柴油發(fā)動機共軌電控系統(tǒng)故障診斷與處理研究

曾華娟

摘 要：柴油發(fā)動機共軌控制系統(tǒng)故障不僅單靠是傳統(tǒng)的維修經(jīng)驗法維修更需要借助現(xiàn)代先進檢測儀器，對其進行診斷與分析，判斷故障范圍，最終找出故障點，針對性的解決故障問題。經(jīng)過研究分析共軌柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)故障進行歸納總結(jié)故障類型、診斷原則和診斷維修的思路方法。

關(guān)鍵詞：共軌控制系統(tǒng) 檢測儀器 處理研究

Research on Fault Diagnosis and Treatment of Diesel Engine Common Rail Electronic Control System

Zeng Huajuan

Abstract：Diesel engine common rail control system failure is not only based on traditional maintenance experience， but also requires modern advanced testing equipment to diagnose and analyze it， determine the scope of the failure， and finally find out the point of failure， and solve the problem in a targeted manner. After research and analysis of common rail diesel engine electronic control system faults， the fault types， diagnosis principles and methods of diagnosis and maintenance are summarized.

Key words：common rail control system， detection instrument， processing research

柴油發(fā)動機在汽車和機械設(shè)備制造中有著廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)柴油發(fā)動機振動須率強、噪聲、空氣污染大，而現(xiàn)如今發(fā)動機運作時配合共軌噴射系統(tǒng)，提高噴油壓力，加大對發(fā)動機負荷狀態(tài)的控制，確保柴油發(fā)動機的排放性和經(jīng)濟性。因此對共軌柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)故障診斷與處理就特別重要，這就是需要維修人員而是要在掌握電控系統(tǒng)組成及工作原理的理論基礎(chǔ)上，借助現(xiàn)代先進檢測儀器，運用故障診斷方法進行處理研究。

1 柴油發(fā)動機共軌電控系統(tǒng)常見故障

發(fā)動機故障率較高，主要是發(fā)動機電控系統(tǒng)各組成部份多采用大量的電子元件，這些電子元件，易損壞，會引起整個零部件的工作異常，從而出現(xiàn)故障。

電控發(fā)動機故障主要有：無法啟動、難以啟動、運行熄火;跛行回家;功率、扭矩不足;運行不穩(wěn)、怠速不穩(wěn);冒黑煙;加速性能差等。而引起這些故障的原因主要有：冷卻水溫度傳感器、電子油門踏板傳感器、油軌壓力傳感器、燃油計量閥、噴油器、ECU等組成件本身的故障，以及油路壓力不正常、連接線路問題等產(chǎn)生的故障。

共軌柴油發(fā)動機故障的產(chǎn)生主要是機械部分和電子控制部分兩部分產(chǎn)生。在進行電控發(fā)動機系統(tǒng)故障診斷時，首先要判斷出故障的大致方向，分析出故障點是在機械還是在電控部分，機械部分可以用經(jīng)驗法來進行檢測診斷，而電控系統(tǒng)故障則需要用現(xiàn)代先進儀器和設(shè)備進行診斷維修。

1.1 柴油發(fā)動機共軌電控系統(tǒng)常見故障類型

共軌柴油發(fā)動機故障類型一般有：間歇故障虛、人為故障、虛假故障、潛伏故障和交叉故障。

1）間歇故障。故障時而有時而無，并非持續(xù)性發(fā)生。此類故障一般是由于接觸不良引起的。

2）人為故障。由于駕駛員或維修人員的人為因素而造成電控系統(tǒng)出現(xiàn)新的故障。駕駛員的錯誤引導(dǎo)或是故障亂碼，誤導(dǎo)維修人員并沒有按標準檢修流程來進行操作，導(dǎo)致在誤操作的過程中增加了電控部分的新故障，增加的新故障，被稱為人為故障。

3）虛假故障。故障表征現(xiàn)象是機械故障，但并非是由機械部分引起的，故障點是在電控部分。例如：某傳感器失靈，從而使ECU 接收到錯誤指令，發(fā)出錯誤指令，從而造成機械部分機件的損壞[12]。

4）潛伏故障。故障通常處于隱蔽狀態(tài)，沒有明顯征兆，但故障卻是存在的。此類故障一般會在受熱、震動等特定狀況下故障癥狀才顯現(xiàn)出來。

5）交叉故障。柴油機中電控系統(tǒng)和機械部分都產(chǎn)生故障的綜合性故障，其中機械部分故障現(xiàn)象較明顯，其故障特征掩蓋住了電控故障，必須將電控系統(tǒng)故障與機械部分的故障一同診斷排除，才能算徹底排除故障。

