車用電控燃油噴射柴油機的檢測診斷與維修

戴昌飛

摘 要：柴油機是當前很多車輛的重要組成部分，其安全、穩(wěn)定運行直接關(guān)系到車輛的正常使用。當前，電控燃油噴射柴油機是車輛中應用較為廣泛的柴油機種類，與傳統(tǒng)柴油機相比，其設備檢測維修技術(shù)含量更高，檢測變得更加困難。分析了車用電控燃油噴射柴油機的故障原因，并探討了電噴柴油機燃料系統(tǒng)的檢測和診斷。

關(guān)鍵詞：電控燃油噴射柴油機；傳感器；電控系統(tǒng)；發(fā)動機

中圖分類號：U464.172 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.077

1 柴油發(fā)動機產(chǎn)生故障的常見原因

傳感器是電噴柴油發(fā)動機的常見故障部位，發(fā)動機微機控制系統(tǒng)工作受傳感器問題的影響較大，其中，電控系統(tǒng)的元件性能發(fā)生變化是產(chǎn)生問題的主要原因。電控單元是電控柴油發(fā)動機中控制各種工況下供油量的主要部件，同時發(fā)動機工況的需油量必須能夠通過電控單元控制得到滿足。也就是說，電控系統(tǒng)狀況要與發(fā)動機實際狀況相符。發(fā)動機負荷狀態(tài)的參數(shù)必須與發(fā)動機達到的工況相吻合，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在某一項參數(shù)不符合實際要求的情況下不能提升到對應的速度。

另外，電控單元在空置發(fā)動機工作時接收人們給定范圍內(nèi)的各種傳感信號，而電控系統(tǒng)的自診斷功能可以判斷這些傳感器的信號是否超出了這個范圍。自診斷系統(tǒng)只有信號不在規(guī)定范圍內(nèi)時才不將該信號用于控制操作，這樣系統(tǒng)中的故障才能被自診斷系統(tǒng)確定，進而產(chǎn)生故障記憶和故障代碼。當信號在給定范圍內(nèi)，但與實際情況的偏差較大時，電控單元會在該不準確信號的作用下控制發(fā)動機工作，這樣就產(chǎn)生了發(fā)動機故障。此時，故障代碼從自診斷系統(tǒng)中無法獲得。

2 電噴柴油機燃料系統(tǒng)的檢測和診斷

噴油提前角、噴油器、噴油泵的運行狀況在很大程度上決定了電噴柴油機的工作性能，通常采用以下幾種方法進行檢測。

2.1 波形檢測

通常情況下，噴油泵和噴油器能夠通過高壓油管中的壓力變化情況和噴油器針閥的升程情況反映出其工作狀況。噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與噴油器針閥升程之間的變化關(guān)系、噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與高壓油管中壓力之間的變化關(guān)系能夠通過示波器被觀測到，以此判斷柴油機燃料系統(tǒng)的技術(shù)狀況。

2.2 示波器檢測

柴油燃料系統(tǒng)的以下幾個項目可以通過示波器進行檢測：①各缸高壓油管的壓力變化波形；②噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與噴油器針閥升程的關(guān)系；③高壓油管中壓力變化與針閥升程的關(guān)系；④噴油器開啟和關(guān)閉壓力、高壓油管內(nèi)的殘余壓力和高壓油管內(nèi)最高瞬間壓力。此外，還可通過示波器檢測噴油正時、油間隔、噴油器異常噴射故障，進而判斷供油均勻性。在各缸高壓油管壓力波形面積的比較過程中，可先了解各缸供油量的一致性，然后對供油量過小或過大的缸進行判斷。

2.3 檢測噴油壓力波形

壓力檢測需要通過壓力傳感器實現(xiàn)，壓力傳感器包括外卡式和串聯(lián)式兩種。接于高壓油管與噴油器之間的傳感器是串聯(lián)式傳感器，卡裝于高壓有油管外表面的傳感器是外卡式傳感器。在實踐中，應當在發(fā)動機預熱達到正常工作溫度，并完成示波器的調(diào)試、自校、預熱后再檢測噴油壓力的波形。檢測示波器的波形通常有四種形式，包括多缸重疊波、多缸并列波、多缸平列波和全周期單缸波。

3 車用電控燃油噴射柴油機的診斷與維修

3.1 電噴柴油機電控系統(tǒng)的功能

提高柴油機的動力性能和凈化排放性能是柴油機電子控制系統(tǒng)的主要作用。在控制系統(tǒng)中，柴油機的運行狀態(tài)通過各種傳感器來檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，傳感器會做出相應的控制動作。柴油機的電子控制單元從各傳感器獲得輸出的信號，最佳燃油噴射量和噴油時間通過電子控制單元計算獲得，然后一臺專門研制的噴油泵會接收到相應信號，進而控制柴油的噴射過程。通過應用電子控制系統(tǒng)，可有效減少柴油機排煙中未燃盡的碳微粒，并大幅降低柴油機運行時的噪聲和振動，進而實現(xiàn)柴油機整體性能的提升。此外，柴油機怠速工況的問題可在電子系統(tǒng)的控制下得到解決。

