電控柴油機保護系統原理分析與正確操作

趙文珅

（云南交通職業技術學院，云南昆明 650500）

電控柴油機保護系統原理分析與正確操作

趙文珅

（云南交通職業技術學院，云南昆明 650500）

隨著電控柴油機的發展和普及，柴油機保護系統的熟練掌握和正確操作已越來越重要。為了方便正確使用電控柴油機，更加有效地發揮車輛及柴油機的作用，文中以康明斯電控柴油機為例，分析了電控柴油機保護系統的基本原理和主要功能，詳細介紹了其操作方法。

汽車；電控柴油機；保護系統；操作方法

1 電控柴油機控制系統簡介

和傳統的機械控制柴油機相比，電控柴油機通過中央電子控制單元（ECM）控制和協調柴油機的工作，ECM通過各種傳感器和開關實時監測柴油機的運行參數和操作者的控制指令，通過計算后發出命令給相應的控制元件，如噴油器等，實現對柴油機的優化控制。控制系統通過精確控制噴油時間和噴油量，達到降低排放和提高燃油經濟性的目的。

如圖1所示，ECM處在柴油機控制系統的核心位置，各種輸入設備（包括傳感器、開關和油門踏板）向ECM提供各種信息，ECM通過這些信息判斷柴油機當前的運行工況和操作者的控制指令。輸出設備為執行元件，它們執行ECM通過計算得出的各種控制指令。

圖1 電控柴油機ECM的控制原理

柴油機保護系統屬于控制系統的輸入設備，通常以開關的形式安裝在駕駛室的操作儀表板上，操作人員可以根據工作需要選擇開啟或關閉。柴油機保護系統主要用來監測系統的溫度、壓力和液位，并將這些數據與相應于柴油機轉速或負荷標定的極限值相比較，如果超出允許工作范圍（此時柴油機的功率將開始下降），保護系統將點亮警告指示燈提醒駕駛員。當上述參數嚴重超過工作范圍時，故障報警燈將開始閃爍，此時必須停車以免損壞柴油機。為方便操作者正確理解并熟練使用，下面以康明斯柴油機為例對保護系統的工作原理、主要功能及使用方法進行闡述。

2 保護系統的工作原理與使用

（1）設置信息。柴油機保護系統用于監測系統溫度、壓力和液位，其工作極限和狀態在標定時已經預置，不能用INSITE（故障診斷軟件）進行調整。柴油機保護性停機和保護性重新起動則可以采用INSITE調整。

（2）柴油機保護性停機。當利用INSITE或開關使柴油機保護性停機功能起作用，柴油機參數嚴重超出工作范圍時，使用該功能使柴油機停機。利用INSITE可以激活或解除該特性。將車輛停放到安全的地方，柴油機可以在自動停機后再次起動，柴油機保護系統繼續監測柴油機的運行參數，當柴油機性能參數嚴重超過工作范圍時，柴油機保護系統將再次使柴油機停機。

（3）柴油機保護性重新起動。如果駕駛員停機并重新起動柴油機，柴油機保護系統引發的轉矩或轉速下降特性將繼續起作用。

（4）柴油機保護性停機超越。柴油機保護性停機超越是指在30 s內保護性報警期間報警指示燈將會閃爍，按下相應的開關，30 s停機報警定時器將啟動，給駕駛員一個額外的30 s，以便將車輛停放到安全的地方。每次按下該開關，30 s報警計時就重新開始。

（5）保護性停機操作和相關信息。柴油機保護

系統發現一個數值超出工作范圍時，就會記錄一個故障碼，并將該故障以故障碼的形式存儲在ECM存儲器中，這時柴油機的輸出轉矩或轉速將下降。柴油機保護特性不能用INSITE調整。

（6）油門聯鎖。安裝在車門上的油門聯鎖開關啟用時，若駕駛員將車門打開，油門聯鎖開關與ECM的輸入電路關閉，加速踏板和PTO（動力輸出）操作將不起作用，柴油機保持怠速狀態，此時乘車人員上車、下車的安全得到保護。只有當駕駛員將車門關閉，加速踏板和PTO操作才會起作用。

（7）高海拔功率下降功能。在高海拔地區，空氣稀薄可能導致柴油機超速，此時ECM將以降低供油量、限制廢氣流量的方法降低柴油機功率。閉合此開關，ECM利用大氣壓力傳感器決定減少供油量的時機，當柴油機在海拔3 048 m以上地區工作時，開始減少供油量，柴油機功率下降，以免柴油機超速。高海拔功率下降特性不能調整。

