各类电控柴油共轨故障原因及诊断

电控共轨柴油机不能起动故障原因及诊断共轨柴油机以其良好的节能性、较好的排放性、较高的动力性、运转的稳定性和控制的精确性等一系列优点。在各种车辆上得到越来越广泛的应用。然而共轨柴油机在实际使用过程中时常出现不能起动的故障现象。此故障不仅给使用者带来烦恼，而且让修车的技师们也感到犯难。首先以长城公司生产的GW2．8TC柴油共轨柴油机为例。介绍其共轨柴油机概述、控制系统组成、功能及控制策略1.共轨柴油机概述共轨柴油机是将被高压油泵压缩的燃油储存在共轨中，在每个工作循环时，能够保证瞬间燃油压力相对恒定，在提升燃油压力的同时，又降低了燃油压力的波动，保证了燃油的充分雾化，使得柴油机工作更加平稳。而整个燃油喷射过程由ECU自动控制，各电控元件响应时间也大大缩短。（1）系统组成GW2.8TC共轨系统包括传感器、ECU和执行器。传感器包括：水温传感器、共轨压力传感器、凸轮轴位置传感器、转速传感器、电子油门踏板传感器、空气流量传感器、燃油含水率传感器。执行器包括：喷油器、真空调节器、高压油泵、EGR阀、预热控制器、预热塞。（如图1所示）1）传感器群功能检测柴油机的运行参数或状态。将非电量的有关参数和状态转换成电信号，然后将相关信息提供给ECU。2）ECU功能负责柴油机信息的采集、处理、传输、诊断和程序控制。3）执行器功能.执行器是电控系统对柴油机控制的最终手段。接收ECU的指令进行动作。（2）起动时的控制策略1）柴油机起动时，ECU需要知道的2个条件是喷油正时、共轨压力或起动喷油量（起动时系统以共轨压力为参量来控制喷油器的动作，在共轨压力已知的前题下，系统通过控制喷油器开启、关闭的时刻来控制进入气缸的燃油量。如果失去了共轨压力信号，系统便失去了燃油喷射控制的重要参量。此时系统便控制柴油机不能起动。共轨压力达不到25MPa以上时，系统不会向喷油器供电）。2）通过曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的信号，ECU可以计算出当前的曲轴位置，系统判断出1缸上止点后。ECU向喷油器下达喷油指令。3）起动时的喷油量要能够保证柴油机快速起动，燃油燃烧的快慢除受起动时燃烧室的压力影响之外，还受到温度的影响，ECU会根据水温传感器传输的水温信号加大起动时的喷油量，确保起动一次成功。（3）驱动模式控制策略1）2．8TC柴油机采用转矩控制的策略。驱动模式下驾驶员的意愿是系统设定当前主喷油量的主要依据，体现驾驶员意愿的便是电子油门踏板。2）油门踏板开度的大小通过踏板内部的滑动电阻器转换成电信号，ECU根据此信号，设定出驱动模式下的主喷油量。3）同时，系统为了防止柴油机飞车，ECU采集转速信号，当转速达到系统设定的最高转速时，ECU会控制喷油器停止喷油，避免转速继续升高。（4）怠速模式的控制策略1）怠速控制策略怠速控制策略包括档位选择、柴油机温度和额外负荷。①怠速工况下要考虑柴油机工作的稳定性、输出足够的怠速转矩、缩短柴油机的暖机时间等因素。②不同档位，因传动比不同，对输出转矩的要求也不同，ECU要根据车速传感器的信号，判断出当前档位，对喷油量进行调整。③额外负荷包括空调压缩机、发电机等，开空调时或蓄电池电压低时，柴油机要加大喷油量，以确保输出转矩不下降。④低温起动后，怠速工况下柴油机要依据水温传感器采集的水温信号来适当加大喷油量，缩短暖机时间。2）平稳运转控制策略①为了保证柴油机各缸工作状态的稳定性，ECU通过转速传感器能够测得曲轴在各缸的瞬间曲轴转速。②如某缸因密封不良导致该缸压力过低，体现在曲轴转速上便是排气行程转速快，做功行程转速慢，由此ECU适当加大该缸的喷油量，使4个缸的转速趋于一致，这就是平稳运转控制。（5）供油量限制调节即为跛行回家功能．当柴油机失去某个重要信号时，系统会采用一个替代值，并以此为基准进行喷油或限制柴油机的最高转速。1）当失去空气流量信号时，系统控制柴油机最高转速只能达到2500r／min。2）当失去了水温信号时。