電控系統(tǒng)故障引起共軌柴油機不能啟動的原因及診斷

浙江交通技師學(xué)院 盧龍高

1 GW2.8TC型柴油機電控共軌系統(tǒng)組成與工作原理

圖1 共軌噴油系統(tǒng)

1.1 組成

GW2.8TC型柴油機電控系統(tǒng)由傳感器、ECU和執(zhí)行器三部分組成。傳感器主要包括曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器、加速踏板傳感器、空氣流量傳感計、冷卻液溫度傳感器、共軌壓力傳感器等。執(zhí)行器主要包括噴油器、真空調(diào)節(jié)器、高壓油泵、EGR閥等。

1.2 工作原理

ECU采集加速踏板位置傳感器、空氣流量傳感計、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器等的信號，并與數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進行比較分析，計算出發(fā)動機當(dāng)前的最佳參數(shù)，確定共軌內(nèi)的燃油壓力，并根據(jù)共軌壓力傳感器的信號通過高壓油泵上的進油計量比例電磁閥，實現(xiàn)所需的共軌壓力。通過噴油器上的電磁閥，控制供油提前角、供油量和供油規(guī)律。

2 電控系統(tǒng)故障導(dǎo)致發(fā)動機不能啟動的原因

2.1 發(fā)動機電控單元ECU及電源電路故障

ECU是整個控制系統(tǒng)的核心。ECU工作的不可靠會直接導(dǎo)致噴油器不噴油，造成發(fā)動機無法啟動。ECU要正常工作，除自身良好以外，還要確保其外部電路正常。

2.2 重要傳感器、執(zhí)行器故障

長城哈弗GW2.8TC-CB18型增壓共軌柴油機采用了EDC16C39電控單元，在出現(xiàn)以下傳感器、執(zhí)行器故障時，此發(fā)動機均無法啟動。

2.2.1 曲軸位置傳感器故障

曲軸位置傳感器是整個電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一，主要用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號。該傳感器失效后，導(dǎo)致飛輪轉(zhuǎn)動2圈后，系統(tǒng)檢測不到發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號，便無法確定當(dāng)前的曲軸位置，也就不能確定正確的噴油位置，系統(tǒng)會控制噴油器停止工作，造成發(fā)動機無法啟動。若發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中曲軸位置信號丟失，車輛也會立即熄火。

2.2.2 凸輪軸位置傳感器故障

凸輪軸位置傳感器用于檢測凸輪軸位置和判定一缸壓縮上止點位置。發(fā)動機啟動時，ECU需采集凸輪軸位置信號判定一缸壓縮上止點位置，若失去此信號，系統(tǒng)將無法設(shè)定噴油時刻，導(dǎo)致發(fā)動機不能啟動。如果在車輛運行過程中，該傳感器失效，ECU仍然能夠判別發(fā)動機的狀態(tài)，發(fā)動機會正常啟動，但熄火后無法再次啟動。

2.2.3 共軌壓力傳感器故障

共軌壓力是柴油機共軌系統(tǒng)的重要參數(shù)，噴油量與共軌壓力直接相關(guān)。發(fā)動機啟動時，ECU以此為參量來控制噴油器的開閉時刻。失去共軌壓力信號，ECU便失去了燃油噴射控制的重要參量，導(dǎo)致發(fā)動機不能啟動。若在運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機突然失去了共軌壓力信號，發(fā)動機將立即熄火。

2.2.4 燃油計量比例電磁閥故障

該車采用的進油計量電磁閥為常閉式。當(dāng)燃油計量比例電磁閥失效時，導(dǎo)致高壓燃油無法進入共軌，引起發(fā)動機無法啟動及運行。燃油計量比例電磁閥與ECU連接線路出現(xiàn)斷路，ECU便無法對燃油計量電磁閥進行控制，因此發(fā)動機將熄火或無法啟動。

