康明斯ISBe185高压共轨柴油发动机难启动

康明斯ISBe185高压共轨柴油发动机难启动 ISBe185 ：日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行业关注的焦点，也使柴油机越 来越受到用户青睐。与汽油机相比柴油机有很多优势，能减少20%~25%的CO2废 气排放，车速较低时的加速性能更有优势，平均燃油消耗低25%~30%，能提供更多的驾驶乐趣。因此，有人大胆对全球汽车产量中柴油机的发展趋势进行了预测，并按 区域划分世界汽车产量中的柴油机比例。但是，与汽油机相比，柴油机的排放控制又 是一个难点。为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统———高压共轨技术成为业内人士关注的焦点。本文主要介绍一辆安装美国康明斯ISBe185高压共轨发动机的宇通客车，因喷油器泄油阀的阀球与阀座磨损引起高压共轨燃油泄漏，从而导致车辆启动困难的 故障 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与排解过程。 高压共轨柴油机；能源；排量 众所周知，启动困难这种故障对柴油发动机来说是家常便饭，有过传统柴油车维修经历 的汽修人员一般也积累了许多检修传统柴油机经验，但高压共轨柴油发动机的检修不同于传 统柴油发动机的检修，本文主要给大家介绍康明斯ISBe185 高压共轨柴油发动机的检修过程，希望大家能通过本文得到一些关于检修电控柴油机难启动的启示。 1. 1.1 ISBe185 对于高压共轨柴油机的启动，启动机带动曲轴，曲轴带动高压油泵，把高压油泵中的燃油压 入共轨管中。电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用电控单元 ECU向电控喷油器发出指令，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳 的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室，最终到达怠速。图1是电控柴油机的启动阶段示意图。 图1 1.2 ISBe185 第一检查电源，可能的原因主要有：1)蓄电池存电不足，柴油机运转无力或 转速低；2)启动吸铁开关打滑，碳刷接触不良；3)接触线松动或被侵蚀；4)导线过长、过细，导致电阻过大，产生电压降；5)启动机接线不正确。 第二检查燃油供给，可能的原因主要有：1)燃油箱无油或管路不通，输油泵 不输油，会出现输油泵出油量少或出泡沫状柴油现象；2)喷油泵泵端压力过低，供油量少或不供油，空气未排净；3)燃油滤清器有水或受堵和有空气未排净，会 出现白烟；4)喷油器失灵、磨损、柴油机有烟排出；5)燃油喷油泵喷油时间不对， 可能为柱塞错用或齿轮装错；6)燃油的牌号不符要求或质量不纯，自燃点过高， 燃油不能完全燃烧时排黑烟；7)停车手柄未复位。 第三可能进气量不足，问题主要在于：1)进气受堵，这主要为空滤器积尘过 多或受潮所至；2)进排气门间隙过大或过小，柴油机会有异常响声；3)配气定时不对，装错或消切后位移；4)排气受堵，可能为进气压缩力不足方面。 第四考虑进气压缩力是否不足，问题主要在于：1)缸套严重磨损，失圆，活 塞环结碳、结胶过多，失去弹力或卡死；2)气门、座圈的密封面烧损或严重磨损。 第五考虑环境温度是否过低，主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为：1)柴油起蜡，柴油结冰；2)机油 粘度过高；3)外界气温在-5摄氏度以下，此时可作提高温度方面的相应措施，如 加开水作冷却液、加热机油、明火助燃等。 最后可能还有其他方面原因：1)配套输出机械带负荷启动；2)配套上对柴油机有向前方向的轴向力；3)配套输出机械与柴油机曲轴不同轴度超差；4)某一气缸内进入大量的水或油；5)曲轴不能转动，可能为抱轴、咬缸和其他不正常情况。 2. 