高壓共軌柴油機燃油壓力不正常的探討

（常州交通技師學院，江蘇 常州 213016）

高壓共軌柴油機燃油壓力不正常的探討

顏華平

（常州交通技師學院，江蘇 常州 213016）

現代柴油機與汽油機比不僅可以節油15%到30%，而且在溫室效應氣體排放方面降低了45%。在20世紀90年代以來柴油在車用動力中占據著越來越重要的地位。目前歐美國家有100%重型車、90%輕型車采用了柴油機，歐洲柴油轎車已占轎車年產量的50%以上。現代高壓共軌柴油機具有，柴油噴射壓力從10MPa提高到200MPa；獨立的噴射壓力控制技術；獨立的燃油噴射正時控制技術；可變的預噴射控制能力；最小油量的控制能力；快速斷油能力；降低驅動扭矩沖擊載荷等特點。柴油發動機的管理系統采用自動控制系統，柴油機性能檢測、故障診斷與傳統的相比就變的復雜和困難。抓住對噴射電控執行器及電控噴射系統多樣化的研究。對高壓共軌柴油機燃油壓力的探討，設計一套準確簡便的檢測思路，能夠在教學中提高教學質量，在生產實踐中提高生產效率，減少誤判少走彎路。

高壓共軌柴油機；燃油壓力

1 引言

現代共軌柴油發動機的燃油供給系統比傳統柴油機要復雜的多，特別是高壓部分的壓力比傳統柴油機要高出幾十倍。共軌柴油發動機的的燃油壓力如果出現故障將直接導致發動機不能正常工作。通過對燃油供給系統的細致研究，以從簡到難，由外到內的原則，設計一套檢測工藝流程勢在必行。

2 共軌柴油發動機的燃油供給系統

共軌柴油發動機的燃油供給系統主要由低壓﹑高壓﹑回流及電控四部分組成。如圖1 燃油供給系統。

2.1 低壓部分

低壓部分的主要任務是將燃油從油箱輸送至高壓泵，在輸送途中將燃油過濾干凈。送至高壓泵的燃油保證清潔﹑無空氣及滿足最大負荷發動機所需的燃油量。

燃油在燃油箱（帶有濾網）被輸油泵吸出，經加壓過的燃油通過低壓管道進入燃油濾清器，燃油被過濾后通過低壓管道輸送到高壓油泵。如圖1 燃油供給系統淺黃色區域。

2.2 高壓部分

高壓部分的主要任務是將需要升壓的燃油升至230 - 1600 bar的工作壓力，將燃油輸送至噴嘴。

燃油進入高壓泵后被升壓。高壓燃油通過高壓輸油管進入高壓油軌（高壓儲存器），燃油通過安裝在高壓油軌上的高壓輸油管到達噴嘴。如圖1 燃油供給系統深黃色區域。

2.3 回流部分：

回流部分的主要任務是將高壓泵﹑高壓油軌﹑噴嘴多余的燃油流回油箱。且噴嘴的回流壓力保持在10bar，保證噴嘴正常工作。

輸送到高壓泵的多余的燃油從回油口流出，經低壓油管流回油箱。

圖1

過高的燃油從高壓油軌上的壓力限制器流出，經低壓油管流回油箱。

從潤滑噴嘴流出的燃油，通過壓力保持閥，將系統保持10bar壓力，大于10bar壓力的燃油經低壓油管流回油箱。如圖1 燃油供給系統淺黃色區域。

流回油箱的燃油需經雙金屬預熱閥。

當燃油的溫度低于5℃，膨脹元件就會完全收縮，柱塞在彈簧力的作用下將流回燃油箱的通道封閉。于是回流的暖燃油就被引至燃油濾清器，把濾清器的燃油加熱。

當燃油的溫度高于35℃，那么預熱閥內的膨脹元件就會完全打開，回流的暖燃油直接流進燃油箱。如圖2雙金屬預熱閥工作過程。

2.4 電控部分

電控部分的主要任務是通過ECU檢測的各種信號，進行計算，通過執行器合理控制高壓油軌的壓力。

高壓油軌的壓力是通過高壓泵上的燃油計量閥調節，使高壓泵滿足當前工況所需要的壓力。

當燃油計量閥未通電時，只有非常少的燃油進入高壓泵的壓縮室。

圖2

當燃油計量閥被ECU采用脈沖寬度調制信號激活。高壓泵的燃油壓力隨著占空比的改變而改變。

ECU通過高壓油軌上的壓力傳感器感知高壓油軌中的壓力大小。通過安裝在燃油濾清器到高壓泵管路中的燃油溫度傳感器感知燃油的溫度。

3 高壓共軌柴油機燃油壓力建壓過程的描述

供油時，燃油由電動燃油泵從油箱中吸出，通過燃油濾清器經機械式齒輪泵送往高壓泵。高壓泵會產生出所需要的高壓噴油壓力，并會將這個高壓儲存到高壓油軌中。

圖3

4 高壓共軌柴油機燃油壓力不正常的診斷

高壓共軌柴油機因共軌壓力非常高，采用直接測量，受到條件有限，一般學校及維修企業無法擁有這些昂貴的檢測設備。采用現有的設備，編制合理的工藝，將能達到事半功倍的目的。歸納以上的原理，對燃油壓力的的診斷，需完成如下項目：

