高壓共軌柴油機無法啟動、難以啟動、運行熄火的故障分析

一、共軌柴油機基礎知識：●曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞上、下二次完成進氣、壓縮、燃燒、排氣四個工作過程的柴油機稱為四沖程柴油機?！癫裼蜋C的燃燒過程分為四個階段，分別是滯燃期、速燃期、緩燃期和后燃期，其中速燃期表示從著火開始到缸內(nèi)燃燒壓力最高點之間的迅速燃燒階段，其主要影響因素為滯燃期內(nèi)形成可燃混合氣的量?！襁^量充氣系數(shù)，表示實際混合氣偏離化學當量混合氣的程度，或表示實際進氣量和完全燃燒時所需空氣量的比值。●非均質(zhì)混合氣壓燃著火是柴油機最基本特征?！癫裼蜋C混合氣著火必須滿足以下兩個條件：①燃油蒸汽與空氣的比例在著火界限之內(nèi)；②可燃混合氣必須加熱到超過著火溫度以上?！窆曹壊裼蜋C的渦輪增壓器的增壓壓力和轉(zhuǎn)速，主要取決于柴油機的負荷，其次取決于柴油機的轉(zhuǎn)速?！裨u價柴油著火性的指標是十六烷值、但十六烷值大于60以后，易分解而冒黑煙，并使油耗上升。通常車用柴油機的十六烷值應在45范圍內(nèi)。●柴油機的混合氣的著火方式是壓燃。當前1頁，總共25頁。柴油機燃燒過程示意圖如上圖所示：A：開始噴油；B：著火；A→B：滯燃期；B→C：急燃期；D：噴油結(jié)束；C→D：緩燃期；E：燃燒終了；D→E：后燃期；A→D：噴油延緩期；B→E：燃燒期。柴油機燃燒的四個階段：●

對燃燒過程的要求：1.完全：燃燒完全，才能充分利用燃油的熱能；同時改善排出廢氣的成分。2.及時：在上止點附近燃燒（即在上止點后12～15°)燃燒完畢），循環(huán)功最多。3.正常：正常燃燒，才能保證發(fā)動機穩(wěn)定、可靠的工作。●一般將一個連續(xù)的燃燒過程劃為四個不同的階段如右圖所示Ⅰ～Ⅳ，即為著火滯燃期、著火速燃期、著火緩燃期、著火補燃期。在上止點后12～15°燃燒完畢PC／A當前2頁，總共25頁?！褚粋€運轉(zhuǎn)循環(huán)，包括發(fā)動機起動、運轉(zhuǎn)、熄滅?！駥τ谝汛_定的故障，在故障修復后連續(xù)無故障運行40個暖機循環(huán)，車載診斷系統(tǒng)可以自行清除該故障代碼以及凍結(jié)幀信息。●暖機循環(huán)指充分運轉(zhuǎn)發(fā)動機，使發(fā)動機冷卻液溫度比起動時至少升高25K（25℃），且至少達到343K（70℃）?！窆曹壊裼蜋C設置電控EGR系統(tǒng)的主要目的是減（降）低NOX的排放量?！褡猿诌^程，是指發(fā)動機氣缸內(nèi)已經(jīng)著火的燃油所產(chǎn)生的能量可克服發(fā)動機的摩擦阻力實現(xiàn)發(fā)動機的持續(xù)運轉(zhuǎn)。●發(fā)動機起動之后，在5分鐘之內(nèi)發(fā)動機冷卻液溫度要上升30℃，如果未達到這一目標，發(fā)動機管理系統(tǒng)將進入停機保護模式－熄火。如果關閉EGR，這種現(xiàn)象可能有所好轉(zhuǎn)或消失，因為廢氣循環(huán)是為了降低燃燒溫度而解決排放的模塊，如果讓其工作，缸內(nèi)燃燒溫度低，冷卻液溫度就上升的就更慢。當前3頁，總共25頁。故障原因故障表現(xiàn)解決方法OK發(fā)動機管理系統(tǒng)（ECU）無法上電。1.通電自檢時故障指示燈不亮；2.診斷儀無法連通；3.油門接插件沒有5V參考電壓。檢查發(fā)動機管理系統(tǒng)與各傳感器之間線束及保險，電源主繼電器，以及點火開關等方面。

第1步二、故障分析當前4頁，總共25頁。無法啟動：是打馬達發(fā)動機能轉(zhuǎn)，但發(fā)動機不著火。難以啟動：是打馬達發(fā)動機能著火，但啟動時間超過了正常時間（3s）。運行熄火：是發(fā)動機在運行的過程中突然熄火。保險電路圖共軌發(fā)動機起動條件：1、發(fā)動機轉(zhuǎn)速＞200r/min；2、共軌壓力＞250bar；3、同步信號正常；4、傳感器信號≥觸發(fā)閾值觸發(fā)閥值≥2.5V（峰峰值）。1、SAE的J1850協(xié)議：2﹟－BUSH；10﹟－BUSL。2、ISO9141-2協(xié)議：7﹟－K線；15﹟－L線。3、其他規(guī)定：