2.1 本文讲述的此车安装了美国康明斯ISBe185发动机，燃油电控系统则是采用 博世的柴油电控共轨技术，据车主描述此车经常启动困难，启动的时候，开头几 次很难启动，但经过多次尝试启动后发动机可以启动，而且发动机启动后有时加 速不良、带速不稳定，甚至排气管出现冒黑烟的现象；不过一般发动机启动后的 转速是正常的，加速和动力性能比正常车辆相差不大。 1 初步检查故障现象 首先熄火后重新启动发动机，发现事情与车主所描述相符，一般需启动三至 五次。正常启动发动机后，空加速并未发现异常。 发动机故障指示灯功能正常。发动机的外表也并未发现任何的异常，油电路 联接完好，油管表面没有渗漏现象，各传感器外型完好无损；使用电脑进行故障 码检测时，电脑也显示系统正常，没有看到任何历史故障码或现行故障码。 2 分析故障原因 康明斯ISBe185发动机采用博世电控共轨柴油喷射系统，技术较先进，排放 符合欧?标准。为此，这里有必要弄清低排放柴油机燃烧应满足哪些条件以及博 世电控共轨柴油喷射系统的结构原理。 1．低排放柴油机燃烧应满足的条件 符合欧?标准的低排放高压共轨柴油机，其燃油喷射系统的基本任务是根据 柴油机输出功率的需要，在柴油机的每循环中，把经过计算后的燃油量，按喷油 正时、以很高的喷射压力，把柴油喷入发动机燃烧室。为此，共轨柴油机燃油喷 射系统主要控制功能是喷油量的控制、喷油压力控制、喷油速率控制、喷油时间 控制和喷射方式控制。为有效完成各项控制，要求低排放柴油机燃烧应满足下列 各项条件。 1）把柴油以很高的喷射压力喷入发动机燃烧室。 2）要有足够高的燃油压力初速度。 3）燃油颗粒要得到充分细化来提高雾化质量并加快燃烧速度。 4）发动机在不同工况下，ECU控制合理的喷油正时，使发动机的动力性、 经济性和排放等综合性能得到最佳发挥。 2．博世电控共轨柴油喷射系统的结构原理 康明斯（ISBe185）发动机采用的是博世电控共轨柴油喷射系统的组成如图1 所示。它包括低压回路和高压回路，主要由燃油箱、燃油滤清器、低压齿轮泵、 高压泵、燃油压力控制执行器、燃油共轨、共轨压力限压阀、压力传感器、电磁 喷油器、回油管等组成。 柴油经安装在高压泵后部的由高压泵轴驱动的低压齿轮泵泵入高压泵，高压 泵为径向柱塞泵，它将柴油加压至高压，燃油压力传感器拧装在燃油共轨上，压 力传感器根据监视燃油共轨中的压力并将反馈信号发送给电子控制装置。康明斯 ISBe185发动机高压共轨油压在怠速/空载时的300bar到满负荷时的1400bar范围 内变化。共轨压力是ECM通过燃油压力控制执行器来调节的，高压共轨上还安 装有限压阀，以防止燃油压力调节失效后共轨压力过高从而损坏高压供油系统及 喷油器等零件，限压阀与溢流阀的作用相同，在压力限定值被超出时，限压阀油 轨中的压力通过打开溢流口来限制，限压阀开始工作的压力最低值 共轨压力传感器 共轨压力限压阀 燃油共轨 燃 油 控 制 执行 器 喷 油 器 总 成 图1 为1600bar，当共轨压力达到1600bar时限压阀会自动打开以保护高压共轨供油系 统的安全。ECM通过燃油控制执行器、共轨压力传感器、共轨压力限压阀等实行 压力闭环控制，允许高压燃油泵按需供给共轨压力。 高压共轨系统电磁喷油器是一个二位二通电磁阀，其结构原理如图2所示。 图2 电磁喷油器的工作原理——当喷油器电磁阀未被触发，喷油器关闭时，泄油 孔也处于关闭状态，小弹簧将电枢的球阀压向回油节流孔，在阀控制内形成共轨 高压。同样，在喷油器腔内也会形成共轨高压，共轨压力对控制柱塞端面的压力 加上喷油器弹簧的压力与高压燃油作用在针阀锥面上的开启力相平衡，使针阀保 持关闭状态。如图2中，红色的代表喷油器中的高压柴油通道。 当电磁阀被触发时，电枢将泄油口打开，燃油从阀控制腔流到上方的空腔中， 并从空腔通过回油通道返回燃油箱，使阀控制腔中的压力降低。阀控制中的压力 减小，降低了在控制柱塞的压力，于是喷油器针阀打开，喷油器开始喷油。如图 2所示，喷油器中黄色部分代表喷油器回油通道，柴油将从缸盖的回油通道直接 流回油箱。 一旦电磁阀断电，不被触发，小弹簧力会让电磁阀电枢下压，阀球就会关闭 泄油孔。