柴油机高压共轨系统故障的检测与维修毕业论文

柴油机高压共轨系统故障的检测与维修毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 题 目 柴油机高压共轨系统的故障诊 断与维修 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文)，是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定，即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名: 日期: 年 月 日 导师签名: 日期: 年 月 日 注 意 事 项 1.设计(论文)的内容包括: 1)封面(按教务处制定的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 封面格式制作) 2)原创性声明 3)中文摘要(300字左右)、关键词 4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入) 6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论 7)参考文献 8)致谢 9)附录(对论文支持必要时) 2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等)，文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。 4.文字、图表要求: 1)文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2)工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3)毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4)图表应绘制于无格子的页面上 5)软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1)设计(论文) 2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订 指导教师评阅书 指导教师评价: 一、撰写(设计)过程 1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 4、研究方法的科学性;技术线路的可行性; 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 的合理性 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 二、论文(设计)质量 1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件), ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 三、论文(设计)水平 1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、论文的观念是否有新意,设计是否有创意, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 3、论文(设计 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 )所体现的整体水平 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 建议成绩:? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 (在所选等级前的?内画“?”) 指导教师: (签名) 单位: (盖章) 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价: 一、论文(设计)质量 1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件), ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 二、论文(设计)水平 1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、论文的观念是否有新意,设计是否有创意, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 建议成绩:? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 (在所选等级前的?内画“?”) 评阅教师: (签名) 单位: (盖章) 年 月 日 摘 要 教研室(或答辩小组)及教学系意见 教研室(或答辩小组)评价: 一、答辩过程 1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 二、论文(设计)质量 1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件), ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 三、论文(设计)水平 1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 2、论文的观念是否有新意,设计是否有创意, ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 ? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 评定成绩:? 优 ? 良 ? 中 ? 及格 ? 不及格 教研室主任(或答辩小组组长): (签名) 年 月 日 教学系意见: 系主任: (签名) 年 月 日 I 摘 要 柴油发动机高压共轨电控燃油喷射技术从结构上彻底改变了柴油发动机燃料供给方式，实现了高压喷射、精确控制、喷油压力与喷油过程分开，使柴油发动机经济性、排放性、动力性有了大幅提高，并在柴油发动机系统中广泛使用。机械结构、电子控制、液压系统多种先进技术的综合运用，使系统的复杂程度、精密程度大大增加。对使用维护提出了更高的要求。了解、掌握高压共轨电控燃油喷射系统，对维修人员有着重要意义。 本文简单介绍了高压共轨电控燃油喷射系统，并根据自己的维修经验，结合案例分析总结了高压共轨电控燃油喷射系统故障诊断的基本思路。 关键词:高压共轨;电控喷射;故障诊断 Abstract Abstract Diesel engine high pressure common rail electronic fuel injection technology has completely changed the diesel engine fuel supply mode, realized the high pressure injection, accurate control, injection pressure and injection process separately, so that the fuel economy, emissions and power of the diesel engine has been greatly improved, and widely used in the diesel engine system. Mechanical structure, electronic control, hydraulic system of a variety of advanced technology, comprehensive use, so that the complexity of the system, the degree of precision is greatly increased. Higher requirements for the use of maintenance. To understand and master the high pressure common rail fuel injection system, which has important significance for the maintenance personnel. This paper briefly introduces the high pressure common rail fuel injection system, and according to their own maintenance experience, combined with case analysis, summarizes the basic ideas of fault diagnosis of high pressure common rail fuel injection system. Keywords: High pressure;Fault diagnosis;Electronic control injection III 目 录 目 录 摘 要............................................................................................................................... 1 ABSTRACT .................................................................................................................... III 第一章 概述................................................................................................................... 1 1.1高压共轨的发展 .................................................................................................. 1 1.2高压共轨的优点 .................................................................................................. 