（8）柴油機保養指示燈。啟用該項功能，當柴油機保養指示燈“MAINTENANCE”點亮時，提醒駕駛員在柴油機的系統上執行保養程序，如定期更換潤滑油、冷卻液等。

（9）排氣制動器的控制與設置信息。啟用該項功能時，排氣制動器的作用是在下陡坡時防止柴油機超速，使柴油機轉速不超過3 500 r／min，確保高速行車時的安全。排氣制動器在設置下列信息時起作用：打開排氣制動器開關；釋放離合器踏板；釋放加速踏板；不存在現行的車速傳感器故障碼；巡航控制不能執行自動恢復功能；PTO／遠程PTO特性必須不起作用。

（10）燃油電加熱器控制。燃油電加熱器安裝在燃油濾清器座上，用于加熱柴油防止其低溫時結蠟。其工作原理：ECM監測燃油溫度并控制燃油加熱器繼電器，低于設定溫度時加熱器打開，高于設定溫度時加熱器關閉。燃油加熱器控制特性在柴油機出廠時通過標定設置，用戶不能調整。在冬季或天氣寒冷時閉合此開關即可使用。

（11）進氣預熱器控制。柴油機進氣預熱器由ECM通過一個連接到蓄電池電源上的繼電器控制，用于低溫情況時預熱進入燃燒室的空氣，避免柴油機起動困難和冒白煙現象。對于使用12 V電源的系統，柴油機使用2個進氣預熱器；對于24 V電源系統，柴油機使用1個進氣預熱器。進氣預熱器特性通過標定設置，用戶不能調整。在冬季或天氣寒冷時閉合此開關即可使用。

（12）SAEJ1939數據通信接口。使用時閉合此開關，ECM通過SAEJ1939數據通信接口與INSITE和其他車輛控制器（如變速器、ABS、電子儀表板等）進行信息傳輸。

（13）燃油含水報警。燃油-水分離器（又稱油水分離器）中有積水需要排泄時，燃油含水傳感器將點亮“MAINTENANCE”維護保養指示燈，提醒操作人員排水。燃油-水分離器安裝在燃油濾清器底部，使用時閉合此開關。

（14）交流發電機故障報警。使用時閉合此開關，ECM監測蓄電池的電壓，當蓄電池電壓超過最大極限值或低于最小極限值時，故障指示燈將報警，并記錄下相應的故障碼。排除故障后柴油機才能繼續使用。

（15）巡航控制。巡航控制是為了減少駕駛員的疲勞，不需要操縱油門踏板而維持恒速行駛的控制過程。當駕駛員接通巡航系統的“速度控制”開關時，速度控制系統開始工作。ECM根據行駛阻力變化情況自動調節噴油量，使車輛保持恒速行駛。在車速大于50 km／h，釋放制動踏板和離合器踏板，柴油機轉速在低怠速以上且沒有現行的車速傳感器故障碼時才能使用巡航控制。如車速或柴油機轉速過低、制動踏板或離合器踏板被踩下、出現一個車速傳感器故障，則巡航控制將不起作用而回到備用模式。巡航控制有斷開、備用和現行工作模式，這些工作模式由“ON／OFF”開關和“SET／RESUME”（設定／恢復）開關的位置決定。將巡航控制開關轉到“OFF”位置，巡航控制將不起作用，即斷開模式，但不影響柴油機運行。當巡航控制“ON／OFF”開關在“ON”位置時，巡航控制保持在備用模式，直到駕駛員利用巡航“SET／RESUME”開關起動巡航控制為止。利用“SET／RESUME”開關的“SET”（設定）位置激活巡航控制，車輛保持在當前設定的速度；利用“SET／RESUME”開關的“RESUME”（恢復）開關實現巡航控制、PTO特性、怠速調整和診斷功能。

（16）保養監視器。保養監視器用來監測機油更換間隔，提醒駕駛員需要進行常規保養。使用時閉合此開關，若柴油機保養燈點亮，則說明需要保養。可用INSITE起動該特性。保養監視器有自動模式、里程模式和時間模式，其中：自動模式由ECM內部電路確定何時更換機油，當需要更換時，保養指示燈點亮；里程模式和時間模式下，用戶可直接輸入更換間隔里程或工作時間，到達極限時，ECM將使保養指示燈點亮，提醒駕駛員更換機油。在點火開關接通后，保養監視器會使保養指示燈“MAINTENANCE”快速閃爍3次，并在12 s內重復5組，提醒駕駛員更換機油。

3 結語

上述是電控柴油機的常見保護系統內容，將來隨著柴油機技術的不斷發展，柴油機保護系統將更加先進和完善。只有理解柴油機保護系統的工作原理和功能，才能熟練運用和操控車輛，確保車輛和柴油機功能的充分發揮及行車安全。

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U464.172

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1671-2668（2016）06-0013-02

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