关闭之后，从进油孔进入控制腔的燃油将会建立起油压，这个压力为油 轨压力，此油轨压力作用在控制柱塞端面上。由于油轨压力和弹簧压力大于喷油 喷器腔中的压力，从而关闭喷油器针阀。 由此可知，保证喷油器能够正常工作的必要条件，就是高压共轨压力必需与 原厂设定的压力范围相符合。一旦共轨压力低于300bar，喷油器就不能正常开启而使发动机启动困难。 2.2 据以上原因发现，结合发动机不能正常启动及启动困难的现象，笔者反复研 究和参考了许多的相关的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 以及此发动机的维修手册，逐个对可能产生的原因 进行分析，对疑似产生故障的地方采取先易后难、先表后里的检查方法，逐个排 除了非故障部位，检查方法、步骤如下所示： 1、发动机外表检查及故障码的检测，在“故障现象验证及初步检查”处已 经经过检测不再重提，检查显示一切正常。 2、用电脑读取数据流，发动机正常启动后读取到的所有数据均为正常，笔 者特别留意了燃油共轨压力及电压数据：如表1，除了发动机非正常启动时的共轨压力略低外(170bar)，正常启动后发动机在怠速、中速及高速满负荷都能在正 常值300bar～1400bar之间徘徊，用万能表量得到的车辆总电源电压与电脑读取 的均属正常范围，而且发动机没有发现缺缸现象。 表1 电脑读取的共轨压力及总电源电压 序号 检测内容 检测工具 实测 标准 不能正常启动时最高不小于300bar 1 170bar 电脑 共轨压力 （能正常启动） 2 正常启动后共轨压力 电脑 320～1400bar 300～1400bar 3 车辆总电源电压 万能表或电26．5V 24V～27V 脑 表2 所有喷油器及燃油压力传感器的检测值 序号 检测内容 检测工实测 标准 具 1 4.85V 燃油压力传感器电万能表 4.75V～5.25V 压 2 喷油器两极电阻 万能表 0.45～0.47欧小于0.5欧姆 姆 3 喷油器与缸体电阻 万能表 110～120千欧 大于100千欧 4 喷油器线束接头驱万能表 110～120千欧 大于100千欧 动器触针与其他触 针电阻 3、为了确定诊断电脑读出的压力值正确与否，如表2所示，经万能表检测 燃油压力传感器的两极电压均为正常，说明电脑读出的共轨压力也是正确的（当 然严格来说是要用高量程压力表实测油压来验证的）。同时使用万能表测量喷油 器的两极电阻、每个喷油器的接头驱动器触针与发动机缸体接地之间的电阻及每 个喷油器的发动机线束16针接头上驱动器与此接头所有触针的电阻（检查触针 与触针之间是否短路），结果均正常。 4、接下来检查电子燃油控制执行器，把锁匙开关打开听到电子燃油控制执 行器发出“咔哒”的响声，说明电子燃油执行器没有发生机械故障或卡死的现象。 5、检查共轨压力限压阀，拔下限压阀回油管接头，观察回油情况，观察到 无论是怠速或满负荷高速时限压阀都无回油，这样限压阀是正常的，因为限压阀 开始工作的压力为1600bar，而发动机工作的正常压力为300bar～1400bar。 6、检查低压油路中是否有空气或堵塞现象，拆开检柴油粗滤器和细滤器后 并未发现什么杂质，用高压气吹低压油管也没有出现堵塞现象；接着把自制的透 明胶管和低压油路连接检查低压油路中是否有空气，结果柴油在发动机启动时 高、低速时都未发现气泡，油路中的柴油流动也很均匀，由此证明低压油路也正 常。 7、结合高压共轨供油系统中的喷油器工作原理，以及以上几项检查除了发 动机不能正常启动时的共轨压力偏低外其他均属正常，因此笔者怀疑喷油器的内 部有燃油泄漏现象，为了证疑点笔者接着进行以下实验： 图3 1）将发动机缸盖后面的燃油回油管接头拔下（图3），观察发动机工作时的柴油回油情况，启动发动机后发现发动机怠速工作时的回油是正常的发动机的两 倍左右，同时回油压力大于正常的车。由于燃油回油量多、压力大，说明笔者之 前的判断是正确的，喷油器内部存在燃油泄漏。为了更准确判断具体哪个缸产生 泄漏，我们继续以下步骤。 2）、由于电脑断缸试验对此种故障试验效果并不明显，试验显示每缸都能正 常工作。