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摘要:为了能够在实际工作中使用、保养和维修好柴油高压喷射系统,保证车辆正常的使用,使其有完好的技术状况发挥最大的经济效益,现从把实际工作中了解到的一些相关知识和经验与同行共同探讨,以期对客车工作人群有所帮助。
关键词:发动机;高压喷射;原理;故障;探析
中图分类号:V231
随着我国对环境标准要求的进一步提高,由国家质检总局、国家标准委尽快发布第四阶段车用柴油标准(硫含量不大于50ppm),过渡期至2014年底;2013年6月底前发布第五阶段车用柴油标准(硫含量不大于10ppm),2013年底前发布第五阶段车用汽油标准(硫含量不大于10ppm),过渡期均至2017年底。从客车发动机批量使用到今天已经四年多了,这与机械柱塞泵相比有着本质上区别。本文以目前客车发动机使用较多的博世共轨系统为对象,对高压喷射系统的结构,工作原理以及对出现故障时的判断和故障的排除进行说明分析。
一、系统工作原理
燃油被从油箱吸出,经输油泵升压后流经具有高效水分离功能的燃油滤清器,然后进入高压油泵,在高压泵的作用下变成高压燃油被输送到蓄压器(共轨管),在蓄压器上有一个压力传感器和一个通过切断油路来控制油量的压力限制阀,用压力限制阀来调节设定共轨管压力。高压柴油从共轨管、流量限制阀经高压油管进入喷油器后,又分两路:一路直接喷入燃烧室;而另一路在喷油期间针阀导向部分和控制套筒与柱塞缝隙处泄漏的多余燃油一起流回油箱。系统工作时当驾驶员给电控油门一个操作信号(加油或减油),同时并有各种传感器(如曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、各种温度压力传感器等)及时检测出发动机的实际运行状态并把信号传给ECU控制器,ECU控制器通过各种信号传感器传入的信号判断发动机的运行工况,根据预置的程序进行运算后,及时精确控制高压油泵的工作,为共轨管路提供高压燃油,并保持为程序设定的对应工况所需压力,实现喷射压力可调的控制,同时ECU控制器给喷油器发出脉冲指令,通过脉冲信号的宽度,精确的控制喷油器的喷油时刻和喷油量,从而完成对发动机的操作。此时,发动机运行工况的改变,又通过各种信号传感器传回到ECU控制器,ECU按程序随时对发动机实施最优化的闭环控制,保证发动机在任何工况下在最佳性能状态运行。
二、 系统的使用
(一)常温启动
驾驶人员将钥匙开关拧到ON当后稍有停留,不需要踏油门,待电控的故障指示灯自动检查完(故障指示灯亮2秒后熄灭)并无故障指示(故障指示灯不亮)后,在拧到START档启动发动机,如果故障指示灯自检完熄灭后又再次点亮表明电控系统有故障,请维修人员维修。
(二)低温启动
对于加装有电预热辅助启动装置的车辆,在温度下降到一定程度时(通常在零度以下)当钥匙开关拧到ON档,控制系统将会自动开启预热功能以加热进气管的空气,同时仪表板上的预热指示灯会点亮。加热完毕后系统会自动停止加热(加热时间会根据温度不同自动调整),同时仪表板上的指示灯熄灭,这时才可将钥匙拧到START档启动发动机。
(三)使用注意事项
客车的电源部分都是采用独立的总电源开关,在每次停驶时一定要先关掉钥匙开关,然后再关掉总电源开关,这样才能避免电子元件在不工作情况下长时间通电,造成温度过高而损坏和易出现不安全的因素。
由于客车的使用性质决定的,客车的相關单位都有对车厢及整车卫生的相关规定,在打扫卫生时大多采用水冲洗的方法对车辆卫生进行清理,因此在进行卫生清理时对发动机的电控原件和控制器避免用水冲或溅到水,电控原件的清理可以采用压缩空气吹和用干净抹布清理的方法进行清洁。
三、故障诊断和排除
(一)故障码的读取和清除
故障码的读取有两个方法:(1)通过故障诊断仪读取故障码(2)通过发动机故障指示灯读取故障闪码。故障指示灯一般为红色,当电喷系统出现故障后故障指示灯点亮,当出现一般故障时指示灯常亮,当出现严重故障时故障指示灯闪烁,故障消失后故障指示灯自动熄灭。
通过故障指示灯读取故障码的方法:
点火开关处于ON档,(待机与运行工况下均可进行),“按下—松开”诊断请求开关即可激活故障闪码,每一次操作只闪一个故障闪码,依次进行即可读完所有故障闪码,故障闪码包括历史闪码和当前故障闪码,清除故障闪码后再次读取即为即为当前故障码。