3.2 電噴柴油機噴油量的控制

柴油機的實際轉(zhuǎn)速和加速踏板所處的位置是電子控制單元計算所需噴入氣缸內(nèi)的基本油量和比較、分析進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器送出信號的重要依據(jù)，以此判斷是否需要修正基本油量，最終獲得修正噴油量和補償噴油量。另外，柴油實際運行的最佳噴油量也能夠通過這種方法準確獲得。

3.3 噴油柴油機噴油正時的控制

噴油提前角控制是噴油正時的另一種名稱。由于柴油噴入氣缸到開始燃燒之間有一定時間間隔，因此應當在活塞壓縮沖程結(jié)束之前提前噴油，其中，噴油提前角就是曲軸位置與氣缸中心線之間的夾角。影響發(fā)動機工作狀況的重要因素就是提前角。在噴油提前角過大的情況下，氣缸溫度在開始噴油時會較低，進而延長了著火落后期，使得發(fā)動機處于粗暴的工作狀態(tài)；在噴油提前角過小的情況下，燃燒所達到的最高壓力會降低，進而使熱效率降低，最終影響發(fā)動機的經(jīng)濟性和動力性。而在轉(zhuǎn)速和供油量確定的情況下，最佳噴油提前角為最大功率和最小耗油率的噴油提前角，其本質(zhì)是以發(fā)動機結(jié)構(gòu)、供油量、瞬時輸出功率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速為基本變量的函數(shù)。也就是說，最佳提前角會隨著供油量和轉(zhuǎn)速的增加而增加。

3.4 怠速轉(zhuǎn)速的控制

以電控系統(tǒng)中的傳感器輸出信號為依據(jù)，通過電子控制單元獲得柴油機最佳的怠速轉(zhuǎn)速，進而反饋控制怠速運轉(zhuǎn)時的噴油時刻是柴油機怠速運行的基本過程。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的怠速運行，最終達到最佳狀態(tài)。

3.5 電噴柴油機進氣節(jié)流控制

與汽油機中所使用的節(jié)氣門相似，進氣節(jié)流控制通常安裝于柴油機進氣管道的空氣流道中，所以也被稱為“進氣切斷閥”。通常情況下，通過電子控制執(zhí)行單元控制該進氣切斷閥的開度，進而降低柴油機怠速運行或停車造成的振動影響。此外，在柴油機噴油控制系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，進氣切斷閥會通過開啟部分角度，降低空氣進入量來有效控制柴油機飛車。

3.6 電噴柴油機啟動預熱塞的控制

啟動電噴柴油機時，為了避免冷卻水溫度造成的影響，需要自動控制氣缸燃燒室內(nèi)預熱塞的預熱電波。除了縮短預熱時間外，柴油機啟動后，電熱塞的表面需要保持一定的溫度，以達到穩(wěn)定柴油機轉(zhuǎn)速和減少排煙中未燃盡的碳顆粒的目的。

3.7 自診斷和安全保護功能

故障自診斷和安全保護是微機控制的柴油發(fā)動機的重要功能，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，其故障指示燈就會自動點亮，進而根據(jù)相應程序獲取故障代碼。例如噴油正時器位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、溢油位置傳感器、溢油傳感器、車速傳感器、水溫傳感器、進氣壓力傳感器等能夠通過豐田車系柴油機的氧氣傳感器檢查故障，其中，噴油正時控制閥、啟動開關(guān)、自動變速器空擋開關(guān)、空調(diào)開關(guān)是主要的開關(guān)。微機系統(tǒng)在柴油機轉(zhuǎn)速超過5 700 r/min或發(fā)動機調(diào)速控制失靈的條件下能夠通過停止發(fā)動機運轉(zhuǎn)保證設備安全。

4 結(jié)束語

本文分析了車用電控燃油噴射柴油機的故障診斷和維修方法，但本文還存在一定局限性，希望同行人員能夠?qū)υ摬裼蜋C的檢修方法予以重視，通過正確、有效的維修檢測手段保證車用電控燃油噴射柴油機的穩(wěn)定運行，進而保證車輛的運行安全。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕

Abstract： The diesel engine is an important part of many vehicles， its safety and stable operation is directly related to the normal use of the vehicle. At present， electronically controlled fuel injection diesel engine is widely used in the vehicle type， compared with the traditional diesel engine， its equipment inspection and maintenance technology content is higher， the detection becomes more difficult. This paper analyzes the vehicle with electronic control fuel injection diesel engine fault causes， and discusses the detection and diagnosis of EFI diesel engine fuel system.

Key words： electronically controlled fuel injection diesel engine； sensor； electronic control system； engine