因此笔者把损坏的高压油管自制成一个堵头，从共轨油管到每缸的出油 口处进行逐缸试验，如图4所示，逐缸拆下从高压共轨到喷油器的高压油管，接 下来用堵头堵住高压共轨出油口，启动发动机观察缸盖后面回油出口的回油量的 变化，如此依次检查看哪一缸的回油量有明显减少，就证明此缸的喷油器出现泄 漏现象。笔者借此方法发现这个发动机的1、5缸喷油器堵住高压共轨的出油口后，回油量有明显的减少，因此证明1、5缸的喷油器存在泄漏现象。 图4 3）、以上检测结果证明，依照康明斯维修手册拆卸方法拆下1、5缸的喷油器总成，同时检查喷油器的泄油部位。根据此种喷油器的结构分析引起燃油泄漏 的原因有三，如图2及图5，这三方面的泄漏分别是：1、喷油偶件磨损泄漏；2、 喷油器高压联接管与喷油器联接处泄漏；3、电磁阀泄漏。根据此三方面的原因 逐一检查，首先拆检喷油偶件，发现喷油偶件比较光滑并没有磨损及卡死等现象， 图5 喷油器总成与喷油器高压联接件 应不存在泄漏；接着检查高压连接件接头与喷油器的接触面，也无发现什么问题， 同时检查喷油器与缸盖的密封垫圈，（如图5中喷油器的黄色铜垫）量得垫圈厚 度为0.3mm，与标准值0.3mm正好相符，（因为密封垫圈厚或簿都会引起高压联 接件与喷油器接触面不对正而引起燃油泄漏。）密封O型胶圈也完好，因此这部位也不应存在泄漏；接着拆检电磁阀，因为前面巳经对电磁阀线圈测量，巳经知 道电磁阀线圈无问题，这里不再检测，当拆下电磁阀时发现泄油阀门的阀座与球 阀都有麻点，终于真相大白，原来由于泄油阀的阀座与阀球磨损引起燃油泄漏， 燃油从回油管回流而使刚开始启动的发动机由于转速低难建立起足够的共轨压 力，所以发动机难启动。经过以上的分析，结果表明很是1、5缸喷油器巳损坏， 由于喷油器的电磁阀是高精密元件，康明斯公司没有提供喷油器的电磁阀配件， 因此只好将1、5缸的喷油器更换新的总成，我严格按照维修手册的安装要求把 新的喷油器总成安装好，然后进行试车，发动机经过连续几次启动，每次都能正 常启动、正常运转，并进行了车辆的路试，动力性和加速性能完全正常，发动机 再无加速不良或冒黑烟。根据用户反映，此车经此次修理后再没有出现原来的故 障现象，发动机一切正常。 通过以上过程，这台康明斯ISBe185高压共轨柴油机难启动的故障终于得到了解决，事实证明，这一故障出现的主要原因是个别缸喷油器的泄油阀的阀座与 球阀磨损，在发动机刚启动之初，由于转速较慢，再加上喷油器内部泄漏现象， 高压共轨供油系统的蓄压器（即共轨）中的共轨压力短期很难建立起来，所以发 动机启动困难，就算能勉强启动但共轨压力偏低，燃油在燃烧室内雾化不好，发 动机会加速不良或出现黑烟。根据喷油器的工作原理，喷油器电磁阀一旦断电， 不被触发时小弹簧力就会使电磁阀电枢下压，阀球就将泄油孔关闭，泄油孔关闭 后，燃油从进油孔进入控制腔建立起油压，这个压力就是油轨压力。本来发动机 停机后蓄压器中就保持一定的共轨压力，以便保证发动机启动的后拥有足够的共 轨压力，但由于现在球阀与球座已经磨损，燃油发生泄漏，当发动机停机后，蓄 压器中由于喷油器的内部燃油泄漏已经不存在压力，发动机启动时，由于共轨中 一时难建立起足够的共轨压力，造成发动机很难启动。但多次尝试后，蓄压器中 的压力就慢慢建立起来了，等共轨压力达到300bar以上，发动机就可以正常启 动了，发动机正常启动后，ECM再通过压力控制执行器实现闭环控制，允许高压燃油泵按需要供给共轨压力，喷油器内部的微量泄漏对共轨压力造成的影响可 以忽略不计，共轨压力一直都控制在300bar～1400bar之间，发动机的状况基本 正常，所以电脑读取不到故障码及显示的数据流正常的原因就是这个。 李德桃．柴油机冷启动的基础研究和改善措施：M2．北京：科学出版社，1998． 李绍安．国内外共轨系统的开发进展和所面临的问题ELI．内燃机燃油喷射和控制 汽车国家标准汇编综合卷 陆家祥．电控柴油机高压共轨系统分析[J：．车用发动机，2000．(4)：24～28． 陈 魁．试验设计与分析[M2．北京：清华大学出版社，1 996