（1）讀故障碼

（2）讀實際值

（3）低壓檢測

（4）高壓壓力實際值

（5）回流壓力

為了達到提高維修效率和一次修復率的目的，特設計如圖3 故障診斷流程圖。

4.1 讀故障碼

高壓共軌柴油機關于燃油壓力的故障碼不多，查閱維修手冊的故障代碼表，接合控制單元的電路的分析，其故障范圍有：油泵繼電器﹑油溫傳感器﹑燃油計量閥及油壓傳感器等故障。

如果出現上述元件的故障代碼，則說明控制單元已經檢測出元件有故障。在檢修前必須理解其故障含義，同時驗證故障癥狀與故障內容是否一致。這樣維修才有針對性。

在維修過程中，必須將故障碼消除后才能做后面的工序。

4.2 讀實際值

當控制單元沒有故障碼，通過分析實際值將能發現故障的蛛絲馬跡。關于燃油壓力的主要實際值如圖4實際值所示。實際油軌壓力值反映油軌壓力傳感器感知油軌內的壓力，這一值將油軌內的壓力﹑壓力傳感器﹑壓力傳感器至ECU的線束及ECU的好壞反映出來。額定油軌壓力反映ECU根據發動機實際工況油軌需要達到的壓力值。額定油軌壓力與實際油軌壓力對比，就能反映出壓力是否符合要求。通過斷開壓力傳感器的導線，在導線端子上加壓模擬壓力信號，觀察實際油軌壓力值的變化情況，就能將故障范圍區別開來。隨模擬信號正常變化的說明導線ECU沒有問題。

4.3 低壓檢測

低壓檢測有壓力及流量兩個項目。

將如圖5壓力表接入高壓泵入口連接處，打開點火開關，控制單元將汽油泵運行幾秒， 電動燃油泵將燃油充滿系統 （最大絕對壓力. 1.5bar ） ，我們先觀察壓力是否達到要求，壓力負荷要求后，測試流量，同時觀察油管流出的燃油是否夾雜大量氣泡。

壓力不符合要求，只需對燃油泵進行維修。流量不夠，說明系統有節流，查出堵點加以維修。當系統夾雜大量氣泡，說明系統有空氣，查明漏氣部位。

圖4 實際值

圖5 壓力表

4.4 高壓壓力實際值

在發動機運行或啟動時，在實際值中高壓傳感器讀取高壓壓力的數值。高壓壓力是通過調節流量閥調節后實現的。

如果是控制單元調節調節流量閥引起高壓壓力不正常，可采用隔離的方法，將調節流量閥與電控單元的端子拔掉，壓力恢復正常，說明的確是控制單元引起的，更換ECU。如果壓力還是不正常，說明調節流量閥﹑高壓泵﹑或燃油壓力調節閥有故障。

燃油壓力調節閥影響燃油壓力只能是調節閥關閉不嚴，按這原理特點，我們只需將調節閥回至油箱的接頭打開，斷開與控制單元的導線連接，在發動機啟動的時候，觀察接頭是否有油流出，有大量油流出，說明燃油壓力調節閥密閉不嚴需更換。如果沒有發現油流出，則采用排除法，更換高壓泵。

4.5 回流壓力

將如圖5壓力表接入噴嘴與壓力保持閥的回油管路中。在發動機工作時，壓力表正常顯示10bar。如果大于10bar，說明壓力保持閥卡死在關閉位置；如果小于10bar，馬上將壓力保持閥去往燃油箱的管路用鉗子夾癟，壓力馬上上升，說明壓力保持閥關閉不嚴，如果壓力沒有上來，則是高壓的問題。

結語

通過設計合理完整的診斷流程，以故障癥狀入手，注重從原理分析，充分利用現有檢測設備，以數據來驗證判斷，盡可能少的拆解步驟，提高了診斷效率及準確率。大量減少了不必要的拆解步驟，無論是在教學中還是在生產實踐工作，將起到很好的指引作用。使一些盲區及疑難雜癥迎刃而解。培養應用設備分析問題的能力。

[1]朱軍 ．汽車故障診斷方法[M]． 人們交通出版社，2008．

[2]吳森． BOSCH柴油機管理系統[M]．北京理工大學出版社，2010．

[3]最新電控柴油發動機電路維修圖集及案例分析[M]．北京：化學工業出版社，2011．

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