3 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 .......................................................... 4 2.1组成 ...................................................................................................................... 4 2.1.1低压供油部分............................................................................................... 4 2.1.2高压供油部分............................................................................................... 5 2.1.3电控系统....................................................................................................... 7 2.2工作原理 .............................................................................................................. 8 2.2.1燃油供给系工作原理................................................................................... 8 2.2.2电控系统工作原理....................................................................................... 8 2.2.3控制策略....................................................................................................... 8 第三章 常见故障诊断与维修 .................................................................................... 12 3.1主要部件维修 .................................................................................................... 12 3.1.1高压油泵检测与维修................................................................................. 12 3.1.2喷油器的检测与维修................................................................................. 13 3.1.3电子控制单元ECU的检查......................................................................... 14 3.1.4油轨压力传感器......................................................................................... 15 3.1.5电磁阀检修................................................................................................. 16 3.2柴油机高压共轨系统常见故障 ........................................................................ 17 3.2.1柴油机运行中自行熄灭............................................................................. 17 3.2.2柴油机启动困难......................................................................................... 19 3.2.3柴油机工作粗暴......................................................................................... 20 3.2.3发动机动力不足......................................................................................... 21 3.2.4发动机工作不稳......................................................................................... 22 3.3其他部件常见故障与维护方法 ........................................................................ 23 第四章 柴油机高压共轨系统的典型故障案例 ........................................................ 25 4.1东风天锦行驶中无力 ........................................................................................ 25 4.2瑞风商务车里程表不工作 ................................................................................ 26 4.3长城哈弗CUV车发动机冒烟 ............................................................................ 27 4.4金龙客车电控高压共轨喷油器损坏 ................................................................ 29 第五章 总结与展望 .................................................................................................... 31 5.1总结 .................................................................................................................... 31 5.2展望 .................................................................................................................... 31 致 谢............................................................................................................................. 32 参考文献....................................................................................................................... 33 第一章 概述 第一章 概述 1.1高压共轨的发展 随着人们对柴油机智能化、强度化、经济性和排放性的要求越来越高，燃油喷射系统的研究也越来越受到重视。未来柴油机必须满足更严格的排放法规，而高压共轨系统具有高度的控制灵活性，其已成为降低柴油机排放的主要核心技术之一。高压共轨燃油喷射系统作为一种高度柔性控制的燃油喷射系统，以其显著的优越性已经成为现代柴油机技术的发展趋势之一。在汽车及工程机械用柴油机中,每工作循环柴油喷射过程的时间大约只有千分之几秒,实验证明,在喷射过程中高压油路各位置的压力随时间不同而变化的。由于高压油路中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的供油规律存在着较大的差异。油管内的压力波动可能会导致喷油器在主喷射之后产生二次喷油现象,但是二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了废气排放量和柴油消耗。另外,每次喷射完成后,高压油管内的残余油压都会发生变化波动,并且产生不稳定的喷射,特别在低转速情况下容易发生上述现象,通常引起不均匀喷油,严重时会发生间歇性不喷射现象。为了解决这个燃油喷射系统结构上的缺陷,现代柴油机采用了“高压共轨”的技术。共轨式电控燃油喷射技术通过共轨形成恒定的高压燃油，再将燃油分送到每2个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时刻、足够的点火能量和最少的污染排放。共轨系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，共轨内燃油压力由压力调节阀控制，可在一定范围内自由设定。 ECU(计算机)根据转速传感器、油门位移传感器送来的转速信号、油门位置信号，首先计算出基本喷油量，基本喷油特性保证发动机具有整体优良的动力性、经济性、排放性及调速性;然后根据冷却水温、进气三力、进气温度等传感器送来的信号进行修正计算，精确地确定柴油机在各种环境下运转的最佳供油时刻，并将喷油时刻信号通过发动机线束传给喷油器电磁开关阀，实现最佳喷油量。共轨内有个压力传感器，它时时监测共轨内压力，并将这一压力信号传给ECU，ECU通过对燃油量的调节来控制共轨内压力达到希望值，从而实现共轨内燃油压力恒定。 共轨系统在喷油过程中，除了可实现主喷射外，还可方便地加人一次或多次预喷射或后喷射，使每个循环的柴油喷射次数达到2,4次之多。系统构成电控高压共轨燃油喷射系统，主要由电控单元(ECU)、高压油泵、共轨管、电控喷油器、各种传感器及管理软件等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将高压燃油加压送入油轨。