故障码的清除有两个方法:(1)通过诊断仪手动清除ECU中的历史记录(2)通过诊断请求开关手动清除ECU中的历史记录。
(二)排除故障案例
1、无法启动:
案例(1)整车无故障闪码、启动线路、起动机、电瓶正常,用起动机多次带动柴油机均无法启动,因此排除启动系统故障。进一步检查低压及高压油路部分并排除油路内空气,可以顺利启动;但熄火5分钟后,再次出现启动困难现象,检查油路内仍有空气,因此确定低压油路存在进空气现象,经仔细对低压油路不见逐一检查,发现燃油粗滤器进油口螺纹处有损伤,空气进入油路,从而导致无法正常启动。
案例(2)启动时,起动机没反应,无故障吗,检查空档开关、电瓶、起动机连接线正常,短接起动机正常,进一步检查电瓶到ECU的四根连接线都符合要求,拆下整车线束插头后发现整车线束插接件与ECU针脚处有烧焦痕迹,检查ECU的针脚发现其中有两个烧断,由此判断ECU损坏,更换后故障排除。
案例(3)启动机带动发动机正常,但柴油机无法启动,无故障吗,检查低压油路正常、高压油路正常。将各缸喷油器回油管依次松开观察喷油器回油量,经对比发现,第三缸回油量很大,其它缸的喷油器都基本没有回油,更换第三缸喷油器后故障排除。
2、启动困难(能启动,但较困难)
冒黑烟:
案例(1)柴油机在运行过程中突然冒黑烟,驾驶员立即停车。此后启动困难,并且冒黑烟。检查空滤器和增压器均正常,用故障诊断仪检查,启动规压只能达到160bar,检查低压油路、共轨管、高压油泵正常,检查喷油器发现第2缸喷油器回油异常,判断该喷油器故障,更换后故障排除。
动力不足:
案例(2)车辆重载时动力不足,转速上到1500转就上不上去了。读取故障码为253—低压油路故障检查油箱油管滤芯没有含水现象,油箱通气阀为堵塞,但低压油管有弯折现象,排出后故障消失。
案例(3)柴油机启动后转速始终运行在1000转,油门踏板不起作用,故障灯亮,读取故障码为221—油门踏板信号异常,使用故障诊断仪检测油门踏板电压,两倍关系不成立,检查线路连接正常,判定油门踏板传感器故障,更换油门踏板传感器故障排除。
参考文献:
1.广西玉柴机器股份有限公司:高压共轨国III系列柴油机使用及维护说明书
2.潍柴动力股份有限公司:蓝挚国III高压共轨柴油机故障诊断,2009第一版
关键词:发动机;高压喷射;原理;故障;探析
中图分类号:V231
随着我国对环境标准要求的进一步提高,由国家质检总局、国家标准委尽快发布第四阶段车用柴油标准(硫含量不大于50ppm),过渡期至2014年底;2013年6月底前发布第五阶段车用柴油标准(硫含量不大于10ppm),2013年底前发布第五阶段车用汽油标准(硫含量不大于10ppm),过渡期均至2017年底。从客车发动机批量使用到今天已经四年多了,这与机械柱塞泵相比有着本质上区别。本文以目前客车发动机使用较多的博世共轨系统为对象,对高压喷射系统的结构,工作原理以及对出现故障时的判断和故障的排除进行说明分析。
一、系统工作原理
燃油被从油箱吸出,经输油泵升压后流经具有高效水分离功能的燃油滤清器,然后进入高压油泵,在高压泵的作用下变成高压燃油被输送到蓄压器(共轨管),在蓄压器上有一个压力传感器和一个通过切断油路来控制油量的压力限制阀,用压力限制阀来调节设定共轨管压力。高压柴油从共轨管、流量限制阀经高压油管进入喷油器后,又分两路:一路直接喷入燃烧室;而另一路在喷油期间针阀导向部分和控制套筒与柱塞缝隙处泄漏的多余燃油一起流回油箱。系统工作时当驾驶员给电控油门一个操作信号(加油或减油),同时并有各种传感器(如曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、各种温度压力传感器等)及时检测出发动机的实际运行状态并把信号传给ECU控制器,ECU控制器通过各种信号传感器传入的信号判断发动机的运行工况,根据预置的程序进行运算后,及时精确控制高压油泵的工作,为共轨管路提供高压燃油,并保持为程序设定的对应工况所需压力,实现喷射压力可调的控制,同时ECU控制器给喷油器发出脉冲指令,通过脉冲信号的宽度,精确的控制喷油器的喷油时刻和喷油量,从而完成对发动机的操作。此时,发动机运行工况的改变,又通过各种信号传感器传回到ECU控制器,ECU按程序随时对发动机实施最优化的闭环控制,保证发动机在任何工况下在最佳性能状态运行。
