新聞主題	柴油機燃油系統高壓、低壓油路及控制故障檢查

 

摘要：在對電控柴油發電機進行故障檢查時，首先需要全面地掌握電控系統的結構、工作原理和線路連接方法，明確電控系統中各部件可能產生的故障以及對整個柴油發電機組的影響。運用科學的故障檢查方法對電控系統故障現象進行綜合分析、判斷，確定故障的性質和可能產生故障的原因和范圍；同時需要根據康明斯發電機組技術手冊，制定合理的檢查程序進行深入診斷和檢查。

 

一、高壓共軌系統的概述

 

1、高壓共軌系統的組成

      柴油機高壓共軌系統主要由4個主要組成部分構成，如圖1所示。

（1）高壓油泵

      高壓油泵是高壓共軌系統的核心組件之一。它的主要作用是將柴油加壓到很高的壓力，通?？梢赃_到幾百至幾千巴的水平。高壓油泵通常采用柱塞式結構，通過往復運動使油泵產生壓力，從而將燃油送入高壓共軌。

（2）高壓共軌

      高壓共軌是一個金屬管道，油泵將燃油送入共軌中儲存。高壓共軌的設計和制造需要考慮高壓和高溫環境下的耐久性和可靠性，因此通常采用高強度、耐腐蝕的材料制成。共軌的直徑通常較小，以使燃油能夠以較高的壓力被釋放到噴油器中。

（3）噴油器

       噴油器是將燃油噴射到柴油機燃燒室中的設備。在高壓共軌系統中，每個氣缸通常都配有一個噴油器。當發動機控制單元（ECU）發出命令時，噴油器會以非常高的壓力將燃油噴射到燃燒室中，并在適當的時機結束噴射。噴油器需要具備高壓、高溫和快速響應的能力，以確保燃油的準確噴射。

（4）軌壓傳感器

      軌壓傳感器用于監測高壓共軌中的燃油壓力，并將壓力信號反饋給發動機控制單元。發動機控制單元可以根據軌壓傳感器的信號來控制高壓油泵的工作，從而實現精確的燃油噴射控制。

2、高壓共軌系統的工作原理

      柴油機高壓共軌系統的工作原理可以分為以下幾個步驟：

（1）燃油供給

      當發動機啟動時，高壓油泵開始工作。高壓油泵通過往復運動產生高壓燃油，并將其送入高壓共軌中儲存。

（2）壓力調節

      高壓油泵根據傳感器信號和發動機控制單元的指令來調節燃油的壓力。發動機控制單元可以根據負載、轉速和其他參數來控制燃油壓力的大小，以實現最佳燃油噴射效果。

（3）燃油噴射

       當發動機控制單元需要噴射燃油時，它會向噴油器發送信號，噴射曲線如圖2所示。噴油器接收到信號后，以非常高的壓力將燃油噴射到燃燒室中，并在適當的時機結束噴射。燃油的噴射量和噴射時機關鍵影響著發動機的性能、燃油經濟性和排放。通過精確的控制燃油噴射，高壓共軌系統可以實現更高的燃燒效率和更低的排放。

（4）壓力釋放

      燃油噴射結束后，高壓共軌中的剩余燃油需要被釋放或回收。這一過程通常由壓力釋放閥和回油管路完成。壓力釋放閥可以將多余的燃油引導回燃油箱或回收到低壓油路中，以實現燃油的再利用。

 

圖1  柴油發動機燃油系統圖

圖2  柴油機電磁閥噴油器噴射曲線

 

二、低壓部分的檢查

1、檢查油箱油位

（1）油箱得油面過低而吸人空氣；

（2）油箱到油泵得油路嚴重阻塞，也容易吸入氣體。

2、檢查手油泵

（1）松開油路放氣螺釘，用手油泵泵油，當向上輕輕抽 動手柄時，如果稍感到油路有吸力，按壓手柄時放氣螺釘處排出燃油少，說明輸油泵得吸油阻力過大。來油減少得原因是：油箱蓋上得通氣孔堵塞，油箱內出現負壓， 影響來油；冬季使用得柴油粘度過大，流動性差。