高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器 1 淮安信息学职业技术学院毕业论文 的运行状态，电控单元(ECU)从预设的MAP图中找到合适的喷油定时和喷油持续期，控制喷油器电磁阀的开闭，从而控制喷油定时和喷油量。 柴油燃油喷射系统从机械控制式发展到电子控制式系统后，电子喷射系统又经历了三次变革，即位置式燃油喷射系统、时间式燃油喷射系统和时间压力式燃油喷射系统(共轨系统)。高压共轨系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射。 德国4000系列柴油机高压共轨喷射系统德国MTU公司和L'Orange公司合作开发的4000系列高压共轨燃油喷射系统主要由高压泵、共轨管、喷油器和电子控制装置(ECS-发动机控制系统)，该系统可任意调整喷油始点、喷油量和喷油压力，其喷油量是通过高压径向柱塞泵的行程利用率来控制的。在泵的进油口装有节流阀，通过其截面确定泵的输送流量，克服了旧式喷油泵中采用柱塞斜边控制时存在的高压侧液压效率低与低压侧有穴蚀的问题。电子控制的喷油器可以灵活控制喷油始点和喷油量。喷油始点的喷油率陡度与针阀关闭过程完全无关，它可通过进出节流截面的比例关系来确定。目前，共轨燃油喷射系统应用十分普遍，博世公司已生产出2500万套共轨系统，并在江苏无锡投资建设了技术中心和工厂，实现了本地化生产。长城汽车与博世公司开发出了高压共轨柴油发动机，此外奥迪、奔驰、华泰等品牌也推出了采用共轨系统的汽车。我国部分大学、研究所和企业也通过合作或独立自主研发，取得了各具特色的研究成果，并有数十项专利公布。因此，我国在电控直喷式柴油机方面已积累了一定的经验，但总体来说与国外还存在差距，主要体现在制造工艺和批量生产的质量控制。此外，国内共轨系统相关配套体系不健全，部分零部件还依靠进口，如单片机芯片、共轨压力传感器等。 从1997年博世与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统 (CommonRailSystem)开始。到现在柴油共轨系统已开发了三代。第一代共轨系统总是保持燃油在最高压力,造成能量的浪费和较高的燃油温度。第二代共轨系统根据发动机需求可以改变燃油的输出压力,并且具有预喷射和后喷射功能。预喷射是在主喷射之前的百万分之几秒内将少量的燃油被喷进了气缸压燃,预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易,缸内的压力和温度不再是突然地增加,有利于降低燃烧噪音和减少突然爆震燃烧的可能。在膨胀过程中进行后喷射,产生二次燃烧,将缸内温度增加200?,250?,降低了排气中的碳氢化合物,优化了发动机排放。第三代——压电式(piezo)共轨系统,压电执行器代替了电磁阀,于是得到了更加精确的喷射控制。取消了燃油回油管,在结构上更简单;压力可从5200,20000巴范围内弹性调节;最小喷射量可控制在0.5mm,减小了烟度和NOX的排放。比如博世公司最近推出带piezo压电直列式喷油器的第三代 第一章 概述 共轨系统与前几代产品相比,它能有效降低尾气近20%,提高发动机动力5%,降低嘈音3分贝。这是北京福田康明斯发动机公司研发的新一代发动机高压共轨技术。 高压共轨电控燃油喷射技术的出现使得柴油机的发展获得了新生,它不仅保留了传统柴油机卓越的燃油经济性能,还开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。在此,就共轨喷射系统在国内的发展提出一点看法。政府应该在制定环保法规的同时,采取措施确保燃油质量。以目前低劣的柴油质量,根本无法适应电子控制高压共轨燃油喷射系统的要求。目前我国对高压共轨燃油喷射系统的研究与开发尚处于起步阶段，发动机燃油喷射系统由机械式喷射系统向电控式喷射系统过渡还主要依靠国外技术来实现。为尽快提高我国的自主开发和核心竞争力，应不遗余力地在电控喷油器、液力控制阀、喷油嘴偶件和高速执行器、ECU软硬件等关键零部件的制造以及控制策略和功能、匹配标定技术、提高产品可靠性和安全、降低制造成本等方面开展研究。 1.2高压共轨的优点 1.共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机、综合性能。 2.可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力(120MPa~200MPa)，可同时控制NOx和微粒(PM)在较小的数值内，以满足排放要求。 3.柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良的动力性和经济性。 4.由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。 3 淮安信息学职业技术学院毕业论文 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 2.1组成 1.低压系统 由燃料供给系统组成。 2.高压系统 由高压油泵、高压蓄压器、喷嘴和高压油管等组成。 3.电子控制系统 由传感器，控制单元和执行器等组成。 图2-1 高压共轨系统示意图 如图2-1所示为高压共轨系统示意图，共轨系统中最重要的部件是喷油器通过高速电磁阀控制喷油器的开启和关闭，这使得对每个汽缸的单独喷射控制成为可能，和其他电磁阀控制的燃油喷射系统不同的是，高压共轨系统是在电磁阀打开时喷油。因为所有的喷油器中的燃油都来自共轨系统的公用轨道，所以称共轨燃油系统。 2.1.1低压供油部分 共轨喷油系统的低压供油部分包括:燃油箱、输油泵、燃油滤清器及低压油管。 低压部分向高压部分提供足够的燃油。 1.油箱 燃油的存储。 2.压油管 燃油的输送。更换低压管路要注意管径和长度应符合原设计要求。 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 低压供油部分,除采用钢管外还可使用阻燃的包有钢丝编织层的柔性管。油管的布置必须能够避免机械损伤，并且在其上滴落的燃油既不能聚积，也不会被引燃。 3.输油泵 输油泵的主要作用是使燃油产生一定得压力，以克服滤清器及低压管路的油流阻力，把油箱内的燃油不断地输入高压泵，在柴油机的任何工况下，都能提供充足的燃油。 目前输油泵有2种类型，即电动输油泵和机械驱动的齿轮泵。 4.滤清器 燃油滤清器将进入高压泵前的燃油滤清净化,从而防止高压泵、出油阀和喷油器等精密件过早磨损和损坏。 2.1.2高压供油部分 共轨喷油系统的高压供油部分包括:带调压阀的高压泵、高压油管、作为高压存储器的共轨、限压阀和流量限制器、喷油器、回油管。 1.高压泵 高压泵组成如图2-1所示，高压泵是高压共轨系统中的重要部件之一，主要作用是对输油泵输入的低压油作功，使其变成高压油，之后不断向高压蓄压器提供高压燃油。同时要保证足够高的供油速度，使共轨轨道内能快速建压。Bosch公司的高压共轨喷油系统采用3缸径向柱塞高压油泵，并集成了燃油计量单元MEUN，由之控制轨压。 图2-2 高压泵组成 1、驱动轴 2、偏心凸轮 3、柱塞泵油元件 4、柱塞腔 5、吸油阀 6、柱塞偶键电磁阀 7、排油阀 8、密封件 9、通向共轨的高压接头 10、调压电磁阀 11、球阀 12、回油口 13、进 油口 14、带节流孔的安全阀 15、通往泵油元件的低压通道 5 淮安信息学职业技术学院毕业论文 2.共轨 在共轨中燃油仍保持其压力,即使喷油器喷油时,由于燃油的弹性而产生蓄压作用，燃油压力基本保持不便。燃油压力由共轨压力传感器测定，通过调压阀调节到规定数值。限压阀的任务是将共轨中的燃油压力限制在150MPa以内。 3.喷油器 喷油器既是电子控制系统执行器，又是燃油供给系统高压系统的关键元件。可以拆分为一系列功能部件:孔式喷油嘴，液压伺服系统和电磁阀。 喷油器的工作原理，燃油来自于高压油路，经通道流向喷油嘴，同时经节流孔流向控制腔。控制腔与燃油回路相连，途径一个受电磁阀控制其开关的泄油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油嘴针阀承压面的力，针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离，密封。当喷油器的电磁阀被触发，泄油孔被打开，引起控制腔的压力下降，活塞上的液压力也随之下降，一旦液压力降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的力，针阀被打开，燃油经喷孔喷入燃烧室。这种对喷油嘴针阀的不直接控制采用了一套液压力放大系统，因为快速打开针阀所需的力不能直接由电磁阀产生，所谓的打开针阀所需的控制作用，是通过电磁阀打开泄油孔使得控制腔压力降低，从而打开针阀。此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，控制和泄漏的燃油量，经连接回油管，会同高压泵和压力控制阀的回油流回油箱。 4.高压油管 也称之共轨管，是一根锻造钢管，各缸喷油器通过各自的油管与油轨连接。高压蓄压器将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用，它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在5Mpa之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。 图2-3 高压蓄压器 1、共管 2、来自高压泵的供油 3、共管压力传感器 4、限压阀 5、回油 6、流量限制器 7、 到喷油器的高压管 高压蓄压器如图2-3所示，高压蓄压器上还安装了轨压传感器、液流缓冲器(限流器)和压力控制阀。共轨压力传感器向ECU提供高压油轨的压力信号。 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 流量限制器(限流器)保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动。限压阀(压力控制阀)在正常压力下，弹簧使柱塞紧紧压在密封座上，使共轨管保持关闭;当压力超过系统最大压力时，弹簧被压缩，柱塞被顶起，燃油从油轨溢出，油轨压力下降，保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。 2.1.3电控系统 电控系统示意图如图2-6所示，由传感器、ECU、执行器三部分组成 图2-6 电控系统示意图 1.传感器——采集发动机实际运行状态信息参数，传给ECU。 主要传感器有 (1)发动机转速传感器(曲轴转速传感器、凸轮轴转速传感器) 曲轴转速传感器检测发动机转速信号，凸轮轴转速传感器确定工作顺序。 )加速踏板位置传感器 (2 检测油门踏板位置信号(驾驶员转矩的要求)。 (3)空气流量传感器(进气压力传感器) 检测发动机空气流量信号。 (4)增压压力传感器 检测增压器增压压力。 (5)冷却液温度传感器、进气温度传感器 ECU根据温度传感器的数值对喷油始点、喷油率及其它参数进行最佳匹配。 (6)共轨压力传感器 采集共轨内燃油压力，进行反馈，控制共轨内的燃油压力。 2.ECU 根据各种传感器传来的发动机实际运行状态信息，进行计算、分析、发出控制指令，对喷油时间、喷油量、喷油率、喷油压力进行控制。同时具有故障自诊断和故障应急功能。 3.执行器——电磁阀 由ECU控制各种电磁阀的开启和关闭时刻，对共轨内的喷油压力，喷油器的喷油时间、喷油量、喷油率进行控制。 7 淮安信息学职业技术学院毕业论文 2.2工作原理 2.2.1燃油供给系工作原理 低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设中确定合适的喷油定时、喷油持续期，由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。 2.2.2电控系统工作原理 高压共轨电子控制系统，是由ECU-电子控制单元、各种传感器及相关执行器组成多条闭环控制回路。工作时由不同的传感器把汽车行驶中和柴油机运行时的曲轴转速、轨道压力、增压压力、(进气、冷却液、燃油)温度和行驶加速度等有关实际值，实时采集并传输给电子控制单元。电子控制单元对上述输入信号进行计算，使与对应的期望作比较，确定合适的喷油点，预喷油量和其他参数的额定值，进行修正后发出指令到各个执行机构。 2.2.3控制策略 在电控高压共轨系统中，共轨压力(轨压)的精确控制是众多控制量优化控制的一个前提，它不仅决定了喷油压力的高低。而且是喷油量计算的重要参数，其稳定性和动态响应直接影响发动机起动、怠速、加速等动力性能。特别是喷油量的精确控制，严重的依赖于共轨压力。 1.起动轨压控制 在起动过程中，转速较低，内部泄漏较大，为促进燃油与空气的混合，必须迅速建立起足够的喷射压力;同时需要根据柴油机的冷热状态确定合适的低速加浓油量，在不冒黑烟的前提下保证柴油机顺利起动。 按照起动过程的状态变化，将压力控制划分为如下两个阶段。 阶段1为柴油机起动初期，ECU未检测到判缸信号时，为了尽快建立共轨内油压，ECU的起动程序是采取查取轨压MAP图去控制油泵电磁阀，电磁阀电流为零，即PWM占空比为零，进油量最大，加速起动过程中目标轨压的建立。 阶段2为轨压达到目标值(一般取为40Mpa)后、柴油机未达到最低怠速转速前，ECU以闭环控制的方式，采用合适的PWM占空比，维持起动目标油压，直到转入怠速过程。 2.起动后轨压控制 当共轨压力达到所需压力后，进入共轨压力的闭环控制方式，保持共轨压力的稳定。稳态工况下，共轨压力要求维持在根据柴油机状态确定的压力值上，由于喷油器喷油和燃油泄漏的影响，每次喷油后均需进行压力调节。 ECU首先根据最终喷油量和转速，通过查油压MAP确定目标轨压基本值，结合进气温度、进气压力和冷却水温对基本值进行修正，得到的结果即为最终目标 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 轨压?，后将当前轨压反馈值与目标值相比较，两者通过实时控制算法求得轨压实际控制量，查询MAP图得到相应的PWM驱动占空比，输出至高压油泵进油量比例电磁阀，完成共轨压力控制。 3.轨压闭环控制算法 轨压闭环控制效果直接决定于控制器特别是控制算法的设计。轨压闭环控制算法，是高压共轨的核心控制算法之一，为了精确控制轨压。对PID和PID模糊自适应两种控制算法进行了对比研究。 现代柴油机技术的关键在于如何降低PM、NO排放和噪声水平，提高柴油机冷起动性能，并降低起动时的白烟排放水平。优化喷油定时及喷油规律是降低排放的重要方法。对于高压共轨系统，除可以随工况灵活调整的喷油压力外，更为重要的是精确控制喷油量和喷油时刻，才能形成理想的喷油规律，达到提高混合气质量、改善排放的目的。 4.喷油量控制策略 在高压共轨柴油机系统中，喷油量不仅取决于电控单元(ECU)控制作用在喷油器电 起动工况的油量控制主要考虑转速和冷却水温的影响，在转速低时喷油量大，随转速提高喷油量逐渐减小至怠速油量;ECU根据冷却水温度判断柴油机的冷热状态，冷机时增大喷油量使燃油蒸发、雾化的数量增大，以改善起动性能;热机时适当减小喷油量以避免冒黑烟。 ECU根据起动开关及转速传感器的信号，判断柴油机是否处于起动状态。起动喷油控制的特点是，起动时程序不查控制喷油量MAP，喷油定时取设定值，以固定的喷油脉宽开始，每次喷射以一定的步长增加，但喷油脉宽不大于最大脉宽，直到柴油机转速超过设定怠速，随后转入正常运行工况。 (1)起动后喷油量控制 起动后，ECU首先根据柴油机工况信息，即油门开度和平均转速。结合燃油温度、增压压力和冷却水温对基本油量进行修正，得到的结果与当前转速下的最大喷油量作比较，较小的值即为最终总喷油量。然后根据当前的共轨压力，通过查油量和脉宽的对应关系MAP，计算出喷油脉宽，通过喷射控制软件驱动喷油器电磁阀完成喷滴量控制。 5.喷油正时控制策略 柴油机喷油正时的控制，实际上是对喷油器的喷油提前角的控制(喷油提前角是相对压缩上止点的角度，为了确定上止点，柴油机曲轴齿盘采用缺齿形式，产生转速信号Ne，凸轮轴上设置气缸检测器，在接近上止点的地方产生信号G。G信号和Ne信号安装时的配合原则是，当ECU同时检测到G信号和Ne的缺口时，随后Ne信号出现的第一个脉冲上升沿处于压缩上止点前30。，对应的时间由Ne唯一确定，记作1k。 9 淮安信息学职业技术学院毕业论文 电控共轨柴油机不仅要把精确计算后得到一定压力的燃油喷入气缸，而且要根据工况选择合适的喷油始点，燃油过早喷入缸内导致燃烧爆发压力过大，影响发动机寿命;过迟则喷入缸内的燃油雾化质量变差，造成燃烧不良，油耗增加，排气冒黑烟。能使燃烧点发生在最佳位置所对应的喷油提前角称为最佳喷油提前角，也是控制过程中的最终喷油提前角。ECU根据发动机转速决定基本喷油提前角，同时，还要根据发动机负荷、冷却永温、进气压力等对喷油提前角进行修正。 (1)起动喷油正时控制 起动工况下，转速很低，空气运动也很弱，混合气燃烧速度比较低，所以要早一点喷油，此时喷油提前角不能低于某一个下限，即要根据起动时发动机转速Ne确定一个最小许可的喷油提前角e(。在起动的过程中，随着转速的提高，这个下限往下推移。在起动电机通电的情况下，起动信号发给ECU，ECU就激活这个功能。 (2)喷油率的控制策略 在电控共轨系统中，喷油率的定义是:在一次喷油循环过程中，从喷油开始到喷油结束之间，包括引导喷射、预喷射、主喷射和后喷射、次后喷射等都在内的喷油率。 喷油率控制是一种保证柴油机动力性和燃油经济性的兼容以及降低排放和噪声十分有效的手段。为了使柴油机工作柔和，排放降低，理想的喷油规律是:初期喷油速率低，中期按照一定的速率建立起较高的喷油速率后保持稳定，而喷油后期能快速断油，不滴漏，即“先缓后急”的喷油规律速率和喷油规律。 对于高压共轨系统，由于每次喷油压力几乎是恒定的，喷油速率曲线成方形，相对理想的喷油速率，该系统具有快速断油和中期保持高压、高速率喷射的优势，但是，喷油初期在高压下进行，喷油速率较大，如果仍然按照理想喷油率曲线进行喷射，其结果是滞燃期内喷入燃油较多，致使发动机噪声和NO，排放增大(解决的方法是使初期低速喷射与后期的高速喷射分开，即采用多次喷油模式来改善喷油规律。 共轨燃油喷射系统由于喷射压力的产生与喷射过程无关，而且喷油器的启、闭是以电控液压的原理控制的，响应速度极快，所以非常便于实现多次喷射，包括预喷、主喷和后喷。 1.预喷射 预喷射可在上止点前40?内进行。如果预喷射的喷油始点早于上止点前40?曲轴转角，则燃油可能喷到活塞顶面和汽缸壁上使润滑油稀释到不允许的程度。预喷射时，少量燃油(1,4mm)喷入汽缸，促使燃烧室产生“预调节”，从而改善燃烧效率。压缩压力由于预反应或局部燃烧而略有提高，因此缩短了主喷油量的着火延迟期，降低了燃烧压力上升幅度和燃烧压力峰值，燃烧较为柔和。这种效果减小了燃烧噪声和燃油耗，许多情况下还降低了排放。 第二章 柴油机高压共轨系统组成及工作原理 在无预喷射时的压力特性曲线中，在上止点前的范围内，压力上升尚较平缓，但随着燃烧的开始压力迅速上升，达到压力最大值时，形成一个较陡的尖峰。压力上升幅度的增加和尖峰导致柴油机的燃烧噪声明显提高。而在有预喷射的压力特性曲线中，在上止点前范围内，压力值略高，但燃烧压力的上升变缓。 预喷射间接地通过缩短着火延迟期而有助于发动机扭矩的增加。根据主喷射始点和预喷射与主喷射之间的时间间隔的不同，燃油耗降低或增加。 2.主喷射 主喷射提供了发动机输出功率所需的能量，从而基本上决定了发动机的扭矩。在共轨喷油系统中，整个喷油过程的喷油压力近似恒定不变。 3.后喷射 对于那些催化NOx的催化器而言，后喷射的燃油充当还原剂，用于还原NOx。它在主喷射之后的做功行程或排气行程中进行，其范围一般在上止点后200?内。 与预喷射和主喷射不同，后喷射的燃油在汽缸中不会燃烧，而是在废气中剩余热量的作用下蒸发，带入NOx催化器中作为NOx的还原剂，以降低废气中NOx的含量。 过迟的后喷射会导致燃油稀释发动机的润滑油，其喷射范围要由发动机制造厂家通过试验来确定。 11 淮安信息学职业技术学院毕业论文 第三章 常见故障诊断与维修 3.1主要部件维修 3.1.1高压油泵检测与维修 1.泵主要部件的检修 从发动机上拆卸喷油泵时，应用保护塞堵住所有燃油管路、润滑管路和接头。观察柱塞偶件，如发现有下列情况之一者，偶件即报废。柱塞表面有严重磨损;柱塞端面、直槽、斜槽等边缘有剥落或锈蚀;柱塞套孔表面有锈蚀和较深的乱痕裂纹;减压环带磨损过甚等。将柱塞偶件浸泡在清洁柴油中清净后，用手指捏住柱塞套，保持与水平面总成60?左右的倾角，然后向止方拉出约总长2/3的柱塞芯。当撒手时，柱塞芯应能靠自重缓慢地滑进柱塞套内。再将柱塞芯抽出，转动任一角度后，用同样方法作滑动试验，其结果应该相同。若柱塞芯在柱塞套中滑动过快，说明配合间隙过大，使用时严重漏油;若滑动发生阻滞，说明配合间隙过小、柱塞芯有数量弯曲、柱塞芯受到严重划伤或柱塞芯螺旋槽、直切槽有毛刺，使用这种柱塞偶件会影响调节齿杆移动的灵活性，更严重时，会发生咬死现象。因此除毛刺有时能补救外，这类柱塞偶件一般必须予更换。 .泵总成的检修 2 (1)输油泵漏油。输油泵保证喷油泵在工作中有足够的供油压力，供给喷油泵所需燃油，车用柴油机多为柱塞式输油泵，输油泵推杆与导向孔配合间隙为0.006,0.010mm，长时间工作易使推杆和导向孔严重磨损，超限后引起燃油渗漏，不仅造成燃浪费，而且导致严重污染，还影响到喷油泵的工作。遇到漏油现象，及时更换磨损部件，予以修复。 (2)出油阀紧座松动，由引起燃油外漏和内漏，因在柱塞套台肩与泵体支承面之间产生了间隙，致使密封不良，泵盖腔内的燃油在压力作用下渗漏到泵壳内，此时应重新按规定扭矩紧固出油阀紧座。 (3)柱塞偶件卡死或卡滞。柱塞偶件存放时间过长或发动机长期停放，且柴油中有水分，容量锈蚀卡滞;还有因配合表面间隙过小或不清洁、碰伤、毛刺，可放入煤油中浸泡或微量抛光剂涂于表面互研，必要时更换新件。 (4)喷油泵的喷油量调整不当。当排气管排烟很多并呈黑色，发动机不易熄火，多为喷油量过多，此时可将喷油泵侧盖打开，检查扇形齿轮锁螺钉是否松脱，致使齿轮移位所引起。若无松脱应检查是否在调整时，将喷油量调整过大，应检查调节齿杆或操纵限止螺钉按规定调好。喷油量过小会造成发动机工作无力、不易启动。首先检查喷油泵扇形齿轮锁紧螺钉是否松脱、移动或调整不当，柱塞偶件是否磨损过大，必要时予以修复。 (5)柱塞与柱塞套严重磨损。磨损超限后会产生内漏，其配合间隙应为0.0001,0.0003mm，允许极限值为0.0005mm。间隙过大，燃油便顺比间隙泄漏 第三章 常见故障诊断与维修 至泵壳内，而且致使喷油压力降低，功率不足，遇此情况应更换柱塞偶件，重新校验喷油泵。 (6)柱塞套台肩与泵体支承面配合不良。泵体与支承面、柱塞套台肩回工精度低，有划痕及不清洁所致。采取柱塞副更换法，来鉴别是柱塞套的毛病还是泵体支承面不平。更换后不泄漏即为原件加工精度不良，否则为泵体支承面不平所致。 (7)输油泵进油管滤网堵塞。由此会造成柴油供给不足，导致工作无力甚至启动困难。应特别注意在维护中用清洁柴油滤网，发现滤网破损，应及时更换。 (8)调速失去作用。调速器故障，一般是由于调整不当，个别运动件松旷，调整弹簧失去作用或运动有阻滞而引起。在调整正确的情况下，应检查各连接件的综合间隙是否过大，各个弹簧是否过软或折断，飞锤是否符合运动特性等。 3.油泵精密偶件检验。柴油机喷油泵的栓塞、出油阀、喷油嘴针阀为三大精密偶件，配合间隙仅为0.001,0.003mm，显然，通用量具无法检查，用试验密封性又需有条件和专业油泵工操作，而且经验检查鉴定偶件配合精度，既方便又经济。 (1)栓塞偶件检查。将栓塞偶件置于柴油中浸泡，用手指卡住栓塞套倾斜60?，抽出栓塞约1/3长度，松开栓塞后，应在其本身重力作用下自由滑落在栓塞套的支撑面上，再将栓塞抽出，转动任何角度，其结果应该相同。否则应更换栓塞偶件。 (2)出油低偶件检查。将清洗干净的出油阀件垂直放置，将阀体从阀座中抽出1/3长度，松手后出油阀应能在自身重力作用下缓慢均匀的下落到底，将阀相对于阀座围转到任何一个角度重复上述试验结果应当相同。或用手指堵塞出油阀座下方孔，出油阀下落到减压环带进入阀座时应相同。或用手指堵塞出油阀座下方孔，出油阀下落到减压环带进入阀座时应自行停止。在此位置上，用手指轻轻压住出油阀，放松手指后，出油阀应能及时弹回原位置，手指从下端面移开时，出油阀应能在自身重力作用下完全座落，否则应更新件。 (3)喷油嘴针阀偶件检查。将喷油嘴针阀体倾斜60?左右，针阀拉出1/3长度，放开后，针阀能靠自身质量平稳地滑入针阀座之中，将针阀相对于针阀座应转过任何一个角度重复上述试验，如针阀应在某缸置不能平稳下滑，则应更新针阀偶件。 3.1.2喷油器的检测与维修 1.喷油雾化不良 当喷油压力过低、弹簧端面磨损或弹簧弹力下降时，会使喷油器提前开启、延时关闭，并出现喷油雾化不良现象，导致柴油机功率下降、燃烧不充分而排气管冒黑烟。 13 淮安信息学职业技术学院毕业论文 2.密封失效、排白烟并伴有放炮声 喷油器工作时，针阀体的密封锥面由于受到针阀频繁的强力冲击和磨料磨损，锥面会逐渐出现划痕或点蚀，配合锥面接触宽度增加，从而造成密封失效，使喷油器滴油。当柴油机温度低时，排气管有冒白烟现象;当柴油机温度高时，排气管除冒黑烟外，还会不时地发出放炮声。这时，若停止向该缸供油，排烟与放炮声则迅速消失。 3.针阀卡死，无法喷油 柴油中的水分或酸性物质过量时会使针阀因锈蚀而被卡住;当针阀密封锥面受损后，气缸内可燃混合气也会窜入配合面并形成积炭，使针阀被卡住，喷油器无法喷油，致使该缸停止工作。 4.内漏、喷油时间长、启动困难 当针阀在针阀孔内作频繁的往复运动时，如果柴油中杂质微粒直径过大，则会使针阀孔导向面逐渐磨损，致使喷油器内漏增加、压力下降和喷油时间延长，造成柴油机启动困难，工作时振动增大。 5.喷油器与缸盖的结合孔漏气、窜油 若喷油器在缸盖上的安装孔内有积炭，铜垫圈不完好、不平整，以石棉板或其他材质代替紫铜材质，或垫圈的厚度不能确保喷油器伸出缸盖平面，都会造成散热不良或起不到密封作用，导致喷油器与缸盖的结合孔处漏气、窜油。 6.冒黑烟 由于高压柴油的不断喷射冲刷，喷油嘴喷孔会因逐渐磨损而加大，导致喷油压力下降、喷射距离缩短和可燃混合气混合不均，从而使柴油机出现冒黑烟现象，缸内积炭也会随之增加。 3.1.3电子控制单元ECU的检查 发动机电控单元(ECU)本身及线路不良，会造成发动机启动困难或不能启动，怠速不稳甚至熄火，加速不良，排气管冒黑烟等故障。其主要原因是电控单元(ECU)线路接触不良，接头氧化或脱落;外来水分进人电控单元，造成电控单元损坏，时操作不当而烧坏电控单元等。 电控单元及其控制线路的故障，可用该车型的电控单元检测仪或通用于各车型的汽车电控单元解码器来检查。如果没有这些仪器，也可利用万用表测量电控单元一侧插座上各端子的电压或电阻，以判断电控单元及其控制线路有无故障。用这种方法检测电控单元及控制线路的故障，必须以被测车型的详细资料为依据 这些资料包括，车型电控单元线束插头中各端子与控制系统中的哪些传感器、执行器相连接，端子在发动机不同工作状态下的标准电压值。检测时如发现异常，则表明有故障，执行器连接部分异常，则表明电控单元有故障，传感器连接部分异常，则可能是传感器线路有故障。 第三章 常见故障诊断与维修 检查ECU的常用方法如下 1.测量法 按照ECU插接件图及ECU各接线点正常电压数据及测量条件，用高阻抗的数字万用表进行检查。 (1)蓄电池电压应在11V以上。 (2)应使点火开关在ON位置。 (3)应使万用表从线束连接器侧向插入，或用大头针插人，测量ECU各端子与搭铁间的电压。 (4)测量结果应与标准值比较，若与标准值差别很大，说明ECU或控制线束存有故障。 检查ECU的常用方法如下。 2.阻测量法 (1)拔下ECU线插头，对照插接件图及ECU各接线点正常电阻值进行测量。 (2)采用高阻抗数字式万用表，并尽量用高欧姆挡测量，以防测量电流损坏ECU内部元件，使故障扩大。 (3)各种车型的ECU插接件图均不一样，但使用符号在同一车系中具有通性:ECU各接点电压及电阻值，对其他车型而言仅能参考。 3.1.4油轨压力传感器 图3-1油轨压力传感器示意图 图3-2油轨压力传感器 15 淮安信息学职业技术学院毕业论文 (1)外线路检查 如图3-1，3-2所示，用万用表的电阻挡，分别测量1,端子与A08,端子、2,端子与A43,端子、3,端子与A28,端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。 (2)传感器电压值测量 关闭点火开关，拔下共轨压力传感器插头，点火开关ON，测量传感器侧插头3#端子与搭铁间的电压应为5V、2#端子与搭铁间的电压应为0.5V左右，1#端子与搭铁间的电压为0V。 (3)数据流检测 用“X-431故障诊断仪”读取发动机系统数据流，涉及到共轨压力的数据流共有4个:“燃油系统轨压”、“轨压设定值”、“实际轨压最大值”、“轨压传感器输出电压”。 当发动机水温达到80?、怠速运转时，“轨压传感器输出电压”应为1V左右，“燃油系统轨压”及“轨压设定值”均为25.00MPa左右，“轨压设定值”与“燃油系统轨压”数值十分接近。 当逐渐踩加速踏板，提高发动机转速时，上述4个数据流逐渐增加，“燃油系统轨压”、“轨压设定值”、“实际轨压最大值”等最大数值为145.00MPa，“轨压传感器输出电压”的最大值为4.5V。 (4)测维修时的注意事项 ?油轨压力传感器不得测量电阻，否则会使内部的电桥过载烧毁。 ?油轨压力传感器不得拆卸。 3.1.5电磁阀检修 一般维护检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶20000?应更换活性碳罐底部的进气滤心。 真空控制阀的检查拆下真空控制阀，用手真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5KPa，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。 启动发动机，预热后怠速运转，拆下蒸汽回收罐上的真空软管，管内应无吸力;当发动机转速提高到大于2000r/min时，软管内应有吸力;如果无吸力而电磁阀线束插头内电压正常，则表明电磁阀有故障。 当拆下电磁阀线束插头并向电磁阀吹气时，应不通气;当将电源接至电磁阀时，应能通气。 第三章 常见故障诊断与维修 3.2柴油机高压共轨系统常见故障 3.2.1柴油机运行中自行熄灭 柴油机运行中自行熄灭，原因有两种，一是没有燃油，二是运转部件有卡滞。应根据故障的现象和特征，进行分析判断。若柴油机在运转中渐渐无力，最后熄火，应检查:燃油箱内燃油是否用尽，燃油箱通气孔是否畅通。检查低压燃油部分供油不畅或进入空气。检查输油泵工作情况，可按故障一中介绍的办法操作。若柴油机运转中突然熄火，应检查喷油泵与传动轴的连接。盘车检查柴油机转动情况。检查燃油泵。 1.熄火前有不正常现象 (1)转速不稳，柴油机逐渐熄火。 排除方法 ?开油箱盖，拔出量油尺，查看是否柴油已用尽。若无油，重新加油可启动。 ?将油门置于中位，变速器挂空挡，用手摇把转动曲轴，倾听喷油器的喷油声。若听不到喷油声，可能是燃油系低压油路进空气，应检查输油管及各接头有无破损或渗漏。若排空气后能启动，但机车一带负荷柴油机就立即转速不稳，说明油路有堵塞、柴油供不上，应保养柴油滤清器。另外，冬季若因油中有水结冰而堵塞油路，应清洗并疏通输油管;冬季若使用的柴油标号不对，也会因蜡质过多、流动性能差而使低压油路不畅，并导致自动熄火 ?若摇转曲轴时可以听到喷油器的喷油声，说明故障可能在配气机构。应打开摇臂室罩盖，检查气门卡簧或锁片是否脱落，气门与气门座有无烧蚀或松动，气门与导管、摇臂与摇臂轴是否因烧结而失去作用，摇臂推杆是否脱落，气门调整螺钉是否松动，气门间隙是否正确。须经检修后方可重新启动。在做检查、调整时，应特别注意防止气门落入气缸内，以免引起严重的捣缸事故。 (2)排气管冒白烟 ?先检查柴油中是否有水。可打开油箱的放油螺塞，将水排净后再启动。 ?若启动后还冒白烟，则可能是缸垫被冲坏，致使机体水道中的冷却水流入气缸。应检查油底壳机油中是否有水，必要时更换缸垫和机油。 ?若冬季气温低，柴油机由于过冷，启动后也冒白烟。此时如果对机车立即加大负荷，会因缸内柴油燃烧不良、功率不足而自动熄火。应待水温升至50摄氏度后再让机车投入正常作业。 (3)排气管冒黑烟 ?若机车负荷突然增大，柴油机的转速就明显下降，于是过量喷入缸内的柴油会因来不及燃烧而冒黑烟。如果机车不及时减负，柴油机就可能被迫熄火。此时若曲轴可以摇转，应重新启动。 17 淮安信息学职业技术学院毕业论文 ?当感到机车功率明显不足，同时排气管冒黑烟越来越严重，最后自动熄火，则可能是空气滤清器被堵。应保养空气滤清器，必要时更换空气滤芯。 ?1L柴油充分燃烧需供给15000L空气，高原地区因空气稀薄，柴油机的功率也会大幅度下降。要求对机车的驾驶应尽量的柔和、平稳，并在作业时将负荷控制在中等负荷之内. ?当柴油机发生烧瓦抱轴或拉缸粘缸事故时，机声变得十分沉重，转速越来越低，同时排气管大量冒黑烟，最后自动熄火，用手摇把已不能摇转曲轴。此时不准再启动，应让机车挂空挡并拖回驻地检修。 2.熄火前没有不正常的现象 这种情况下，往往是柴油机燃油系高压油路有故障所致;即燃油系停止向缸内喷油而致使柴油机突然自动熄火。 (1)喷油器不工作 喷油器针阀偶件受柴油中水分或酸性元素锈蚀会发卡或咬死;针阀密封面受损、缸内可燃气窜入并形成积炭，也会使针阀卡住。此时，喷油器停止喷油，使柴油机自动熄火。 (2)喷油器工作恶化 若喷油器滴油严重、调整弹簧断裂和针阀偶件因磨损而使配合间隙增大等，都会使喷油压力下降、柴油雾化不良和喷油时间延迟。此时，柴油机油耗上升、功率下降、机车一带重负荷柴油机也容易熄火。 (3)喷油泵不工作或工作恶化 若柱塞卡死、柱塞拐臂从拉杆中脱出、出油阀或柱塞偶件严重磨损、柱塞弹簧或出油阀弹簧折断，以及喷油泵传动螺栓折断等，都会使喷油泵不工作或工作恶化而导致柴油机熄火。 (4)高压油管断裂 高压油管既细又长且承受很高压力，若油管老化断裂或接头松动渗油，则会中断供油，使柴油机熄火。 3.其它方面故障 (1)发动机气缸内温度过低。 (2)供油时间过早或过迟。 (3)喷油雾化不良。 (4)气缸压缩压力过低。 (5)空气滤清器堵塞。 (6)柴油牌号选用不当或柴油品质差。 4.故障排除方法 第三章 常见故障诊断与维修 松开喷油泵放气螺钉，提拉手油泵，观察放气螺钉处是否有油流出。若不流油，或流出泡沫状柴油且长时间排不尽，表明低压油路有故障;若出油正常，说明高压油路有故障。 (1)低压油路故障部位判断方法 若提拉手油泵时，放油螺钉处无油流出说明油箱中无油或油路堵塞。若手拉手油泵拉钮时，明显感到有吸力，松手后又自行回位，说明柴油箱至输油泵的油路堵塞;若手拉手油泵拉钮时感觉正常，但压下手油泵拉钮时比较费力，说明输油泵至喷油泵的油路堵塞;若上下提拉手油泵拉钮时，均无正常的泵油阻力，说明手油泵失效或输油泵单向进、出油阀关闭不严。 若提拉手油泵时，放油螺钉处流出泡沫状柴油且长时间排不尽，说明柴油箱至输油泵之间的管路漏气。 (2)高压油路故障部位判断方法 方法一 在发动机转动时，用手触试各缸高压油管。若无喷油脉动，说明故障在喷油泵;若明显感到有喷油脉动，说明故障在喷油器。 方法二 判断是喷油泵还是喷油器故障，可拆下喷油器前的各高压油管接头，接通起动电路，让发动机曲轴旋转，观察喷油泵各分泵的泵油情况。若不泵油或泵油不正常，说明故障在喷油泵;若泵油正常，说明故障在高压油管或喷油器。 3.2.2柴油机启动困难 对于电控共轨式发动机，一般起动发动机旋了3,4转，即能着车。若用起动机带动发动机曲轴正常速度转动，虽有明显着车征兆，但不能着火运转或需要多次起动或长时间启用起动机起动或起动后出现熄火。均是起动困难 故障主要原因:燃油不达标;燃油系统压力低;油路有空气、喷油器漏油等。 诊断与排除 1.先进行故障自诊断:检查仪表板信息显示屏故障信息，可按显示的故障或信息查找相应的故障部位。必要时可用解码器进行检测，读取故障码,确认故障部位。 2.燃油箱无油或燃油品质不达标:电控共轨燃油喷射系统，喷油器为高压小孔径预喷电控技术，燃油品质要求较高，对燃油的污染十分敏感。燃油应选用符合规定的轻柴油，并随地区环境气温的不同而选用不同型号的柴油，一般夏季选用0号，冬季选用-10号，当环境温度为-20?时，应选用-20号，当环境温度为-30?时应选用-35号。若加注品质低劣的柴油，可能会造成油路堵塞，过油不畅，喷油器雾化不良，燃烧不充分，导致起动困难。 19 淮安信息学职业技术学院毕业论文 3.轨压无法建立的检查:此时可能从诊断仪显示故障信息或使发动机专用诊断仪检测共轨压力，确认故障部位。实际轨压值小于设定的轨压值500bar时，发动机无法起动。轨压不能建立的原因有两种可能:一是低压油路有堵塞泄漏;二是高压油路有泄漏，严重的泄漏会造成共轨油压无法建立。常规的判断办法:用手触摸高压油管，起动发动机，如明显感觉有较强的脉动油流，则说明共轨能提供一定压力的燃油，其次，查看喷油器回油管回油情况是否均正常，反之回油过于太多泄漏，导致共轨系统中燃油压力低。喷油器失常的检查;检查比较各缸回油情况来判定喷油器的好坏，若出现某个回油管出现异常过多泄漏，则表明喷油器柱塞卡死在封闭位置，喷嘴不能正常喷油，燃油不能进缸造成起动困难。其次，高压油泵中燃油计量阀或共轨控制装置出现故障，也不能为共轨提供足够的油量，共轨中不能建立足够的燃油压力，喷油器电磁阀损坏，都会造成起动困难。 4.低压油路堵塞、进入空气的简单诊断:该机低压油路配置了手动油泵，可用手油泵判断油路故障:压动手油泵，应有明显反弹阻力，能感到柴油在流动，并能听到手泵阀门“吱吱”响，压下去有弹力，拉上来有吸力，松开放气螺钉，柴油喷涌而出，感到压力很大，而且没有气泡和油沫，则证明油路正常;反之则说明低压油路有问题，低压油路堵塞检查:打开手油泵压动几下，感觉阻力较大，有时甚至压不下去，可能原因是柴油只进不出，说明手油泵后端到输油泵进油口前的油路有堵塞现象，排除方法:逐个松开该段油路部件的油管接头，一边松开一边泵油，就能很快找到堵塞部位。低压油路进空气的检查:利用手油泵泵油时，燃油流量不是很大，泵出的油夹杂着气泡或泡沫，总感觉空气排不尽。可能原因是手油泵进油口前端到油箱有进气现象，可能的原因:柴油箱油面过低，吸油立管脱焊裂缝、ECU冷却板内泄，ECU出油管处焊接不实，有裂缝等。注意:共轨式发动机禁止运转时拧松高压管路接头进行排气，禁止使用起动机拖动发动机进行燃油系统排气。 5.高压泵供油能力的诊断 首先，将高压泵出油阀处的出油接头松开，不能完全拧开，只须拧开3,4扣的螺纹，此时启动发动机，如果接头燃油溢出，则表明低压油路正常。若该接头无油流出，则可能是低压油路堵塞或泄漏或是高压油泵回油压力阀，电子计量单元溢流阀封闭不严(如存在铁屑或异物，导致阀处于常开状态)造成低压油路不来油。 3.2.3柴油机工作粗暴 1.故障现象 发动机工作时产生振抖，并伴有强烈的敲缸声，急加速时响声更大，排气管冒黑烟。 2.故障原因 第三章 常见故障诊断与维修 (1)进气量不足。 (2)喷油时间过早或过迟。 (3)喷油器喷油雾化不良。 (4)各缸供油不一致。 (5)发动机温度过低。 (6)柴油牌号选择不当。 (7)发动机支承不好。 3.2.3发动机动力不足 所谓发动机动力不足，主要指发动机转速达不到标定的转速，其扭矩达不到使用规定要求的最大扭矩指标。其主要表现发动机无负荷运转时基本正常，带负荷运转加速缓慢，上坡无力，油门踏到底仍感到动力不足，转速提不高，达不到最高车速。故障主要原因 1.燃油品质差;2.系统油压力低;3.高压油泵、喷油器出现问题等。 诊断排除 (1)先进行故障自诊断或用专用诊断仪检测，如有故障信息则按故障信息指示查找相应的故障原因。 (2)检查燃油是否油品达到国?标准，若燃油中有过多杂质，将会造成喷油器雾化效果不佳，燃烧不充分。 (3)检测燃油系统压力:使用发动机专用诊断仪检测共轨压力是否正常，共轨管压力偏低的可能原因油路供油不畅，这样将不可能保证共轨中的所需足够的压力，共轨压力不足，导致喷油器不能正常足量喷射。 (4)高压油泵柱塞偶件、溢油阀偶件磨损过大，造成燃油泄漏压力降低;个别喷油器雾化不良或堵塞，将会造成发动机动力不足。 动力不足的简单诊断:发动机在无负荷运转时，慢速度加油门到最大位置，同时观察仪表盘发动机转速表能否直达最高标定转速，不能的原因可能是油路堵塞较严重，反之则进行下一步检查;快速度加油门到最大位置，同时观察仪表盘发动机转速表能否快速达到最高标定转速，若一瞬间达到最高标定转速，随之立即转速下降到额定转速时。遇此情况，可能是油路有轻度堵塞。验证方法:可采用短路连接法，把连接燃油滤清器头一个进油管和末端出油管连接。(短接滤清器)着车试验，比较转速和未短接前变化，这时快速加油门，发动机转速表能快速达到最高标定转速，不再降速，说明故障是滤清器滤芯堵塞。也可采用打“点滴”的方法，来界定高、低压油路故障，其方法简便易行:自制一小油箱内装电动燃油泵，将自制油箱的输油管接到滤清器输油端口或输油泵进油口。然后将电动油泵导线接通电源，着车运转，从怠速快速加油门，转速能随油门加速立即上 21 淮安信息学职业技术学院毕业论文 升，说明故障在低压油路处，反之，说明燃油系统高压油路可能存在堵塞问题，可参照上述轨压无法建立排查方法去排查。 3.2.4发动机工作不稳 发动机工作不稳，发动机起动着车后，不论是怠速或全负荷运转，发动机均出现抖动，怠速约750r/min并易熄火。 故障主要原因 1.燃油品质低劣;2.燃油系统油路不通畅;3.高压油泵.喷油器出现故障等。 诊断排除 (1)先进行故障自诊断或用专用诊断仪检测，确认故障部位。 (2)供油系统燃油不佳，夹杂水分杂质，或少量空气进入，各缸喷油器之间的喷油差异变大，使各缸喷油不能保证均匀。 (3)燃油系统有轻度堵塞，造成系统燃油压力过低，不能保证怠速所需的供油压力。 (4)喷油器工作不良，喷油器喷嘴烧死或喷油器电磁阀损坏，都可能造成某缸工作不良，使发动机产生抖动。检查喷油器电磁阀是否损坏，可用数字万用 20?标准内，否则将更换。 表测量喷油器电磁阀阻值是否在0.33Ω, (5)高压油泵内部精密元件出现磨损形成泄漏，共轨压力传感器出现故障信号失误，ECU将控制共轨流量限制器出现错误，在没有达到规定压力时，便泄压使发动机抖振。 (6)直观回油法检测故障:我们知道，电控共轨发动机，发动机所需的燃油喷射量，是根据ECU给喷油器的通电开启时间长短指令来控制，如果不控制燃油压力为相对恒定值，即使给喷油器的通电时间相同，当燃油压力高时，喷油量就多，反之，喷油量就少，势必造成发动机工作不稳定，所以电控共轨发动机采用燃油计量阀，压力传感器和ECU组成的闭环系统对共轨油压进行精确的控制，以提高喷油量控制的计量精度，故在供油系统中设有三种油压过高保护装置: ?高压油泵总成回油，通过泵的回油压力阀，经回油管将多余燃油回到油箱。 ?共轨管高压保护回油，当共轨中燃油压力过高时，轨压卸压阀打开放油孔卸压，将多余燃油流回油箱。 ?喷油器回油，喷油器工作后剩余的燃油经缸盖回油孔回到预滤器进入油管处。若这些回油管出现异常的回油，除会出现上述故障外，还可能造成难以起动和无法起动的故障，检查这三处是否存在故障时，可直观回油管泄油量进行判断，高压油泵总成回油过多，可能是回油压力阀出现了故障，存有杂质异物、导致阀门处于关闭不严或常开状态;共轨管高压回油这种情况发生机率低，一般不会泄油，达不到这么高的油压。若共轨管泄压阀出现了泄油，可能发动机在异常的高压下运行，燃油喷射压力超过工作范围，燃油流量调节电磁阀出现故障，故障排 第三章 常见故障诊断与维修 除后也须将共轨管卸压阀更换。喷油器回油管泄油过多，可能是喷油器出现了故障，检查方法如下 喷油器工作情况的简单诊断:电控共轨发动机燃油喷射压力可高达1650bar，为防止对维修人员造成伤害，厂家警示:严禁采用高压断油法对喷油器工作好坏判断。