新聞主題	高壓共軌電噴柴油機(jī)原理、故障檢修和診斷方法

 

摘要：傳統(tǒng)柴油機(jī)振動(dòng)頻率強(qiáng)、噪聲污染大，實(shí)際運(yùn)作時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的空氣污染。而康明斯共軌噴射系統(tǒng)的運(yùn)用能有效克服上述缺陷，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)配合共軌噴射系統(tǒng)，能提高噴油壓力，加大對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀態(tài)的控制，確保柴油發(fā)電機(jī)的排放性和經(jīng)濟(jì)性。此外，還可起到加強(qiáng)低溫能動(dòng)性的作用，降低排放氣體中的氮氧化物，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作效率?？得魉构驹诒疚闹饕槍?duì)柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法進(jìn)行分析，從該系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際狀況出發(fā)，及時(shí)解決系統(tǒng)故障問題，從而加大對(duì)系統(tǒng)性能的保護(hù)，減少后期維修成本，確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作性能良好。

 

一、共軌噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

 

      隨著柴油發(fā)電機(jī)改造技術(shù)不斷進(jìn)步，能有效減少柴油發(fā)電機(jī)排放物中的顆粒物和有害氣體，將綠色理念滲透到柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和制造上。康明斯高壓共軌系統(tǒng)主要包括空氣流量計(jì)、電控單元、油軌、高壓油泵、噴油器、柴油濾清器和傳感器等構(gòu)成部分（如圖2所示）。在共軌噴射系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)收集多種傳感器信號(hào)，將其輸入到電控單元，在電控單元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，包含發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)控參數(shù)和不同狀態(tài)下的目標(biāo)數(shù)據(jù)，以促使柴油發(fā)電機(jī)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)為目的，通過實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析方法得到目標(biāo)數(shù)據(jù)，為之后發(fā)動(dòng)機(jī)功能模塊運(yùn)行提供有效指令。當(dāng)傳感器檢測(cè)到柴油發(fā)電機(jī)某一參數(shù)傳入到電控單元后，將與最佳運(yùn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)兩者相同時(shí)，系統(tǒng)維持原運(yùn)作狀態(tài)。如果實(shí)際參數(shù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)不一致，則控制中心根據(jù)偏離情況計(jì)算出控制指令，進(jìn)行噴油時(shí)間、噴油壓力和噴油量的控制，確保柴油發(fā)電機(jī)處于最優(yōu)運(yùn)作狀態(tài)。

      柴油發(fā)電機(jī)電控單元在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制上起到重要作用。其主要具有以下功能：

1、確定噴油正時(shí)

      基于共軌電控噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)，其噴油正時(shí)是結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板角度和轉(zhuǎn)速計(jì)算的，確定最恰當(dāng)?shù)膰娪驼龝r(shí)。電控單元可自由控制柴油發(fā)電機(jī)噴油時(shí)間。

2、修正噴油量

      共軌噴油系統(tǒng)能根據(jù)傳感器提供的曲軸轉(zhuǎn)速信息，判定不同缸內(nèi)噴油量變化，并通過調(diào)節(jié)電磁溢流閥，及時(shí)修正噴油量，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3、控制起動(dòng)預(yù)熱

      在電控單元作用下，控制起動(dòng)預(yù)熱塞運(yùn)行狀態(tài)，由此加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)低溫能動(dòng)性。

 

圖1  柴油機(jī)電控系統(tǒng)實(shí)物零件組成圖

圖2  柴油機(jī)電控噴油器實(shí)物圖

 

二、共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法

 

       為了保證柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，要確保系統(tǒng)故障診斷的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。

1、從系統(tǒng)電路圖中確定故障類型

      不同康明斯發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家在運(yùn)用共軌電控噴射系統(tǒng)時(shí)，會(huì)結(jié)合實(shí)際需求設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，由此產(chǎn)生多樣化線路連接方式。在進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷時(shí)，應(yīng)充分利用電控電路圖（控制電路如圖3所示，系統(tǒng)電路如圖4所示），在明確電路體系的情況下，確定故障診斷要點(diǎn)。進(jìn)行電控單元線路連接故障檢查時(shí)，在ECU端子上插入大頭針，判斷傳感器是否正常作業(yè)。例如，某一發(fā)動(dòng)機(jī)行駛過程中發(fā)出故障信號(hào)，在連接檢測(cè)儀后，測(cè)得故障原因?yàn)槿鄙倭硪粋€(gè)加速踏板信號(hào)。針對(duì)這一問題采取更換加速踏板的措施，之后發(fā)現(xiàn)故障問題仍然存在。這時(shí)拔下電控單元導(dǎo)線連接器，清理連接器表面后重新嘗試，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)作。由此可知，在柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方面，應(yīng)逐步排查故障，結(jié)合電控電路圖，有序進(jìn)行故障診斷作業(yè)，有助于提高診斷效率和準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)正常運(yùn)作提供保障。