1.2 柴油發(fā)動機共軌電控系統(tǒng)診斷基本原則

1）先思后做。共軌柴油發(fā)動機的工作原理越來越復(fù)雜，有時產(chǎn)生的故障會相互影響，所以，在進行故障分析時，必須明確檢查流程，避免盲目檢測或重復(fù)檢查現(xiàn)象。

2）先簡后繁。在對故障的檢查過程中，可先采用看、聽、摸等傳統(tǒng)方法及簡單工具對可能故障部位進行直觀檢查，如：連接部位的松動、線束連接有無脫落、部件有無裂紋損傷及溫度過高等現(xiàn)象。若無法通過直觀檢查找出故障，則需要用解碼器、示波器等先進檢測設(shè)備及工具進行進一步的檢查。

3）先機后電。共軌柴油發(fā)動機主要機械元件的工作環(huán)境較惡劣，一般都是在高溫、高壓、高速的環(huán)境下工作，受力復(fù)雜，磨損大，故障率較高。所以在維修時，應(yīng)先排除機械部分故障，再開始排查電控系統(tǒng)。若真的是電控系統(tǒng)故障，也應(yīng)先從電控系統(tǒng)中一般的機械故障下手。

4）先查后測。當共軌柴油發(fā)動機出現(xiàn)故障時，ECU中會存儲著故障碼，以便于故障排除。在排除故障時，需查閱相關(guān)資料，再進行故障的分析。

5）先外后內(nèi)。在柴油機故障排除的過程中，先大致判斷發(fā)動機故障的方向，是否與電控系統(tǒng)有關(guān)，應(yīng)采取就近原則，先對外部進行檢查，查看外部的接口部位是否良好，在確定故障不是由于外部連接等原因而造成的后，再對系統(tǒng)中部件進行檢測，這樣可以避免過多沒有價值的拆裝，從而節(jié)省故障診斷與排除時間。

6）故障碼優(yōu)先。在進行共軌柴油發(fā)動機故障檢測時，診斷儀器能讀取ECU中的故障代碼，從而使維修人員根據(jù)所提取出來的故障碼進行針對性的檢測。

綜上所述，共軌柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)組成部件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，若出現(xiàn)故障，在診斷時，需根據(jù)其結(jié)構(gòu)及工作原理，利用科學的診斷方法，制定合理的診斷流程，對故障進行分析、判斷，最后排除故障。

2 柴油發(fā)動機共軌電控系統(tǒng)常見故障診斷方法

柴油發(fā)動機共軌診斷技術(shù)隨著其電控技術(shù)的成熟在不斷的創(chuàng)新和變革，以前的簡單工具到現(xiàn)在專業(yè)檢測儀器，診斷方法越來越豐富。20世紀90年代，共軌柴油發(fā)動機故障的診斷方法多數(shù)是采用直觀法進行故障的判斷，現(xiàn)在電控技術(shù)普及后，檢測就需要采用一些先進的檢測儀器和設(shè)備來做進一步的深入檢查，從而判斷故障原因。

2.1 借助系統(tǒng)電路圖確定故障類型

不同汽車生產(chǎn)廠家在運用共軌電控噴射系統(tǒng)時，會結(jié)合實際需求設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，由此產(chǎn)生多樣化線路連接方式，在進行系統(tǒng)故診斷時，應(yīng)充分利用電控電路圖，在明確電路體系的情況下，確定故障診斷要點，進行電控單元線路連接故牌檢查時，在ECU子上插入大頭針斷傳感器是否正常作業(yè)。

2.2 利用專用故障診斷儀器讀取故障碼

共軌喚射系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障時，則設(shè)備無法正常運作，這時設(shè)備維停工作難度較大，并且嚴里影響了發(fā)動機運行效益。在設(shè)備故障發(fā)生故障時，利用診斷儀器將故障對應(yīng)的故障碼輸入系統(tǒng)中，能顯示出故障位置和解決方法。大部分故障條碼安裝在發(fā)動機內(nèi)側(cè)，根據(jù)傳感器信號來調(diào)控電磁閥，提高柴油發(fā)動機運行質(zhì)量，具體來說，采用故障碼來判斷共軌喚射系統(tǒng)故障問題，能實現(xiàn)系統(tǒng)目我診斷，及時解決故障問題。