那么喷油器工作好坏如何判断呢,应采用对应发动机专用诊断仪断缸检测发动机工作情况，来判断喷油器的工作性能。常规检查:发动机起动后刚开始工作时，用手摸各缸排气管温度上升情况，若某缸温度上升明显低于其它缸，说明该缸不工作。然后进一步检查，用手触摸通往喷油器的各缸高压油管，应明显感觉到均有较强的脉动情况，节奏随转速成正比，若某缸节奏重，可能该缸喷油器柱塞卡死在常闭位置或半开半封闭位置，此时该缸回油管明显感觉泄油偏多。若某缸节奏轻滑，可能喷油器柱塞卡在常开位置，喷油器喷嘴将会给气缸内连续喷射高压燃油，造成发动机工作不稳，排气管伴有大量白烟，而且发动机缸内发出类似的“敲缸”声。即有可能是喷油器故障。 3.3其他部件常见故障与维护方法 1.喷油泵体裂纹 喷油泵体由于材料或者加工工艺不好使得喷油泵体本身有一定的缺陷，在工作时产生高压裂纹，此外往往由于高压油管的阻死、喷油孔的阻塞或者针阀的咬死使得泵体内压力过大而产生裂纹。 防止方法 一方面提高喷油泵体材料的性能和加工工艺，一方面严格过滤燃油防止高压油管的阻死、喷油孔的阻塞，并常常检查针阀与针阀座偶件的性能。 2.弹簧折断 喷油器的调压弹簧经常发生折断，这已成为喷油器的薄弱环节之一。主要是因为在高温高负荷、高频率的工作条件下，弹簧钢性的耐疲劳强度差而引起的。 解决方法:提高耐疲劳强度，选择优质的耐热耐疲劳的材料，进行增强耐疲劳强度的表面处理。 3.喷油器喷孔阻塞 因为燃油中混进了固体杂质微粒，或因燃烧不良产生积碳，工作时间稍长就会积结在喷油器的喷孔周围，使喷孔成为半阻塞状态。喷孔一旦被阻塞，喷油泵的供油压力就会上升并伴有敲击的声音发出。 防止方法:一方面是对于进入喷油器的燃油要经过严格的过滤;另一方面通过改善燃烧，防止因积碳过多而阻塞喷孔。 4.喷油嘴滴油 当喷油器工作时，针阀体的密封锥面会受到针阀频繁的强力冲击，再加上高压燃油不断地从该处喷射出，锥面会逐渐出现磨损或斑点，从而造成喷油器滴油。 排除方法 23 淮安信息学职业技术学院毕业论文 拆下喷油嘴，检查针阀的运动是否灵活，座面的密封性是否良好，然后进行仔细的清洗和研配或者更换新的喷油嘴偶件。 5.喷油器雾化不良 当喷油压力过低，喷孔磨损有积碳、弹簧端面磨损或弹力下降时，都会致使喷油器提前开启，延迟关闭，并形成喷油雾化不良现象。柴油机功率下降，排气冒黑烟，机器运转声也不正常。另外，由于粒径过大的柴油雾滴不能充分燃烧，便顺着缸壁流入积油盘，使机油油面增高，粘度下降，润滑恶化，还可能引起烧瓦拉缸的事故。 解决方法 将喷油器拆开清洗、检修，重新调试。 第四章 柴油机高压共轨系统的典型故障案例 第四章 柴油机高压共轨系统的典型故障案例 4.1东风天锦行驶中无力 1.故障现象 东风天锦系列商用车装配的康明斯(ISDE21040)发动机采用了Bosch高压共轨电控喷射系统。司机反映车辆在行驶中有无力现象，特别是在发动机高转速情况下更加明显。故障灯亮并伴随功率的明显下降，油门踏板不起作用，车速下降后故障灯熄灭，发动机工况逐渐恢复正常，但仍感觉行驶无力。在询问中同时了解该车按时保养，近期没有进行过维修。外观检查未见异常。起动发动机，起动过程正常，起动后怠速、中速运转正常，但在发动机转速2000转以上感觉油门响应变差。 2.故障诊断与排除 在了解故障现象，完成入场检查后，使用专用诊断仪调取故障码。故障码显示存储非现行故障，故障代码(0559):喷油器计量油轨1压力——数据有效但低于正常工作范围中等严重级别。这说明ECU监测到燃油压力低于指令压力，产生的后果可能会造成起动困难、功率低或发动机冒烟及发动机可能无法起动。起动发动机后在不同车速下检查数据流，数据流显示在发动机2000转时轨压变化不明显，且随转速增加轨压下降，但故障灯未亮。 故障现象显示中、高转速下油轨压力低，首先要明确传感器是否反应了真实的油轨压力(因轨压传感器故障也会造成上述现象)。如传感器未正确反应轨压，则可能的故障点为传感器本身故障，传感器连接线路、插接器故障。如果轨压传感器反应了真实的油轨压力，说明轨压低是由燃油供给系统引起的，根据燃油供给系统原理图，轨压降低原因，一是低压系统来油不畅，应检查油箱至齿轮泵相关元件及管路:二是高压系统不能建立正常油压，包括燃油高压泵损坏，燃油计量阀执行器损坏，燃油计量阀执行器连接线路损坏，EUU控制电路信号等原因。三是高压侧燃油泄漏，可能的泄漏点包括共轨管上的泄压阀、喷油器、高压燃油泵三个回油泄压点。 通过原因分析，基本理清了诊断思路。决定首先排除电子控制系统的问题。因轨压数值显示随转速变化，且中、低速油轨压力符合要求，测量轨压传感器电阻，输出电压无异常。基本确定轨压传感器和ECU线路连接无故障。因在起动及怠速、中低速工况系统轨压正常，通过检查燃油计量阀执行器及控制电路，排除了燃油计量阀执行器故障的可能性。至此基本排除电控系统故障。判断轨压低是燃油供给系统出现故障。 检查低压系统来油不畅，油箱密封良好，油量达到三分之二;进油管路无折弯、压瘪、磨损;检查燃油滤清器，分别拆下滤清器进油口、出油口接头，用手油泵泵油，检查出油情况，无明显差别;低压系统未发现明显故障。 3.故障小结 25 淮安信息学职业技术学院毕业论文 根据轨压在高速状态下降明显的故障特点，决定检查燃油系统回油量。回油量检查不仅可确定高压系统的供油情况，还可以检查高压系统是否存在不正常的燃油泄露。因为三处回油泄压点共用一根回油管，为确定故障点，必须分别检查。先检查共轨管上的泄压阀，在泄压阀处引出一根回油管。起动发动机，在转速达到2000转时泄压阀开始回油，轨压下降，随着转速的增加，回油量增大。故障原因为泄压阀故障造成。更换共轨管总成后启动发动机，并对发动机的怠速、中速、高速、急加速、缓加速五种模拟工况进行测试，查看静态及动态数据流，未发现问题。进行车辆路试，发动机工作情况恢复正常，故障有效排除。 4.2瑞风商务车里程表不工作 1.故障现象 一辆2009年产瑞风商务车，此车装配2.8L4DA1-2B1高压共轨柴油发动机，5挡手动变速器，行驶里程1.9万km。该车因里程表不工作，来我店维修。 2.故障诊断与排除 瑞风车身电器结构控制特点，导致车速里程表不工作的可能因素有:车速里程表自身失灵、组合仪表背面相关连接器插接不牢、车速传感器及其线路故障、车速传感器从动齿轮损坏、车速传感器供电线路不良、车身控制单元BCM内部故障、车身控制单元BCM供电线路故障、发动机控制单元内部故障以及车身控制单元BCM与发动机控制单元通信故障等。 据用户反映，该车曾在其他专营店更换过组合仪表和车速传感器，但故障依旧，因此可以排除组合仪表及车速传感器损坏的可能性。笔者用举升机将车举起，打开点火钥匙至ON挡，用万用表对车速传感器3P连接器的供电情况作了检测，供电电源正常，搭铁线正常，但车速信号线处于搭铁状态，正常情况下应有5,6V电压，说明故障与车速传感器控制信号线搭铁有关。 于是用分段测量法对相关系统线路进行逐一排查。首先拔下位于蓄电池支架末端的车速传感器及倒车灯线束的4P连接器，用万用表对其信号线进行测量(EE09连接器的3号端子)，仍处于搭铁状态，其信号线对地电阻为76Ω左右，遂怀疑车身控制单元BCM内部存在故障。但在发动机起动着车后，打开所有车身电器开关，各项电器工作均正常，这说明车身控制单元BCM存在故障的概率很小。为了验证车身控制单元BCM是否对该故障产生影响，笔者拔下位于仪表台左下方的车身控制单元两组24P连接器(白色和灰色)，再次对其信号线进行测量，其信号线仍处于搭铁状态，且对地电阻几乎无变化，这表明车身控制单元BCM与信号线对地短路故障无关。 经查阅维修资料得知，该车车速传感器信号线不仅与车身控制单元BCM通信，也与发动机控制单元进行通信，它与发动机控制单元连接器的K75端子相连。拔下发动机控制单元的2组连接器，笔者发现连接器内部有潮湿现象，且发动机控制单元端子表面也有水迹。此时再对其信号线进行测量，信号线不再对地短路， 第四章 柴油机高压共轨系统的典型故障案例 万用表显示其电压为5.6V，恢复正常。 用吹风枪吹干发动机控制单元连接器表面的水迹，由于发动机控制单元仍处于保修期，更换一块新的发动机控制单元，将所拆零部件装复进行试车，车速里程表工作正常。故障排除2个多月后，经回访客户，故障没有再次出现。 3.故障小结 该车故障主要是由于发动机控制单元及其连接器进水，从而导致动机控制单元内部电路短路，影响了车速传感器信号线的正常通信。至于造成进水的原因，笔者经检查未发现存在密封不良的情况，并且该车故障排除后再未出现进水现象，由此基本排除水从车辆外部渗入的可能性，分析进水应该是人为所致。 4.3长城哈弗CUV车发动机冒烟 1.故障现象 一辆2007年款后轮驱动的长城哈弗CUV车，行驶里程2300km，搭载GW2.8TC型增压共轨柴油发动机、5速手动变速器。据用户反映，该车发动机有冒黑烟现象。 在阐述故障诊断之前，有必要对GW2.8TC型增压共轨柴油发动机进行简单介绍。该款发动机是保定长城内燃机制造公司于2006年8月推出的，为我国第一款具有自主知识产权的增压共轨发动机。采用了BOSCH公司的CRS2.0高压共轨式供油系统。其系统的最大供油压力为145MPa，供油过程由BOSCHEDCl6C39型电控单元进行控制。 发动机电控系统主要由各种传感器、ECU、执行器及连接线束等组成。其传感器有水温传感器(负温度系数、2个接线端子)、发动机转速传感器(电磁感应式，有3个接线端子)、凸轮轴相位传感器(霍尔效应式、3个接线端子)、加速踏板位置传感器(双电位级式、6个接线端子)、空气流量传感器。(热膜式、4个接线端子)及共轨压力传感器(压敏元件式、3个接线端子)。ECU控制的执行器有喷油器(2个接线端子)、高压油泵进油计量比例电磁阀(2个接线端子)、EGR电磁阀(2个接线端子)、预热塞、空调及电动风扇等。 发动机的燃油供给系统由低压油路及高压油路组成。低压油路由油箱、输油管、燃油滤清器(带油水分离器、手油泵)、输油泵(齿轮式、位于高压油泵内部)及高压油泵的低压区部分组成;高压油路由高压油泵高压区、共轨、高压油管及喷油器等组成。 该款柴油机的供油量、供油提前角及供油规律，均由ECU主要根据加速踏板位置传感器、发动机转速传感器、空气流量传感器及水温传感器等输出的参数通过喷油器上的电磁阀控制。喷油压力由ECU根据工况的需要，通过高压油泵进油计量比例电磁阀进行控制。 2.故障诊断与排除 27 淮安信息学职业技术学院毕业论文 连接长城汽车专用的元征X431故障诊断仪，点火开关ON，进入发动机诊断功能，读取故障码，无故障码输出;打着火后，发动机怠速运转待水温上升后，读取发动机系统的数据流。 分析数据流，未发现明显异常的数据。用故障诊断仪的“发动机测试”功能，堪过逐缸断油，来判断各缸是否工作正常，测试结果说明发动机的4个汽缸怠速良好。 考虑到该车为新车、发动机怠速运转平稳、加速性能良好、数据流无明显异常，但发动机冒黑烟等现象，结合以前维修柴油机的经验，决定重点检查加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器、喷油器、EGR电磁阀及EGR阀、涡轮增压器等。 