 發動機在維修維護時應該注意的問題

（1）電控柴油噴射系統對柴油的清潔度要求很高，應使用牌號和質量完全符合要求的柴油，柴油濾清器要定期更換。

（2）嚴格按照汽車發動機說明書要求使用電源。安裝或更換電瓶必須使用正規廠家的電瓶，同時保證極性接線正確，盡量不要使用跨接電路的方法來啟動發動機。

（3）防止ECU系統受到激烈的機械沖擊和震動，以免損壞發動機的大腦。

（4）洗車時應注意不可用水沖洗發動機的微機控制單元及其他電子裝置。

（5）發動機放置于通風干燥處，遠離發射電磁場的電氣設備，避免強電磁場對微機系統的干擾。

（6）對供油系統檢修前，應拆除電瓶的搭接線。

（7）檢修前，無論發動機是否運轉，只要點火開關接通，決不可能斷開正在工作前的電氣裝置。因為當突然斷開正在工作的電氣裝置，切斷電流，會在汽車電路中產生很高瞬時電壓，造成電子器件的嚴重損壞。

（8）對微機及連接的傳感器、執行器進行檢修時，維修技工必須消除身上的靜電，避免靜電對微機系統的損壞。

（9）發動機零部件損壞時必須用同型號、同規格的部件更換。

（10）維修發動機必須是接受過專業培訓的維修技工進行維修。

（11）燃油系統排出空氣：當發動機因各種原因需要排出空氣時，一定要在停機狀態下靜置15分鐘進行，并且只能采用手油泵排空，禁止用起動機馬達排出空氣，因為這樣會縮短蓄電池電瓶的壽命。

（12）噴油器檢修：電控高壓共軌發動機燃油噴射壓力可高達1450～2200 bar，為防止對維修人員造成傷害，采用發動機專用診斷儀檢測發動機噴油器工作情況。

5．2 發動機在行車中應該注意的問題

（1）行車前，打開點火開關，而發動機未啟動時，警告燈應亮。發動機正常啟動后，警告燈應熄滅，如果不熄滅，則表示電腦自診系統檢測到故障或異常。此時不能將電瓶的電源從電路中斷開，以防止微機中存貯的故障代碼及有關信息丟失，應根據警告燈閃爍的次數或輸出的故障編碼，判斷電子柴油噴射系統的故障，并用專用檢測儀讀取故障代碼。

（2）車輛行駛中不要猛轟油門，由于共軌柴油機在急加速時ECU自動將油量平很增加，所以即使猛踩油門也不會得到想象中的急加速。

（3）柴油機停機：至少在怠速運行3分鐘，才能熄火，如果是高速或大負載運行后時間應該相應的延長，同時應注意輔助制動開關的關閉。

（4）涉水行駛：當必須涉水行駛時，要避免電控系統進水而受到損壞，原則上控制器離水面高度要超過200 mm，并且涉水行駛速度不宜過快。

（5）故障指示燈：發動機故障出現報警時故障指示燈會閃亮，并用閃碼形式報出故障，根據故障形式，需請專業維修技工進行檢修。

6 結束語

在新能源技術任重道遠的今天，汽車柴油發動機電控高壓共軌技術是當前緩解中國能源壓力最現實的一項低碳技術。柴油車因其壓燃的工作方式先天上就比汽油車擁有更好的燃燒效果，而電控高壓共軌技術的應用則進一步提高了燃油的經濟性?？ㄜ?、拖拉機等老式柴油機由于壓力波動大、供油不準等原因，燃燒效果差、振動大，高壓共軌技術有效地解決了這些問題。但在國內柴油發動機電控高壓共軌技術應用不是十分廣泛的今天，國內加油站能否加到合格清潔的柴油存在一定的不確定性，給電控高壓共軌系統和燃油噴射系統帶來不必要的麻煩，同時也加大電控高壓共軌柴油發動機故障幾率。還有國內維修人員技術水平參差不齊，4S店和汽車廠家售后服務系統不能覆蓋到偏遠地區，給電控高壓共軌柴油發動機維修帶來不便，需進一步完善。

［1］ 母忠林．電控高壓共軌柴油機燃油系統的結構與維修［Z］．道依茨柴油機服務有限公司，2011．

［2］ 劉海峰．云內動力輕型車用YNCR系列國Ⅲ柴油機培訓資料［Z］．昆明云內動力股份有限公司，2007．