系统按照水温在-4℃的状态下喷油，同时开启电子风扇，当水温超过105℃时，系统限制喷油量。3）当柴油机转速超过系统设定的最高转速时，系统会自动断油，以免柴油机飞车。（6）主动喘振控制主动喘振控制即在节省燃油、降低冲击力的同时，进行的人性化设计，以满足用户追求的有“推背”感觉。1）控制喷油量在急加油门状态下平稳变化。2）为了减少在急加油门状态下突变的转速对传动系的冲击，ECU首先对油门踏板信号进行过滤，使油门踏板信号平稳变化。3）为了使驾驶员感到在急加速时有“推背”感，喷油量在平稳上升的过程中有一个小的突变，柴油机的加速时间并没有延长。2.柴油共轨车不能起动故障原因和诊断方法国内同行在检修汽油电喷车时已有成熟的诊断流程和方法，但对于面市时间不长的柴油共轨车故障，却感到无从下手；因国内柴油品质问题，柴油共轨车油路故障比例很大，下面介绍柴油共轨车不能起动故障的原因和诊断方法。（1）柴油共轨车不能起动原因柴油共轨车不能起动一般有2种情况：①喷油器不喷油原因有喷油器阻塞，喷油器回油太多，低压油路故障，高压油路故障，轨压传感器故障，正时信号传感器故障，微机供电电源或微机本身故障等；②气缸压缩压力过低（大家该知道怎么解决，不再作说明）。（2）故障的诊断方法1）用诊断仪调取故障码，分析是电控部分原因还是供油系统原因。2）低压油路检测：①内吸型用真空表测真空度（只适用起动情况下的测量）；②电泵型用油表测压强，连续起动5～6s，读取测量值（适用于停机和起动2种情况下的测量）。2种测试结果分析如表1所示。其测量连接示意如图2所示。表1低压油路故障诊断表3）高压泵检测。把高压共轨管的所有出油口堵上（自己可加工堵头），断开燃油计量阀或给共轨压力调节阀供12V电不超过2min。用检测仪看共轨压力值，运行柴油机5～6s，参考表2可作出判断。表2高压泵故障诊断表4）喷油器回油量检查：柴油机转速需超过200r/min，冷却液温度低于30℃，用堵塞堵住高压油泵方向的回油管。断开燃油计量阀或给共轨压力调节阀供12V电不超过2min，各喷油器的回油管接至盛油的试管，运行柴油机5～6s，用检测仪看共轨压力，参考表3可做出判断。表3喷油器回油量故障诊断表3.案例分析现列举一实际案例进行判断分析。一辆长城共轨柴油哈佛车，已行驶里程6万km，此车在行驶中突然熄火，再也不能起动。据驾驶员讲，熄火前车辆还有怠速抖动、加速无力、车速提升过慢的现象。把车施救回修理厂。用X-43l检测仪，选长城专用诊断软件，进入柴油机系统调出故障码：P0088-燃油压力超过最大限值；PO193-共轨压力传感器输出电压高于下限（连线对搭铁短路）。起动柴油机，观察数据流，共轨压力值一直为0；而起动共轨压力标准值是25MPa。把共轨压力传感器插头拔下，用万用表测柴油机ECU给共轨压力传感器的供电电源正常。共轨压力传感器到柴油机ECU之间的信号线无短路或断路现象，共轨压力传感器损坏的可能性大。换一新的共轨压力传感器（BOSCH生产，和高压油轨组成一体出售，备件号l1298O0-E06），还是不能着车，但起动柴油机观察数据流，起动共轨压力可达到4MPa，此现象说明2个问题：①原共轨压力传感器确有问题；②共轨压力达不到起动共轨压力标准（25MPa）另有其它原因。检查低压油路，柴油共轨哈佛车的低压油路是负压型的，用真空表串接到低压油路，测得真空度为24kPa，对照表1得知低压油路正常。检查高压泵，把高压共轨管的所有出油口堵上，断开燃油计量阀，运行柴油机5～6s，用检测仪观察数据流，共轨压力值为150MPa，查表2得知高压油泵正常。低压油路和高压泵都正常，但起动共轨压力只有4MPa肯定是喷油器泄压造成的，然后测喷油器回油量。柴油机转速需超过200r/min，用堵塞堵住高压油泵方向的回油管，断开燃油计量阀．各喷油器的回油管接至盛油的试管。运行柴油机5～6s，1、2、3缸喷油器回油量分别是80mL、80mL、80mL．只有4缸喷油器回油量为190mL。由于各喷油器的供油管和回油管均为串联关系，因此只要有一个喷油器泄压，就会造成整个系统油压降低。