（2）泵油時，從放氣螺釘處溢出得燃油中混有氣體，如果按下手柄感到有阻力，同時排出得燃油又少，則是輸油泵到高壓油泵間得濾芯或油路阻塞，供油減少。

（3）泵油時，從放氣螺釘處輸出得燃油中混有氣體；從放氣螺釘到油泵得油管接頭沒有擰緊；接頭密封墊損壞或油路破損等引起漏氣，從輸油泵上得螺紋連接處或手油泵活塞與外壁得間隙中吸入氣體。

（4）不松開放氣釘，如果較長時間按壓手柄始終感到阻力較小，則是高壓油路上得回油閥或輸油泵內得進出油閥密封不良，輸油泄漏。

3、油路空氣檢查

      檢查低壓油路是否有氣，并排空氣（有時低壓油路泄漏不明顯，需要仔細檢查）。

      排氣方法：主要排粗濾里面的空氣。松開粗濾上的放氣螺栓，用手壓粗濾器上的手壓泵，直至放氣螺栓處持續出油。

4、低壓油路壓力檢查

      低壓油路中壓力的穩定對柴油發電機的功率輸出是至關重要的。在柴油發電機出現功率不足時，應首先測量由回油溢流閥控制的低壓油路的壓力。而噴油器漏油的主要原因就是低壓油路壓力不足導致噴油器部件穴蝕造成的。所以，應確保低壓油路的壓力并及時更換或清潔柴油濾清器。由于單體泵系統對燃油的預壓要求較高，因此需要檢測燃油系統的壓力。如測得的壓力低于規定數值時，就必須對輸油泵和回油單向閱進行檢查。低壓油路壓力極限值：

（1）對于0.3MPa系統，當n=2200r/min時，P≥0.20MPa；

（2）對于0.5MPa系統，當n=2300r/min時，P≥0.45MPa。

      因為柴油發電機的燃油系統需要大量的燃油起冷卻作用，因此選用無膜片的轉子式輸油泵，供油量在供油壓力0.5MPa時為12L/min；為確保供油量，在回油管（溢流閥）處，柴油發電機最高空轉運轉時，應有至少8L/min的回油量。

三、高壓部分的檢查

      柴油發電機突然熄火，無法啟動，讀故障代碼，為主繼電器2對地短路。查V2（1.04針腳）和V4（2.03針腳）有對地短路的故障存在，檢查后發現是由于排氣制動電磁閥所引起，排除該故障后重新啟動發電機，仍然無法啟動，監測軌壓最高值為40bar，同步信號正確。所以確定發電機無法啟動是由于軌壓無法建立所引起的，噴油器壓力必須達到160bar才可以噴油。如果低壓油路空氣排凈后仍不能起動柴油發電機，則需要對高壓部分進行檢查。

1、判斷高壓油路空氣

      判斷高壓油路是否有空氣，如果有也需要排出高壓油路的空氣。高壓油路分布如圖3所示。

      排氣方法：松開某缸高壓油管，用起動機帶動柴油發電機運轉直至高壓油管持續出油。

2、檢查高壓油路泄漏

      仔細觀察燃油管路是否有泄漏，如果有泄漏，需要及時處理。

3、檢查柴油濾清器

      檢查油路是否通暢，檢查柴油濾清器是否堵塞，建議及時更換柴濾芯。

      檢查方法：松開精濾出口螺栓，用起動機帶動柴油發電機運轉，看是否有柴油噴出或流出。若只有少量柴油流出，則可以判定濾芯堵塞。

4、檢查軌壓傳感器

      檢查軌壓傳感器的初始電壓值是否在500mV左右，或設定軌壓是否為300~500bar（使用解碼器進行讀取），若不正常，首先檢查接插件是否牢靠。若無檢查設備，可以拔掉軌壓傳感器接插件嘗試再起動。

