電控柴油機(jī)柴油噴射系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及預(yù)防管理

胡中建

（武警水電二支隊(duì)修理所，云南普洱665525）

近年來(lái)，由于柴油機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，電控柴油機(jī)作為一種改進(jìn)型的機(jī)械動(dòng)力能源，逐漸在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如美國(guó)卡特彼勒公司、日本的五十鈴公司、瑞典沃爾沃公司、康明斯公司、德國(guó)的博士公司等，已經(jīng)將電控發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用在了挖掘機(jī)、潛孔鉆機(jī)等重型機(jī)械上。然而，因?yàn)楣こ虣C(jī)械工作環(huán)境的惡劣、反復(fù)大負(fù)荷工作和操作人員相對(duì)的不固定，又不能按時(shí)開(kāi)往專(zhuān)業(yè)修理廠(chǎng)或售后服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行保養(yǎng)和檢修，所以對(duì)新時(shí)代的操作手素質(zhì)和機(jī)械設(shè)備管理水平，提出了更高的要求?，F(xiàn)從工程機(jī)械柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)性能特點(diǎn)、常見(jiàn)故障及預(yù)防管理措施、電控燃油噴射系統(tǒng)維修管理等方面，簡(jiǎn)要分析如何使用和管理好工程機(jī)械電控柴油機(jī)，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 電控柴油噴射系統(tǒng)性能特點(diǎn)

電控柴油噴射系統(tǒng)的應(yīng)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了噴油量、噴油壓力和噴射正時(shí)完全按最佳工況運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能，減少了廢氣排放，降低了噪聲污染?，F(xiàn)代工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常用的有三類(lèi)，依次為高壓共軌柴油噴射系統(tǒng)、電控單體泵系統(tǒng)和電控泵噴嘴系統(tǒng)，都屬于電控高壓噴射之列，其共同特點(diǎn)是：

（1）噴射壓力高，柴油噴射壓力由10 MPa提高到200 MPa。

（2）噴孔更小。

（3）實(shí)現(xiàn)了快速斷油和最小油量控制。

（4）獨(dú)立的正時(shí)噴射和可變的預(yù)噴射控制。

（5）供油系統(tǒng)的供油壓力不依賴(lài)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立控制。

電控柴油噴射系統(tǒng)的常見(jiàn)故障主要兩種：機(jī)械故障和電氣故障。

2 常見(jiàn)機(jī)械故障來(lái)源分析

柴油由油箱進(jìn)入燃燒室的過(guò)程中，對(duì)柴油泵和噴油器來(lái)說(shuō)，還起到非常重要的潤(rùn)滑作用，但如果燃油中含水或其他顆粒物，就會(huì)加劇噴油泵磨損。越高的噴射壓力，對(duì)柴油清凈性要求也就越高。機(jī)械故障主要有高壓柴油系統(tǒng)部件的磨損，電磁閥或噴油嘴閥芯的粘滯、堵塞、泄漏而引起機(jī)械動(dòng)作失效。

2.1 故障來(lái)源

（1）噴射壓力高，柴油中過(guò)量水分和雜質(zhì)導(dǎo)致供油泵、單體泵、泵噴嘴柱塞、泵體和噴嘴容易非正常磨損。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在泵體中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高壓燃油，當(dāng)柱塞和泵體之間被殘存的粘膠物卡塞時(shí)，或柴油中含過(guò)量水分，而破壞了柴油潤(rùn)滑油膜時(shí)，活塞就會(huì)發(fā)澀或拉傷，燃油因內(nèi)泄而無(wú)法建立高壓，致使到達(dá)噴嘴的燃油壓力下降，噴嘴針閥打開(kāi)滯后或無(wú)法打開(kāi)，噴嘴無(wú)法正常工作；柴油中含有過(guò)量的水分，還會(huì)導(dǎo)致噴嘴的早期磨損，造成噴油嘴在壓力油路的施壓下，不斷向燃燒室內(nèi)泄漏柴油。以上故障都會(huì)導(dǎo)致燃油霧化不良，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)無(wú)力、提速困難、難以啟動(dòng)甚至熱車(chē)時(shí)無(wú)法啟動(dòng)等癥狀。

（2）噴嘴噴孔小，易堵塞。燃油中進(jìn)入雜質(zhì)容易堵塞噴孔，當(dāng)燃油霧化不良、燃油不能完全燃燒時(shí)，生成積碳多，也容易而堵塞噴孔，造成噴嘴工作失效，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。

（3）電磁閥或噴油嘴閥閥芯粘滯故障。電控柴油機(jī)只所以能實(shí)現(xiàn)快速斷油和最小油量控制，供油控制電磁閥的動(dòng)作快與慢，起到了關(guān)鍵的執(zhí)行作用。在電腦發(fā)出噴油信號(hào)后，電磁閥通電后產(chǎn)生磁吸力，由于閥芯與閥座的運(yùn)動(dòng)間隙被殘存的粘膠物卡塞，電磁吸力小于卡塞產(chǎn)生的阻力時(shí)，電磁力無(wú)法有效帶動(dòng)閥芯升起，或噴油嘴閥芯達(dá)不到開(kāi)啟速度，或當(dāng)電腦發(fā)出停止供油時(shí)，閥芯由于卡塞而無(wú)法立即關(guān)閉，都會(huì)影響噴油時(shí)間或噴油量，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、難以啟動(dòng)、提速困難等癥狀。

