共軌柴油機跛行回家故障的原因分析與排除

摘 要：通過對BOSCH共軌柴油機工作原理的研究分析，了解“跛行回家”故障形成原因的種類，采用共軌柴油機的故障診斷法進行逐步排除，最終確定具體故障，恢復(fù)發(fā)動機功率。

關(guān)鍵詞：共軌柴油機； 跛行； 故障原因； 排除； 傳感器； 功率； 燃油系統(tǒng)

引言

由于近年來國家對環(huán)境保護的重視，引發(fā)了濰柴發(fā)動機的變革，即提高尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，由原來國二提高到國三排放標(biāo)準(zhǔn)。濰柴國三發(fā)動機就是在國二發(fā)動機的基礎(chǔ)上，對燃油噴油技術(shù)進行改進，采用現(xiàn)代共軌式電控燃油噴射技術(shù)取代傳統(tǒng)的純機械操縱式噴油技術(shù)，通過共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，分送到每個噴油器，并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁閥的開啟與閉合，定時、定量地控制噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量，從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的點火時間、足夠的點火能量和最少的污染排放，以達到國家對尾氣排放的要求。

對新的濰柴國三發(fā)動機現(xiàn)代電控噴油技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)動機的故障原因必然發(fā)生變化，新的故障現(xiàn)象也隨之產(chǎn)生，“跛行回家”故障就是其常見故障之一。“跛行回家”功能是裝有國三電控高壓共軌柴油機車輛設(shè)計上別具特色功能之一，即在車輛行駛中，當(dāng)發(fā)動機電控系統(tǒng)的某些元件因出現(xiàn)故障而失效后，多數(shù)情況下發(fā)動機不會停機，而是進入降級模式，發(fā)動機仍維持運轉(zhuǎn)，只是輸出功率受到限制。據(jù)統(tǒng)計，新車出廠運行25000KM至30000KM后，若燃油系統(tǒng)保養(yǎng)不到位，就很容易出現(xiàn)跛行回家故障；按100臺車輛統(tǒng)計，可占到20%左右。筆者就在工作中遇到的“跛行回家”故障進行原因分析和排除。

1. 故障現(xiàn)象

裝有濰柴國三電控高壓共軌柴油機的重型卡車在行駛中，駕駛員踩下加速踏板后，突然覺得發(fā)動機加速性能不良，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速只能達到1500r/min，松開加速踏板后發(fā)動機不熄火，且怠速運轉(zhuǎn)正常，再踩下加速踏板至最大位置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速還是只能達到1500r/min，時好時壞。此時儀表盤上的發(fā)動機故障指示燈點亮，發(fā)動機無法輸出與燃油燃燒等量的動力，車輛只能低速行駛，限制了車輛的正常工作性能。

2. 工作原理及故障原因分析

2.1.工作原理

濰柴國三電控發(fā)動機采用的是BOSCH電控高壓共軌燃油系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求車輛在行駛中，當(dāng)發(fā)動機電控系統(tǒng)的某些元件因出現(xiàn)故障而失效后，發(fā)動機電子控制單元（ECU）不會發(fā)出停機信號，而是進入降級模式，發(fā)動機仍維持運轉(zhuǎn)，只是輸出功率受到限制。此時，電子控制單元（ECU）采用“跛行回家”控制策略替代駕駛員發(fā)出的加速踏板指令，失效的傳感器參數(shù)會被ECU用缺省值代替，發(fā)動機在轉(zhuǎn)速受到限制的情況下繼續(xù)運行，從而確保車輛能行駛到維修站檢修，或者通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)得到廠家技術(shù)專家的診斷支持。圖1和圖2為其工作原理圖。

2.2.故障原因分析

從原理圖1和圖2，可以分析出該故障的主要原因是相關(guān)的傳感器、油路、ECU故障，特殊原因是修正ECU指令輸出的相關(guān)傳感器故障。

2.2.1.傳感器問題：曲軸位置傳感器損壞、凸輪軸位置傳感器損壞、軌壓傳感器損壞、增壓壓力傳感器損壞時，會引起跛行回家故障。

2.2.2.油路問題：油路包括低壓油路、高壓油路、噴油器。低壓油路進油阻塞，進油不足以及回油管路被壓到時能引起跛行回家故障模式；高壓油路泄漏、流量計量單元故障、高壓油泵損壞、噴油器進油口泄漏或者噴油器針閥卡死、接線故障等同樣能引起跛行回家故障。