3 案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

東風天錦系列商用車裝配的康明斯（ISDe21040）發(fā)動機采用了 Bosch高壓共軌電控噴射系統(tǒng)。車輛在駕駛過程中動力不足，尤其是發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于高速下動力不足現(xiàn)象更加明顯。故障燈隨車速變化而變化，車速下降燈就滅，油門踏板不起作用，發(fā)動機工況逐漸恢復(fù)正常，但仍感覺行駛無力。經(jīng)詢問了解，車輛一直按期保養(yǎng)，近期未出現(xiàn)事故和維修。檢查發(fā)動機，并未發(fā)現(xiàn)異常。起動發(fā)動機，啟動正常，怠速、中速運轉(zhuǎn)正常，但高速轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)以上感覺油門響應(yīng)變差。

3.2 診斷過程

安裝先思后做的診斷原則，排除人為故障和機械故障，通過直觀檢查未找出故障，則需要專用診斷儀調(diào)取故障碼檢查。故障碼顯示存儲非現(xiàn)行故障，故障代碼（0559）：噴油器計量油軌壓力——數(shù)據(jù)低于正常工作范圍-中等嚴重級別。這說明ECU監(jiān)測到燃油壓力低于指令壓力，產(chǎn)生的后果可能會造成起動困難、功率低或發(fā)動機冒煙及發(fā)動機可能無法起動。起動發(fā)動機后在不同車速下檢查數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流顯示在發(fā)動機2000轉(zhuǎn)時軌壓變化不明顯，且隨轉(zhuǎn)速增加軌壓下降，但故障燈未亮。

3.3 原因分析

故障現(xiàn)象顯示中、高轉(zhuǎn)速下油軌壓力低，首先要明確傳感器及傳感器線路是否正常，如傳感器不正常就無法正確反應(yīng)軌壓。如果軌壓傳感器反應(yīng)了真實的油軌壓力則傳感器正常，那么軌壓低可能是由燃油供給系統(tǒng)引起的，根據(jù)燃油供給系統(tǒng)工作原理，軌壓降低：一是低壓系統(tǒng)來油不暢，則是油箱至齒輪泵相關(guān)元件及管路：二是高壓系統(tǒng)不能建立正常油壓，可能是燃油高壓泵損壞，燃油計量閥執(zhí)行器損壞，燃油計量閥執(zhí)行器連接線路損壞，EU控制電路信號等原因。三是高壓側(cè)燃油泄漏，泄漏點主要有共軌管上的噴油器、泄壓閥、高壓燃油泵三個泄壓點。

4 維修與測試

通過原因分析，基本理清了診斷思路。決定首先排除電子控制系統(tǒng)的問題，測量軌壓傳感器電阻，輸出電壓無異常。基本排除軌壓傳感器和ECU線路連接的故障問題。因在起動及怠速、中低速工況系統(tǒng)軌壓正常，通過檢查燃油計量閥執(zhí)行器及控制電路，排除了燃油計量閥執(zhí)行器故障的可能性。至此基本排除電控系統(tǒng)故障判斷軌壓低是燃油供給系統(tǒng)出現(xiàn)故障，檢查低壓系統(tǒng)來油不暢，油箱密封良好，油量正常，進油管路無損傷;檢查燃油濾清器，分別拆下濾清器進油口、出油口接頭，檢查油泵泵油，檢查正常。發(fā)動機在高速狀態(tài)軌壓下降明顯，決定檢查燃油系統(tǒng)回油量。回油量檢查不僅可確定高壓系統(tǒng)的供油情況，還可以檢查高壓系統(tǒng)是否存在不正常的燃油泄露。因為三處回油泄壓點共用一根回油管，為確定故障點，必須分別檢查。先檢查共軌管上的泄壓閥，在泄壓閥處引出一根回油管。發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到2千轉(zhuǎn)時泄壓閥開始回油，軌壓下降，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高回油量增加。故障原因為泄壓閥故障造成。更換共軌管總成后啟動發(fā)動機，并對發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速工況進行測試，查看靜態(tài)及動態(tài)數(shù)據(jù)流，未發(fā)現(xiàn)問題。車輛路試，怠速、加速、減速發(fā)動機均正常，故障有效排除。

參考文獻：

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