二、 系统的使用
(一)常温启动
驾驶人员将钥匙开关拧到ON当后稍有停留,不需要踏油门,待电控的故障指示灯自动检查完(故障指示灯亮2秒后熄灭)并无故障指示(故障指示灯不亮)后,在拧到START档启动发动机,如果故障指示灯自检完熄灭后又再次点亮表明电控系统有故障,请维修人员维修。
(二)低温启动
对于加装有电预热辅助启动装置的车辆,在温度下降到一定程度时(通常在零度以下)当钥匙开关拧到ON档,控制系统将会自动开启预热功能以加热进气管的空气,同时仪表板上的预热指示灯会点亮。加热完毕后系统会自动停止加热(加热时间会根据温度不同自动调整),同时仪表板上的指示灯熄灭,这时才可将钥匙拧到START档启动发动机。
(三)使用注意事项
客车的电源部分都是采用独立的总电源开关,在每次停驶时一定要先关掉钥匙开关,然后再关掉总电源开关,这样才能避免电子元件在不工作情况下长时间通电,造成温度过高而损坏和易出现不安全的因素。
由于客车的使用性质决定的,客车的相關单位都有对车厢及整车卫生的相关规定,在打扫卫生时大多采用水冲洗的方法对车辆卫生进行清理,因此在进行卫生清理时对发动机的电控原件和控制器避免用水冲或溅到水,电控原件的清理可以采用压缩空气吹和用干净抹布清理的方法进行清洁。
三、故障诊断和排除
(一)故障码的读取和清除
故障码的读取有两个方法:(1)通过故障诊断仪读取故障码(2)通过发动机故障指示灯读取故障闪码。故障指示灯一般为红色,当电喷系统出现故障后故障指示灯点亮,当出现一般故障时指示灯常亮,当出现严重故障时故障指示灯闪烁,故障消失后故障指示灯自动熄灭。
通过故障指示灯读取故障码的方法:
点火开关处于ON档,(待机与运行工况下均可进行),“按下—松开”诊断请求开关即可激活故障闪码,每一次操作只闪一个故障闪码,依次进行即可读完所有故障闪码,故障闪码包括历史闪码和当前故障闪码,清除故障闪码后再次读取即为即为当前故障码。
故障码的清除有两个方法:(1)通过诊断仪手动清除ECU中的历史记录(2)通过诊断请求开关手动清除ECU中的历史记录。
(二)排除故障案例
1、无法启动:
案例(1)整车无故障闪码、启动线路、起动机、电瓶正常,用起动机多次带动柴油机均无法启动,因此排除启动系统故障。进一步检查低压及高压油路部分并排除油路内空气,可以顺利启动;但熄火5分钟后,再次出现启动困难现象,检查油路内仍有空气,因此确定低压油路存在进空气现象,经仔细对低压油路不见逐一检查,发现燃油粗滤器进油口螺纹处有损伤,空气进入油路,从而导致无法正常启动。
案例(2)启动时,起动机没反应,无故障吗,检查空档开关、电瓶、起动机连接线正常,短接起动机正常,进一步检查电瓶到ECU的四根连接线都符合要求,拆下整车线束插头后发现整车线束插接件与ECU针脚处有烧焦痕迹,检查ECU的针脚发现其中有两个烧断,由此判断ECU损坏,更换后故障排除。
案例(3)启动机带动发动机正常,但柴油机无法启动,无故障吗,检查低压油路正常、高压油路正常。将各缸喷油器回油管依次松开观察喷油器回油量,经对比发现,第三缸回油量很大,其它缸的喷油器都基本没有回油,更换第三缸喷油器后故障排除。
2、启动困难(能启动,但较困难)
冒黑烟:
案例(1)柴油机在运行过程中突然冒黑烟,驾驶员立即停车。此后启动困难,并且冒黑烟。检查空滤器和增压器均正常,用故障诊断仪检查,启动规压只能达到160bar,检查低压油路、共轨管、高压油泵正常,检查喷油器发现第2缸喷油器回油异常,判断该喷油器故障,更换后故障排除。
动力不足:
案例(2)车辆重载时动力不足,转速上到1500转就上不上去了。读取故障码为253—低压油路故障检查油箱油管滤芯没有含水现象,油箱通气阀为堵塞,但低压油管有弯折现象,排出后故障消失。
案例(3)柴油机启动后转速始终运行在1000转,油门踏板不起作用,故障灯亮,读取故障码为221—油门踏板信号异常,使用故障诊断仪检测油门踏板电压,两倍关系不成立,检查线路连接正常,判定油门踏板传感器故障,更换油门踏板传感器故障排除。
参考文献:
1.广西玉柴机器股份有限公司:高压共轨国III系列柴油机使用及维护说明书
2.潍柴动力股份有限公司:蓝挚国III高压共轨柴油机故障诊断,2009第一版