2.2.3. ECU數(shù)據(jù)問題：由于現(xiàn)在數(shù)據(jù)管理還存在或多或少的問題，EOL工具的刷寫功能還有不完善的地方，在極少數(shù)情況下不免出現(xiàn)刷錯數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。這樣就有可能造成ECU內(nèi)部控制邏輯錯誤引起發(fā)動機跛行。

2.2.4.相關(guān)傳感器：當(dāng)水溫度、機油溫度、進氣溫過高時，EUC會自動啟動過熱保護功能，限制發(fā)動機功率，使發(fā)動機進入跛行模式，這點主要是從安全因素考慮而設(shè)計，與BOSCH電控共軌柴油機的噴油系統(tǒng)設(shè)計無關(guān)聯(lián)而被多數(shù)維修人員忽視。

3. 故障排除及效果

3.1.故障排除方法

根據(jù)國三電控柴油發(fā)動機故障診斷的基本方法，通過故障診斷燈讀出閃碼，查閱相應(yīng)維修手冊和用故障診斷儀讀出故障碼等方式了解故障原因和故障部位。

3.1.1.故障診斷燈法：當(dāng)車出現(xiàn)故障時，可以通過整車儀表盤上的閃碼燈讀出閃碼，參照閃碼表初步判斷錯誤原因。

3.1.2.故障診斷儀。故障診斷儀可讀出發(fā)動機的動態(tài)數(shù)據(jù)流，根據(jù)各數(shù)據(jù)流對照正常參數(shù)進行較進一步的判斷故障部位。

3.1.3.根據(jù)閃碼和故障碼確定的故障原因和部位，由易到難再視具體情況進行分步排除。

3.2.故障常見原因的排除措施

3.2.1.同步信號出錯

3.2.5.ECU故障

更換新的EUC即可。

3.3.故障特殊原因的排除措施

參考BOSCH電控高壓共軌系統(tǒng)工作原理，按照上述故障常見原因的排除措施的步驟，逐步進行原因排除后發(fā)現(xiàn)，噴油系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的傳感器、油路、EUC都完好時應(yīng)考慮從水溫度傳感器、機油溫度傳感器、進氣溫度傳感器等修正ECU輸出指令的特殊原因排除故障。

3.4.效果

用分析、排除法，參照以上故障原因的步驟由上至下逐步確定故障部位和原因，再根據(jù)相應(yīng)的故障原因的排除措施進行具體問題的排除，最終發(fā)現(xiàn)：水管密封環(huán)磨損，漏人空氣，導(dǎo)致冷卻水溫度升高而使發(fā)動機進入跛行回家模式運行。更換水管密封環(huán)，排凈水循環(huán)內(nèi)的空氣，發(fā)動機溫度下降到正常行駛溫度，EUC自動解除跛行回家模式的指令，發(fā)動機恢復(fù)正常行駛的功能，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以線性提升，即輸出功率隨著加速踏板的開度加大而直線上升。

4.結(jié)語

通過對BOSCH共軌柴油機工作原理及其故障診斷方法的學(xué)習(xí)和掌握，分析出造成共軌柴油機“跛行回家”故障的原因主要是相關(guān)的傳感器、油路、ECU和修正ECU指令輸出的相關(guān)傳感器出現(xiàn)問題。采用讀出故障燈、解碼儀數(shù)據(jù)進行分析、排除等方法，針對故障部位的元件、線束進行由易到難的逐步分析，確定具體故障。對具體故障進行拆卸、清洗、更換，最終解決問題。跛行回家模式解除后，發(fā)動機恢復(fù)正常行駛的功能，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以線性提升，即輸出功率隨著加速踏板的開度加大而直線上升。

參考文獻：

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作者簡介：黃家海，男， 職務(wù)： 業(yè)務(wù)主辦 。