4﹟、5﹟為搭鐵線，16﹟為+12V電源線。4、最新CAN協(xié)議：6﹟－CANH；14﹟－CANL。5、1﹟、3﹟、8﹟、9﹟、11﹟、12﹟、13﹟這些都是廠家自定義的接口。當前5頁，總共25頁?！艄曹壊裼蜋C起動時的燃油噴射量由起動轉(zhuǎn)速和冷卻液溫度決定。◆OBDⅡ標準診斷插座7#針腳為K線，16#針腳為電源線，對于EDC16C39電控單元，7#針腳與K25#端子連接；對于EDCUC31電控單元，7#針腳與1-89#端子連接?！?/p>

如何判斷ECU是否正常供電：①打開鑰匙門，如果發(fā)動機故障燈閃亮一下大概2秒鐘后熄滅表明ECU已上電且自檢已經(jīng)工作正常。②拔掉水溫傳感器，打開鑰匙開關，用萬用表量取該插接件線束電壓，如果一根線有5V電壓，表明ECU已正常供電。當前6頁，總共25頁。第2步OK

故障原因故障表現(xiàn)解決方法蓄電池電壓不足1.萬用表或診斷儀顯示電壓偏低；2.啟動機拖轉(zhuǎn)無力；3.大燈昏暗。4.檢查蓄電池電容量是否足夠。更換蓄電池或充電。當前7頁，總共25頁。1、打馬達時電壓降：12V→↓25﹪→9V→↑14V2、電瓶的容量如何?3、電瓶裝頭接觸不良。當前8頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法第3步1.檢查曲軸/凸輪軸信號傳感器是否完好無損；2.檢查曲軸/凸輪軸接插件和導線是否完好無損；3.檢查曲軸信號盤是否損壞或有臟污附著（通過傳感器信號孔）；4.檢查凸輪信號盤是否損壞或有臟污附著（通過傳感器信號孔）；5.檢查曲軸信號傳感器以及凸輪相位傳感器接線是否完好無損；6.如果維修時進行過信號盤等組件的拆裝，檢查相位是否正確。1.診斷儀顯示不同步故障；2.示波器顯示安裝相位錯誤。無法建立工作時序當前9頁，總共25頁。曲軸位置傳感器與ECU連接電路1、線束的檢查（對于磁電式傳感器）；2、傳感器電阻值檢查：770～950Ω@20℃；3、打馬達時用萬用表測量其交流電壓值＞1.25V（單峰值），峰峰值≥2.5V；4、用檢測儀測量其波形；5、檢查傳感器本身的好壞及安裝間隙。1、線束的檢查（對于霍爾傳感器）；2、拔下凸輪軸位置傳感器插頭測量線束電壓：

§1﹟線與地電壓：0V；§2﹟線與地電壓：5V；§3﹟線與地電壓：5V。3、拔下凸輪軸位置傳感器插頭測量線束電阻：§3﹟端子與1﹟端子方向電阻值：1.16～1.17Ω§1﹟端子與2﹟端子方向電阻值：0.16～0.26Ω§2﹟端子與3﹟端子之間電阻：∞。4、用檢測儀測量其波形。5、檢查傳感器本身的好壞及安裝間隙。當前10頁，總共25頁。﹡電磁式曲軸傳感器輸出的是交流信號、輸出電壓和頻率隨轉(zhuǎn)速變化而改變。﹡霍爾式傳感器輸出的是頻率調(diào)制信號，電壓為參考電壓，頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。﹡電磁式曲軸位置傳感器為ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸位置信息，并且輸出的是交流信號、輸出電壓和頻率隨轉(zhuǎn)速變化而改變，用萬用表檢測其信號壓力輸出值時，應將功能/量程開關置于交流檔進行測量。﹡凸輪軸位置傳感器，有的共軌發(fā)動機會使用霍爾式傳感器，其輸出的是頻率調(diào)制信號，電壓為參考電壓，頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。﹡曲軸傳感器的功用是計算曲軸位置，用于噴油時刻和噴油量及轉(zhuǎn)速計算，凸輪軸傳感器的功用是判缸。當前11頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法第4步OK預熱不足1.高寒工況下，沒有等到冷啟動指示燈閃爍或熄滅就啟動；2.萬用表或診斷儀顯示預熱過程蓄電池電壓變動不正常。1.檢查預熱線路是否接線良好；2.檢查預熱塞的電阻水平是否正常；3.檢查蓄電池電容量是否足夠。當前12頁，總共25頁。1、預熱塞電阻：0.7Ω左右；2、在預熱時電壓降：0.07V左右（其他用電設備處于關閉狀態(tài)）。86﹟預熱時電壓：9.1V；DI﹟預熱時電壓：8.2V；K﹟預熱時電壓：0.8V；G﹟預熱時電壓：10.8→9.0V。當前13頁，總共25頁?！窭鋮s液溫度傳感器安裝在發(fā)動機汽缸蓋上（節(jié)溫器附近），與發(fā)動機體內(nèi)冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機循環(huán)冷卻液的溫度，并將檢測結(jié)果傳輸給電控單元以便修正噴油量和噴油時刻。傳感器的兩根導線都和電控單元ECU連接，其中一根為搭鐵線。熱敏電阻經(jīng)常采用負溫度系數(shù)電阻，水溫越低，熱敏電阻阻值越大，電控單元根據(jù)這一信號，增加噴油量，使可燃混合氣濃度增加。檢測：（用萬用表檢測）