加速踏板位置传感器检查——连接故障诊断仪，点火开关ON，读取萁数据流。加速踏板从不踩到完全踏到底的过程中。加速踏板位置传感器的1#电位计输出电压值从0.8V逐步增加到4V;2#电位计输出电压值从0.4V逐步增加到2V;并且随着踩加速踏板位置的不同，1#电位计输出电压值始终是2#电位计输出值的2倍。上述检测说明加速踏板位置传感器性能良好。 冷却液温度传感器检查——关闭点火开关，拆下水温传感器，测量线束侧插头电压为5V;加热水温传感器测量其电阻值的变化，在20?时电阻值为2530Ω，在100?时电阻值为180Ω。各测量值都在正常范围内。 涡轮增压器检查——该发动机采用了废气涡轮增压装置(增压器为三菱TF035HM型、最高转速180000r/min、最高压比为2)，由机械式的排气放气阀控制增压压力。检查增压器的涡轮、压气机及润滑部分，未发现异常;用手动真空泵检查排气放气阀，动作良好。 EGR电磁阀及EGR阀检查——EGR电磁阀有两个接线端子，由ECU控制，测量其电阻值，正常:拆下EGR，发现阀门处有积炭，但关闭良好。用化油器清洗剂清洗了EGR阀，EGR电磁阀及EGR阀应该无故障。 喷油器检查——喷油器为BOSCHCRIP2型，喷油器规格为6×0.137，电磁阀灵敏度为0.2ms。拔下主继电器发动机打着火后，待发动机自然熄火，关闭点火开关，拔下喷油器插头，测量各喷油器线圈的阻值为0.07Ω左右，供电电压为12.4V，正常;拆下高压油管、喷油器，发现喷油器喷嘴积炭严重;分解喷油器下体，用化油器清洗剂检查发现所有喷油器的喷孔均未堵塞。考虑到喷嘴积炭严重，用柴油机专用的超声波清洗仪清洗了所有喷油器。 3.故障小结 将相关部件重新装配好后，启动发动机，故障依旧。此时，想到该故障会否是由于燃油不良造成的呢。询问驾驶员得知该车始终在中石化加油站加0#柴油，从未在小的加油站加油。从燃油滤清器通往油箱的油管，放了一矿泉水瓶的柴油，肉眼观察未发现问题。无奈之下，决定更换中石油的0#柴油试试。将原油箱的燃 第四章 柴油机高压共轨系统的典型故障案例 油全部放出，加入10L中石油的0#柴油，用手给油泵放气后，启动发动机，怠速运转约5min后，突然踩加速踏板。发动机排烟居然恢复正常。看来发动机冒黑烟故障的确渊于燃油品质。两种不同厂家生产的柴油，除色泽、透明度有所区别外，由于不具备燃油检测手段，很难具体分析出故障原因。 4.4金龙客车电控高压共轨喷油器损坏 1.故障现象 一辆金龙客车就发生了电控高压共轨喷油器接二连三损坏的事例，造成该故障的原因与用户的使用、装调有着直接关系。该车系一辆苏州金龙KLQ6668E3轻型客车，配备玉柴YC4F115-30柴油机，该机采用进口的德尔福(Delphi)高压共轨燃油喷射系统，采用高压小孔径预喷电控技术。据用户介绍，该车行驶了5.2万km时，发觉发动机动力下降，到路边修理厂检修，发现电控喷油器损坏，更换了燃油滤清器和4缸喷油器后，启动发动机着车，行驶约2km后，就感觉发动机又出现动力下降，似乎为“缺缸”状态，可听见发动机内出现“嘎、嘎”敲击声，随后，排气管冒了一股黑烟，就熄火了。再多次启动发动机，虽能达到启动转速，但是无法着车。 2.故障诊断与排除 首先向用户询问车辆出现故障时的情况，然后对车辆进行初检，对已更换下的电控喷油器进行外表检查。发现喷嘴处形成积炭，喷孔堵塞，显然是所用燃油有问题。经询问得知，该用户加注的不是车辆要求的国?柴油，燃油箱内柴油混浊，呈深黄色，含杂质多。随后清洁了油箱并更换燃油滤清器。进一步检测发现打开点火开关至“ON”挡，故障灯常亮，用数字万用表直流电压挡测水温传感器有5V电压，说明电控单元ECU有电。 其次，连接故障诊断仪。找出车上诊断接口线束插座(该诊断接口有3根线束，1根电源线12.39V，1根信号线11.05V，1根地线)，与诊断模块3线连接(电源线红色，信号线黄色，地线白色对接)。注意，此3根线不能错接，否则会损坏诊断模块或诊断通信连接不上。正确连接后诊断模块电源灯亮起，诊断模块另一端与笔记本电脑连接。连接完毕后，打开电脑，进入德尔福发动机共轨诊断程序(玉柴共轨喷射系统使用了德国博世系统和美国德尔福系统2个诊断程序)，读取故障码:水温传感器信号故障——超高短路，预热驱动故障——开路，轨压信号故障——超高，进气质量流量信号故障——超低。对于出现的历史故障码，视情况检查故障码对应传感嚣的接插件的接触情况，并测量相应传感器的阻值。检查完毕，消除历史故障码，再打开点火开关，故障指示灯显示正常，启动发动机，现行故障码没有。点击发动机状态栏，选中与发动机着车相关的数据。起动发动机，数据显示:发动机转速230r/min，标定轨压31.5MPa，实际轨压31.0,31.8MPa，初始轨压31.0,31.8MPa，凸轮信号同步0，曲轴信号同步0。 29 淮安信息学职业技术学院毕业论文 观察排气管，启动时，没有烟雾排出，将电控喷油器回油胶管拆下，观看启动时回油状况，发现无回油流出，用手触摸高压油管无脉动油流感觉。由此看来是燃油未进入缸内;因此，观察电控喷油器回油状况。 ?喷油器正常工作的回油状况是有油珠断续喷出。 ?喷油器喷嘴卡死堵塞时，回油管回油长流不断。 ?喷油器电磁驱动线圈或壳体变形损坏，则无燃油流出。 找到故障原因后，维修工按上述拆装工艺更换了4个新的电控喷油器，启动发动机时还是无着车迹象。用诊断仪再次检测，启动工况着车必需的各项数据正常。笔者观察电控喷油器回油管，发现无油流出，于是使用15号扳手固定住喷油器电磁驱动线圈尾部，再用17号扳手松开高压油管，此时启动发动机正常运转，4个高压油管接头处相继有燃油涌出，再将电控喷油器高压油管螺帽拧紧，启动发动机后着车。由此来看，共轨柴油机的低压油路不能存有空气，否则会产生气阻;同样，高压油路内也不能存有空气，高压气体同样会产生阻力，使高压燃油不能顺利通过。 3.故障小结 排除此次故障历时3d，其实故障原因并不复杂，但其过程非常曲折、耗时费力;所以，要弄懂电控高压共轨柴油机的工作原理和结构，排除故障、维修作业时，一定要判断准确、操作规范，忽视一个细小的环节，将会影响发动机工况，乃至无法启动着车。 第五章 总结与展望 第五章 总结与展望 5.1总结 在对能源和环保要求日趋严格的今天，高压共轨技术进一步提高，使燃油雾化更加细致，使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。 本文在撰写过程中，收集查阅了有关柴油机高压共轨技术的大量文献资料，并以典型的高压共轨故障案例为对象，进行分析与研究，主要完成了以下工作: 1.简单介绍了柴油机高压共轨系统的发展以及优点 2. 系统讲述了高压共轨系统的工作原理，分析了高压共轨的技术特点，总体介绍了高压共轨系统的组成构造、结构特点。 3.重点对高压共轨系统的主要部件的检修以及常见故障的检测与排除做出分析。 4.结合工作实践，以东风天锦、瑞风商务车、长城哈佛、金龙客车等高压共轨系故障为例，从故障现象、故障诊断与排除、故障小结几个方面介绍了高压共轨系统典型故障的诊断与排除方法。 通过完成本论文，使我对高压共轨技术、高压共轨系统的结构特点、高压共轨控制原理有了较为深入的理解，初步掌握了高压共轨系统常见故障诊断排除方法，为以后的工作和学习积累了一定的知识。 5.2展望 电控高压共轨燃油喷射系统的应用使柴油机的排放、噪声及燃烧性能都得到了很大改善，远远超过了传统内燃机，大大增强了柴油机的竞争力。随着电子技术、材料技术以及控制理论等的不断发展，该技术还具有很大的发展潜力,进一 步的研究主要体现以下趋势。 1.设计开发新的执行器，以及通过对高压油泵、喷嘴材料和加工过程的改进进一步提高燃油喷射压力及其精确性，使燃烧更为充分。 2.通过最优控制、自适应控制、预测控制等控制理论的研究，将模糊控制、人工神经网络、基于非线性的滑模控制、基于辨识模型的自适应控制等运用到电控高压共轨燃油喷射系统中，改进其控制策略。 3.研究新的喷油规律。随着柴油车数量增加，柴油机尾气已经成为大气的主要污染源之一。因此，世界各国都在积极探索新方法和采取有效的技术措施主动减少和控制污染物的排放，欧洲已经制订出严格的欧V、欧VI排放法规，2013年开始实施了欧VI排放法规。因此，必须不断研究满足新的排放标准的喷油规律，进一步降低柴油机的排放。 4.燃油喷射系统的数值模拟技术。通过仿真软件建立电控高压共轨燃油系统的数值模型，分析燃油的喷射过程及系统参数对燃油喷射特性的影响，为燃油系统的优化设计、故障分析提供理论依据，降低产品开发成本，缩短开发周期。 31 致 谢 致 谢 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师刘朋表示衷心的感谢并致以崇高的敬意～ 在论文工作中，遇到了许多的困难，一直得到刘老师的亲切关怀和悉心指导，刘朋老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。在这里，我再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助!值此论文完成之际，谨向刘老师致以最崇高的谢意! 在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢! 特别感谢我的师兄师姐对我的学习和生活所提供的大力支持和关心!还要感谢一直关心帮助我成长的室友～ 在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持～ 最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授! 参考文献 参考文献 1.王均效,陆家祥.柴油机高压共轨喷油系统的发展动态[J].柴油机,2011,6(5):5-9. 2.董尧清.德国Bosch最新动态.内燃机燃油喷射和控制[J].2011,7(3):89-95. 3.范明强.新颖的德尔福共轨喷射系统及其低排放控制策略[J].现代车用动 力,2011,8(6):58-62. 4.豪彦.德尔福集团公司燃油共轨喷射技术[J].汽车与配件,2013,35(9):253-259. 5.齐宝军,张杨,王印力.柴油机燃油喷射控制新技术[J].林业机械与木工设 备,2010,36(8):125-158. 6.方峰.柴油机高压共轨燃油喷射系统初探[M].北京:民交通出版社, 2015(4):27-28. 7.陈亮,高献坤,王导南.柴油机电子燃油喷射系统的发展及研究现状[J].内燃机,2012,25(8):1-4. 8.王桂华,陆辰,王效均,等.柴油机电控高压喷射系统中泄露的研究[J].内燃机工程,2010,21(4):25-28. 9.梁超.电控柴油机共轨管内压力波动性研究[M].哈尔滨:东北林业大学出版 社,2012(8):12-36. 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