2.2 機(jī)械故障的防治管理措施

產(chǎn)生機(jī)械故障的主要原因，是柴油質(zhì)量差、柴油濾清器更換不及時(shí)而引起的，柴油作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，工程機(jī)械柴油消耗量較大，單臺(tái)班消耗油量多在200～350 L之間。設(shè)備加注柴油時(shí)應(yīng)注意清潔，盡量選擇氧化安定性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、硫含量少、清潔度高的柴油。在使用中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定工作時(shí)間及時(shí)更換柴油濾清器和油水分濾器。設(shè)備操作人員要加強(qiáng)柴油油路和油箱的保養(yǎng)，要經(jīng)常排放油水分離器里的水，定時(shí)更換合格的油水分離濾芯和柴油濾芯，定期清洗油箱，確保燃油的清凈。

3 常見(jiàn)電氣系統(tǒng)故障及預(yù)防管理措施

電控柴油機(jī)電控系統(tǒng)由三個(gè)基本組成部分：輸入（開(kāi)關(guān)和傳感器）、對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析的ECU系統(tǒng)和按照輸出信號(hào)動(dòng)作的執(zhí)行器（電控單體式噴油器）。

3.1 電器系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

當(dāng)開(kāi)關(guān)和傳感器將信號(hào)提供給控制器ECU時(shí)，ECU對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出合理的噴油時(shí)間（噴油量）和正確的噴油始點(diǎn)（噴油正時(shí)），并由此制定出各種控制指令，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相關(guān)執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)了快速斷油、最小油量控制、正時(shí)噴射、和可變的預(yù)噴射控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)按最佳狀態(tài)運(yùn)行。因此，當(dāng)電器系統(tǒng)的任何部位故障時(shí)，都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的性能改變。

（1）輸入（傳感器或開(kāi)關(guān)）故障。輸入故障主要因傳感器無(wú)信號(hào)輸出（斷路）或信號(hào)錯(cuò)誤所致，包括壓力傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。因?yàn)楣こ虣C(jī)械工作環(huán)境惡劣，塵土和雨水較多，發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境溫度較高，振動(dòng)較大等，傳感器外接線(xiàn)路疲勞彎曲損傷，常有斷路現(xiàn)象。

（2）控制器（ECU）故障。控制器又叫電子控制單元（ECU-Electronic Control），ECU內(nèi)部任何電氣部件的損壞，都會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)工況變差和無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。在日常的使用中，應(yīng)保持控制器良好的工作環(huán)境，保持通風(fēng)，避免高溫，防止灰塵和水進(jìn)入。

（3）執(zhí)行器故障。主要是噴油嘴電磁線(xiàn)圈的斷路、短路和線(xiàn)圈的老化。

3.2 電路故障的防治管理措施

電控柴油機(jī)在使用過(guò)程中，應(yīng)保持電路系統(tǒng)的清潔，嚴(yán)禁任意更改線(xiàn)路的連接方式。拆卸噴嘴時(shí)，應(yīng)避免損壞內(nèi)部的電磁線(xiàn)圈。拆除電插頭時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，防止瞬間過(guò)電壓燒壞電磁線(xiàn)圈和電腦內(nèi)部電子器件。檢修噴嘴電路時(shí)，應(yīng)使用高阻抗數(shù)字萬(wàn)用表或電腦分析儀，嚴(yán)禁采用劃火方式，以免燒壞噴嘴的電腦控制電路。噴嘴電路故障檢測(cè)時(shí)，可選擇在每個(gè)噴嘴體上都聽(tīng)到頻率與間隔不變、聲音大小一致的閥芯落座聲，聲音單調(diào)而均勻，說(shuō)明噴嘴工作正常。

4 電控柴油噴射系統(tǒng)的維修管理

電控柴油機(jī)是一種具有新型燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。要診斷并排除一個(gè)可能涉及微機(jī)系統(tǒng)的柴油機(jī)故障，首先應(yīng)按照普通柴油機(jī)的故障診斷方法，查找可能引起的故障原因，確定故障與微機(jī)有關(guān)后，再利用電控單元自診斷系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，這也是對(duì)電控柴油機(jī)故障診斷與檢修的基本原則。

電控柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)。不可隨意亂動(dòng)或用一般電路故障的檢查方法進(jìn)行檢查，檢查時(shí)應(yīng)主意以下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障或報(bào)警時(shí)，應(yīng)停機(jī)檢查，通過(guò)自診斷系統(tǒng)將故障碼及有關(guān)資料信息調(diào)出，診斷出故障原因。

（2）按照查出的故障碼，檢測(cè)相應(yīng)的故障電氣部件。

（3）檢測(cè)時(shí)避免打開(kāi)計(jì)算機(jī)。

（4）在檢測(cè)出故障原因進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)關(guān)掉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拆下蓄電池搭鐵線(xiàn)。但在調(diào)出故障碼之前，不能將蓄電池從電路中斷開(kāi)，以免丟失故障碼信息。特別嚴(yán)禁在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷蓄電池線(xiàn)路，以防產(chǎn)生瞬變過(guò)電壓將計(jì)算機(jī)和傳感器損壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

柴油的品質(zhì)好壞，對(duì)電控柴油機(jī)噴射系統(tǒng)的使用壽命影響較大，為延長(zhǎng)其使用壽命，提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和動(dòng)力性能，要樹(shù)立科學(xué)的管理、運(yùn)用、保養(yǎng)和修理設(shè)備的觀(guān)念，才能提高設(shè)備的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

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