信號線：點火開關ON，測量電壓，應與規(guī)定值相符（0.5～4.5V間變化）。

電源線：點火開關ON，5V。

搭鐵線：點火開關OFF，0Ω。當前14頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法ECU軟/硬件或高壓系統(tǒng)故障1.ECU某個控制模塊故障；2.多缸停噴；3.點火開關信號丟失；4.油軌壓力持續(xù)超高（例如軌壓持續(xù)2s超過1600bar）。1.故障確認后，更換ECU或檢查相關電路；2.檢查燃油計量閥是否損壞或卡滯。第5步OK當前15頁，總共25頁。1、軌壓傳感器是否失效；（0.5V信號電壓）2、燃油計量單元是否失效或卡滯。（電阻2.6～3.15Ω）EEPROM→重復擦寫、非易失存儲器當前16頁，總共25頁?！鵅OSCH高壓共軌系統(tǒng)中，燃油計量單元盡管采用正、反計量元件，但其線圈電阻是相同的，均為：2.6～3.15歐姆。※通過進油計量比例閥的油量取決于由階躍回油閥控制的進油壓力，這一壓力為：5bar?！鶠榱吮苊夤曹墘毫Ρ容^低的不良噴射，在滿足起動轉(zhuǎn)速要求范圍3秒鐘內(nèi)，共軌壓力必須達到250bar?！鵅OSCH共軌系統(tǒng)發(fā)動機，高壓油泵的溢油閥卡滯，發(fā)動機啟動時可能出現(xiàn)發(fā)動機軌壓難建立、同步信號正常的現(xiàn)象。當前17頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法噴油器不噴油

1.怠速抖動較大；2.高壓油管無脈動；3.診斷儀顯示怠速油量增高；4.診斷儀顯示噴油驅(qū)動線路故障。1.檢查噴油驅(qū)動線路（含接插件）是否損壞/開路/短路；2.檢查高壓油管是否泄漏；3.檢查噴油器是否損壞/積炭。第6步OK當前18頁，總共25頁。1、檢查噴油器線束是否有短路斷路；2、可以把噴油器安置缸外，打馬達目測噴油器是否噴油；3、用數(shù)字萬用表測量在打馬達時，ECU控制噴油器的占空比或頻率。噴油器占空比：怠速時0.1～1.0之間變化，啟動打馬達時一旦出0.1～1.0之間變時，發(fā)動機迅速著火。加油門到高速成時占空比基本保持2.2不變。噴油器測頻率：怠速時0.41～329Hz之間變化，啟動打馬達時一旦出0.41～329Hz之間變時，發(fā)動機迅速著火。加油門從怠速0.41Hz到高速1.21Hz。當前19頁，總共25頁?！舾邏汗曹壢加蛧娚浼夹g(shù)的基本原理：通過高壓油泵壓縮燃油至共軌管內(nèi)，再由高壓油管分配到每個噴油器，并通過ECU控制噴油器電磁閥工作，定時定量地將高壓燃油噴入燃燒室內(nèi)。◆高壓共軌系統(tǒng)中共軌管的作用：蓄壓并將高壓燃油分配到各個噴油器，其容積既要保證削減壓力脈動及噴油壓力震蕩，保證壓力波動在50bar范圍內(nèi)，又應保證有足夠的壓力響應速度跟蹤發(fā)動機工況變化?！艄曹壊裼蜋C常用工況的燃油噴射量是由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置決定?！綦娍夭裼蜋C低壓油路的作用是儲存、輸送、過濾柴油。當前20頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法第7步高壓泵供油能力不足診斷儀顯示軌壓偏小。1.檢查高壓油泵是否能夠提供足夠的油軌壓力；2.檢查燃油計量閥是否損壞。當前21頁，總共25頁。高壓油管1、打馬達正常情況3s建立起動軌壓大于250bar2、限壓閥失效3、濾網(wǎng)堵塞4、燃油計量單元失效濾網(wǎng)限壓閥高壓油泵共軌管共軌壓力傳感器噴油器開啟壓力250bar當前22頁，總共25頁。

故障原因故障表現(xiàn)解決方法第8步OK軌壓難以建立高壓連接管與噴油器連接處密封不嚴，泄露嚴重等。檢查高壓連接管與噴油器連接處密封面壓痕是否規(guī)則。當前23頁，總共25頁。噴油器回油量的檢查：1、5秒起動2次，用透明塑料管（Φ6mm）插在噴油器的回油接頭上，在塑料管里的各缸回油量長度≯20cm，否則，更換