高壓共軌式柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)故障分析

謝 鑫，巴寅亮

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

柴油機(jī)是農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要動力組成，在我國農(nóng)業(yè)設(shè)備中占有重要的地位。高壓共軌柴油機(jī)是柴油機(jī)領(lǐng)域的最新研究成果，相比傳統(tǒng)柴油機(jī)，采用高壓共軌技術(shù)可使柴油機(jī)在不同工況下都可以達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)，顯著地改進(jìn)了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性與噪音。本文通過試驗對長城哈佛GW2.8TC高壓共軌式柴油發(fā)動機(jī)由電控系統(tǒng)引起的故障進(jìn)行了分析，并詳細(xì)介紹了主要傳感器及執(zhí)行器的檢測方法。

1 共軌壓力傳感器故障及檢測方法

共軌壓力傳感器是高壓共軌柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)中重要的傳感器之一，可測量高壓油軌中存儲的燃油壓力，并將油壓信息反饋給ECU，由ECU對油壓進(jìn)行閉環(huán)控制。傳感器主要會出現(xiàn)兩種故障，共軌壓力傳感器電路如圖1。

圖1 共軌壓力傳感器線路

1.1 第一種故障現(xiàn)象及檢測方法

故障現(xiàn)象：發(fā)動機(jī)無法起動，用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示共軌壓力傳感器故障。檢測方法：

（1）打開點火開關(guān)，用萬用表直流電壓檔測量傳感器插頭3腳與1腳之間的電壓，應(yīng)為5 V，如無5 V電壓，則檢查5 V電流線路。

（2）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆檔測量傳感器插頭2腳到ECU A43腳之間信號線，如信號線斷路，則更換信號線。如信號線正常，則更換傳感器。

1.2 第二種故障現(xiàn)象及檢測方法

故障現(xiàn)象：發(fā)動機(jī)異常抖動、加速無力、冒黑煙，用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示系統(tǒng)正常。

檢測方法：用電腦檢測儀讀取數(shù)據(jù)流。

（1）打開點火開關(guān)，正常值：軌壓為0.65 Mpa，信號電壓0.45 V,。

（2）怠速時，正常值：軌壓為31.2 Mpa，信號電壓為1.18 V。

（3）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1 500 r/min時，正常值：軌壓為34.5Mpa，信號電壓為1.23 V。

以上3種工況下讀取的數(shù)據(jù)流值有異常，則更換傳感器。

2 凸輪軸位置傳感器故障及檢測方法

2.1 故障現(xiàn)象

發(fā)動機(jī)無法起動，用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示凸輪軸位置傳感器故障。此發(fā)動機(jī)中凸輪軸位置傳感器采用了霍爾傳感器，如圖2。

圖2 凸輪軸位置傳感器電路

2.2 檢測方法

（1）打開點火開關(guān)。用萬用表直流電壓擋測量傳感器插頭3腳與1腳之間的電壓，應(yīng)為5V，如無5V電壓，檢查5V電流線路。

（2）檢測傳感器信號，傳感器信號有兩種測法。

第一種檢測方法：啟動發(fā)動機(jī)，用LED燈檢測2腳與3腳之間信號電壓，LED燈閃亮表示信號電壓存在。如無信號電壓，更換傳感器。

第二種檢測方法：啟動發(fā)動機(jī)，用電腦檢測儀示波器功能檢測傳感器輸出波形，從波形圖判斷傳感器信號是否正常。如果無波形或波形異常，更換傳感器。正常波形如圖3。

（3）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆擋檢測傳感器2腳到ECU A50之間信號線，如信號線斷路，則更換信號線。如信號線正常，則更換傳感器。

圖3 凸輪軸位置傳感器波形

3 曲軸位置傳感器故障及檢測方法

3.1 故障現(xiàn)象

發(fā)動機(jī)無法起動，用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示曲軸位置傳感器故障。發(fā)動機(jī)曲軸位置傳感器采用電磁式傳感器（圖4）。

圖4 曲軸位置傳感器電路

3.2 檢測方法

（1）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆檔測量傳感器1腳、2腳之間電阻值，正常阻值應(yīng)在770~950Ω之間（試驗測得數(shù)據(jù)840Ω）。如電阻無窮大說明傳感器內(nèi)部線圈斷路。如阻值為0歐姆說明傳感器內(nèi)部短路，更換傳感器。

（2）啟動發(fā)動機(jī)時，用萬用表交流電壓檔測量1腳、2腳之間產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，應(yīng)在4.1V左右。如無電壓信號，更換傳感器。

（3）啟動發(fā)動機(jī)時，用示波器檢測1腳、2腳之間信號電壓波形。產(chǎn)生波形圖所示5。如無波形或者波形不準(zhǔn)確，更換傳感器。

圖5 曲軸位置傳感器波形

（4）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆檔測量傳感器插頭與ECU插頭之間線路，如線路斷路，則更換連接線。如線路正常，則更換傳感器。

4 噴油器故障及檢測方法

4.1 故障現(xiàn)象

發(fā)動機(jī)工作時抖動，發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速升高到1 400 r/min左右。用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示一缸噴油器故障。

4.2 檢測方法

（1）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆檔檢測噴油器的內(nèi)阻。正常阻值應(yīng)在0.2~0.3Ω之間，如果內(nèi)阻為無窮大，則說明噴油器內(nèi)部斷路，更換噴油器。以上檢查只能說明噴油器是否正常，但并不能說明噴油器兩端是否有噴油信號。

（2）用萬用表歐姆檔測量噴油器同ECU之間線路，如線路故障則更換線路。

（3）打開點火開關(guān)啟動發(fā)動機(jī)，用萬用表直流電壓檔測量ECU A16、A17腳之間電壓在7.9 V，兩腳之間電流應(yīng)在12~18 A左右。如ECU信號正常，則更換噴油器。噴油器電路如圖6。

圖6 一缸噴油器電路

5 進(jìn)油計量比例閥故障及檢測方法

5.1 故障現(xiàn)象

發(fā)動機(jī)無法起動，用電腦檢測儀讀取故障碼，結(jié)果顯示進(jìn)油計量比例閥故障。ECU通過占空比，改變油計量比例閥內(nèi)部線圈的充電效率，進(jìn)而控制執(zhí)行器內(nèi)部柱塞開度，達(dá)到控制燃油壓力的目的。

5.2 檢測方法

（1）關(guān)閉點火開關(guān)，用萬用表歐姆檔測量比例閥1、2腳之間阻值，應(yīng)在3Ω左右（實測電阻3.33Ω）。如阻值為無窮大，說明其內(nèi)部繞組斷路，更換執(zhí)行器。

（2）用萬用表歐姆檔測量執(zhí)行器到ECU A19、A49之間線路，如線路故障則更換線路。

（3）打開點火開關(guān)啟動發(fā)動機(jī)，用電腦檢測儀示波器模式讀取ECU控制脈沖信號波形。波形應(yīng)該是連續(xù)的方波。如波形正常，則更換傳感器。進(jìn)油計量比例閥電路如圖7。

圖7 進(jìn)油計量比例閥電路

6 結(jié)論

高壓共軌式柴油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)組成復(fù)雜，雖然電控系統(tǒng)具有自診斷功能并上報故障碼，但是仍舊無法精確的判定故障產(chǎn)生的原因與部位，本文對電控系統(tǒng)主要傳感器及執(zhí)行器的故障進(jìn)行了分析，可對故障進(jìn)行快速的進(jìn)行判定與維修。