2.2.5 多個噴油器故障

當(dāng)燃油中的雜質(zhì)過多而使2個及以上的噴油器堵塞時，噴油器回油量過大，導(dǎo)致軌壓在建立后出現(xiàn)回落現(xiàn)象，引起發(fā)動機不能啟動。與汽油機的噴油器控制線路不同，該車噴油器電磁閥的2個接線端子都連接到控制單元ECU上，無需外部電路提供電源。

3 診斷流程

以上對因電控系統(tǒng)故障導(dǎo)致柴油機無法啟動的具體原因進行了分析。下面我們將遵循一定的步驟，按照一定的思路來查找故障，確定故障所在位置，從而排除故障。

3.1 啟動發(fā)動機前進行發(fā)動機電控系統(tǒng)自檢

當(dāng)點火開關(guān)處于“ON”時，ECU電源接通，儀表板及發(fā)動機故障燈立即點亮且3s左右后熄火，說明發(fā)動機電控單元系統(tǒng)一切正常。這可作為發(fā)動機控制單元ECU是否工作的一個初步判斷。

3.2 啟動發(fā)動機

當(dāng)點火開關(guān)處于“Start”位置時，啟動發(fā)動機，時間控制在10～15s，掌握足夠的啟動時間，假如曲軸位置傳感器有故障的話，ECU就會存儲故障碼。同時注意觀察儀表板上各類儀表指示燈的工作情況及顯示狀態(tài)。比如，通過發(fā)動機的轉(zhuǎn)速表工作情況也可以初步判斷曲軸位置傳感器是否有故障。

3.3 利用故障診斷儀檢測

連接金德KT670柴油診斷儀，在進行檢測的過程中，會出現(xiàn)下列兩種情況：

（1）發(fā)動機故障指示燈不亮，故障診斷儀和發(fā)動機ECU之間無法建立通訊，可能原因及檢查方法如下。

發(fā)動機電控單元ECU及電源電路（見圖2），Bosch EDC16C39電控單元無常電源由主繼電器K01、K02、K03端子供電，檢查流程如下：先檢查保險絲IG1→K28，再檢查主繼電器→K01、K03、K05，再查 K02、K04、K06搭鐵是否良好，最后查ECU本身。

圖2 BOSCH EDC16C39電源供給系統(tǒng)電路簡圖

檢查電腦的5V輸出電源，拔掉水溫傳感器、共軌壓力傳感器、油門踏板位置傳感器插頭，用萬用表測量傳感器電壓，如傳感器有5V左右的電壓，表示ECU已工作。在發(fā)動機診斷插座處，測量7號端子（K線）的電壓，點火開關(guān)處于“ON”位置時，若電壓值為10V左右，說明K線已能通訊。

（2）故障診斷儀可以進入發(fā)動機電控系統(tǒng)，此時進入發(fā)動機系統(tǒng)讀取故障碼也會出現(xiàn)兩種情況。

①有故障碼：如讀取故障為曲軸位置傳感器故障，產(chǎn)生的原因有：傳感器損壞、線速短路、傳感器固定不牢等，然后逐步檢查確定故障點。

②無故障碼：此時啟動發(fā)動機，讀取發(fā)動機的數(shù)據(jù)流來進行分析。啟動瞬間觀察發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和共軌壓力數(shù)據(jù)參數(shù)變化，可以作為判斷曲軸位置傳感器和共軌壓力傳感器故障的基本依據(jù)。若看不到發(fā)動機轉(zhuǎn)速有數(shù)值變化，說明曲軸位置傳感器本身或連接線路有問題；同時，共軌壓力傳感器的信號電壓應(yīng)達(dá)到或超過1.1V左右，對應(yīng)的共軌壓力應(yīng)在25 MPa左右，若看不到共軌壓力信號數(shù)值變化，說明油軌里無油壓或共軌壓力傳感器有問題。排除這兩個故障后，再重點檢查凸輪位置傳感器和燃油計量比例電磁閥。

[1]劉華.GW2.8TC型柴油機電控高壓共軌系統(tǒng)及檢查[J].汽車維護與修理，2008(7).

[2]母忠林.國III柴油機維修技巧與故障診斷案例分析[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2013.