5、檢查燃油計量閥

     檢查燃油計量閥是否完好，拔掉接插件嘗試再起動。 燃油計量閥基本結構如圖4所示。

圖3  電控柴油機高壓油泵燃油油路

圖4  電控柴油機高壓油泵油量計量閥

 

三、控制部分出現故障

1、檢查各線束插頭的安裝情況

      用萬用表按照線路圖的指針定義檢查線路的通斷。尤其著重對噴油器進行檢查，外觀和電路如圖5、圖6所示。

（1）通過檢查電噴系統的連接線路來確定是否存在斷路或短路的問題。通過使用萬用表測量線路的電阻值，可以確定電噴噴油電路是否存在電流問題。此外，還可以檢查噴油器的線圈是否正常工作，如果線圈損壞，噴油效果將會受到影響。

（2）通過檢查電噴噴油電路的傳感器來確認其工作狀態。傳感器在檢測引擎工作狀態和環境條件方面起著關鍵作用。例如，氧傳感器用于檢測排氣中的氧氣含量，從而調節噴油器的工作。對于這些傳感器，可以通過使用診斷工具來檢測其輸出信號是否正常。如果傳感器輸出錯誤的信號，將需要更換或修理。

（3）通過檢查電噴控制單元（ECU）來確認電噴噴油電路的正常運行。ECU是電噴噴油系統的大腦，負責控制噴油器的工作和監控其他系統的運行狀態。通過使用車輛診斷儀器連接到ECU，并讀取其中的故障碼，可以判斷ECU是否存在問題。如果有故障碼，需要根據相關信息進行故障排除和修復。此外，還可以進行ECU的自適應和學習操作，以確保其工作在最佳狀態。

2、對傳感器本身進行檢查

      可以使用解碼器，讀取相應的故障信息，根據故障提示，對相應的傳感器進行檢查。此外，如果傳感器固定不牢，造成傳感器與感應齒之間間隙過大或過小（一般為1mm±0.5mm）就會出現故障。

3、對ECU進行檢查

      主要是對各插頭進行檢查，看有無松動等，如果都無故障，最好使用替換法，對ECU進行更換測試。

4、使用專業儀器對控制系統診斷

 （1）利用柴發控制器診斷

      利用柴油發電機組隨機控制屏的故障自診斷系統讀取發動機電控燃油噴射系統的有關故障碼，然后根據故障碼表的故障提示，找出故障所在的部位。

（2）利用通用儀表診斷

      就是利用以數字萬用表、LED燈和示波器為主的通用儀表，對柴油發電機進行故障檢查和診斷。因為電控系統的各部件均有一定的電壓、電流和阻值范圍，工作時有輸出電壓信號范圍和輸出脈沖波形。因此用萬用表測量元件的電阻和輸出電壓及導通性，用LED燈或示波器測試元件工作時的輸出電壓波形等可判斷元件或線路是否正常。

（3）利用專用電腦檢測儀診斷

      利用電腦檢測儀對電控柴油發電機進行讀碼、清碼、數據掃描，包括對傳感器輸人信號和執行器輸出信號參數修正實驗，對電控系統參數調整以及系統匹配和標定，防盜密碼設定等作業，以便迅速找出故障部位。

 

圖5  柴油機噴油器示意圖

圖6  電控柴油機噴油器電路連接圖

 

總結：

      柴油發電機高壓共軌電噴技術是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制單元(ECU)組成的閉環系統中，將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管(Rail)，通過公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發電機的轉速無關，可以大幅度減小柴油發電機供油壓力隨發電機轉速變化的程度。柴油發電機共軌系統對燃油油路要求較高，低壓油路和高壓油路都要保證密閉。任何一個環節出了問題，軌壓都不能正常建立，所以需要對整個燃油油路高度重視。總而言之，柴油機高壓共軌系統是現代柴油機技術中的重要創新之一。它通過使用高壓油泵、高壓共軌、噴油器和軌壓傳感器等組件，實現了對燃油噴射過程的精確控制，從而提高了柴油機的性能、經濟性和環保性。在未來的發展中，高壓共軌系統將繼續得到改進和優化，以適應更高的要求和挑戰。

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