起动共轨压力不够的真正原因主要是第4缸喷油器回油量过大造成的，回油量大主要是燃油品质问题导致。接下来第4缸换一新喷油器，可起动着车，但车辆怠速有点抖动，行驶加速无力，使柴油机达到正常工作温度（即柴油机冷却液温度达到80℃），用检测仪测怠速（柴油机转速800r/min）共轨压力为38MPa，标准怠速共轨压力为35MPa，稍微偏大。在共轨压力正常（或不低于正常压力）情况下再测喷油器回油量。l、2、3缸喷油器回油量分别是126mL、130mL、140mL，46是8OmL，在共轨压力正常情况下只有喷油器堵塞才能造成回油量大。标准共轨压力下喷油器回油量越小，喷油器性能越好。把1、2、3缸喷油器拆下来分解清洗后试车，怠速平稳，行驶加速有力，故障彻底排除。电控高压共轨油泵的故障分析与解决办法1.使用及检修注意事项(1)跨接起动其他车辆或用其他车辆跨接本机时，应先断开点火开关，才能拆装跨接线。(2)检修喷油泵装机后，排完空气方可起动，否则容易烧坏预行程执行器。(3)搬移泵时，不能拎电线束或电器元件，以防损坏。(4)检修中不要打开电脑盖，因为电脑即使坏了也无法修理，打开后很可能将电脑损坏。(5)严禁在柴油机高速运转时将蓄电池从电路中断开，以防产生瞬变过电压将电脑和传感器损坏。(6)当柴油机电控系统出现故障，“检查柴油机”警示灯（CHECKENGINE）点亮的同时，ECU将故障信息存入存储器，所以不能将蓄电池从电路中断开，以防止电脑中存储的故障码及有关资料信息被清除。只有通过故障自诊断系统将故障码及有关信息资料调出并诊断出故障原因后，方可将蓄电池从电路中断开。2.读取诊断故障码三位不同闪亮数字表示三位数字开始的代码，两位不同闪亮数字表示从两位数字开始的代码。可以利用闪亮代码字识别诊断故障码，在出现多个诊断故障码时，一个诊断故障码重复3次后，转到下一个诊断故障码。6HK1-TC型柴油机的诊断故障代码如附表所示。附表中备用控制是TICS喷油泵电子控制系统提供的安全保险或“回家”功能，当ECU检测到传感器或电路出现故障时，会按ECU原设定的程序和数据控制柴油机进入强制运转状态或停机。3.清除诊断故障码根据故障码的提示，将故障排除后，虽然“CHECKENGINE”警示灯已熄灭，但故障信息仍储存在ECU的存储器中，不能随故障的排除而自动消除。因此，故障排除后，还应将存储器内所存储的故障码清除，以免与新产生的故障信息混杂，给下次检修带来困难。清除故障码的程序如下：(1)检查存储器连接器是否关闭。(2)关闭起动开关，再打开。(3)连接存储器清除开关1s。存储器清除开关为仪表板左下侧的白色插接器，(4)断开存储器连接器，断开后清除存储器0.5s。(5)关闭起动开关再打开，检查诊断故障码是否清除。若仍然存在，则重复上述步骤(1)至(4)。4.调取诊断故障码（DTC）调取故障码诊断电控系统故障，是检修现代工程机械很重要的基本方法。通常调码开关（故障自诊断开关）由“CHECKENGINE”警示灯闪烁读出故障码。故障码调取方法如下：(1)检查存储器连接器是否关闭。(2)关闭起动开关，再打开，但不要起动柴油机。(3)连接存储器调码开关。存储器调码开关为仪表板左下侧的蓝色插接器，(4)仪表板“CHECKENGINE”故障灯闪烁，按照故障产生的先后顺序，显示故障码。5.故障诊断案例(1)柴油机不能起动检查：调取故障码查询出6个故障码，分别是01、571、423、543、29、292，清码后再调码就剩2个故障码（01和292）。01为正常，292为预行程学习功能错误。经检测，“预行程执行器”插座（6针灰色）的6个端子电阻值正常，说明预行程执行器静态下是好的，但高压油管无油喷出。分析：高压油管无油喷出有两种可能：一是ECU控制电子调速器处于切断燃油状态；二是齿条卡在停油（熄火）位置。排除解体TICS喷油泵，发现Ⅳ缸的正时片和正时杆上的销钉折断，将正时杆机械卡死于停油位置。经加工修复再调校喷油泵后，故障消失。(2)柴油机不能