2、利用專用故障診斷儀器讀取故障碼

       共軌噴射系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，則設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)作，這時(shí)設(shè)備維修工作難度較大，并且嚴(yán)重影響了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效益。在設(shè)備故障發(fā)生前要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和管理，盡可能避免故障的發(fā)生。在進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)共軌電控噴射系統(tǒng)故障診斷時(shí)，應(yīng)充分利用診斷儀器，將故障對(duì)應(yīng)的故障碼輸入系統(tǒng)中，能顯示出故障發(fā)生部位和應(yīng)對(duì)措施。隨著系統(tǒng)存儲(chǔ)器中各類數(shù)據(jù)信息的豐富，可為系統(tǒng)故障及時(shí)診斷提供條件。當(dāng)設(shè)備發(fā)生多個(gè)故障時(shí)，需要同時(shí)輸入對(duì)應(yīng)的故障碼，確保故障診斷全面性，及時(shí)消除故障問題[2]。大部分故障條碼安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)側(cè)，根據(jù)傳感器信號(hào)來(lái)調(diào)控電磁閥，提高柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，采用故障碼來(lái)判斷共軌噴射系統(tǒng)故障問題，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我診斷，及時(shí)解決故障問題。

3、利用專用故障診斷儀器排除故障

      采用讀取故障碼的故障診斷方法時(shí)，能明確故障發(fā)生時(shí)間，同時(shí)可檢測(cè)出故障具體發(fā)生部位，為之后維修作業(yè)的展開提供依據(jù)。進(jìn)行故障記錄后的故障碼，可在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)作過程中進(jìn)行檢測(cè)，簡(jiǎn)化了故障診斷步驟。實(shí)踐表明，運(yùn)用故障檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)故障碼，可及時(shí)排查故障，采取針對(duì)性處理措施。在維修檢測(cè)中，要適當(dāng)擰松進(jìn)油管，這一過程中將有大量燃油流出，是高壓泵正?，F(xiàn)象。故障碼為柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)故障診斷提供了信息依據(jù)，同時(shí)需要借助故障診斷儀器清除故障碼，根據(jù)儀器上顯示的數(shù)據(jù)，明確故障類型和位置，并且可自由選擇檢測(cè)模式，進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和維護(hù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

4、人工排除故障

       為了保證柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)故障問題及時(shí)解決，要逐步排除故障，如上文所述，當(dāng)擰松高壓泵供油管時(shí)，流出較多燃油，表明高壓泵之前供油正常。當(dāng)擰松高壓泵和軌道間的出油管時(shí)，沒有燃油流出，確定故障位置為該壓泵，在排除故障時(shí)，要分解高壓泵，清洗出油閥后安裝在設(shè)備上，保證設(shè)備正常運(yùn)作。柴油發(fā)電機(jī)核心部分為燃油系統(tǒng)，將電子技術(shù)應(yīng)用在燃油噴射系統(tǒng)中，能實(shí)現(xiàn)噴射系統(tǒng)性能良好，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)控制電磁閥，調(diào)整噴射的開始和停止。在故障檢查中，需要合理運(yùn)用輔助軟件，檢測(cè)需要的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算確定故障部位，及時(shí)處理柴油發(fā)電機(jī)共軌噴射系統(tǒng)中的各種故障。

 

圖3  柴油機(jī)噴油器控制電路圖

圖4  柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)電路圖

 

三、電控噴射系統(tǒng)的常見故障檢修

 

1、故障一

（1）故障現(xiàn)象：

       發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降，怠速發(fā)抖，起動(dòng)困難，嚴(yán)重時(shí)甚至不能起動(dòng)。

（2）故障原因：

      噴油器堵塞，噴油霧狀不良，噴油器卡滯等，造成噴油量減少或各噴油器的噴油量相差太大；或者是某個(gè)噴油器卡死或線圈有故障，造成個(gè)別噴油器不噴油所致。

（3）故障檢測(cè)：

① 檢測(cè)電磁噴油器線圈的電阻值

      噴油器按線圈電阻值分為低阻值型（2～3歐姆）和高阻值型（11～17歐姆）兩種，多數(shù)車型采用高阻值的線圈。檢測(cè)時(shí)，拔下噴油器的接頭，將數(shù)字萬(wàn)用表兩表棒接到噴油器的兩個(gè)接線端，測(cè)量噴油器線圈的電阻值，要求電阻值應(yīng)符合要求，各缸噴油器的阻值應(yīng)相等。否則，應(yīng)更換噴油器。

② 檢測(cè)噴油器工作情況

      首先，拔下噴油器的接頭，然后，將蓄電池12伏的電壓接到噴油器線圈的兩接線端，單獨(dú)給噴油器通電，應(yīng)能聽到清脆的吸合聲，否則是噴油器有卡滯，應(yīng)換新件。低阻型的噴油器檢測(cè)時(shí)，要串聯(lián)一個(gè)合適的電阻器。在檢測(cè)中每次通電的時(shí)間要短，以免線圈過熱燒毀。

③ 檢測(cè)噴油量和噴油霧狀

      首先，將噴油器和供油總管一起拆下來(lái)，然后，將蓄電池的電壓接到燃油泵的繼電器的插座上，使燃油泵連續(xù)工作，接著，拔下噴油器的接頭，并接上12伏的工作電壓，使噴油器單獨(dú)通電，測(cè)量連續(xù)噴油15秒的噴油量，要求應(yīng)為50～60毫升，各個(gè)噴油器的噴油量相差應(yīng)少于5毫升。同時(shí)觀察噴出的汽油應(yīng)形成均勻并分散成一定錐度的良好霧狀。否則，清洗或者更換噴油器。

2、故障二

（1）故障現(xiàn)象：

      發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)困難，油耗高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)冒黑煙。

（2）故障原因：

      噴油器漏油，造成混合氣過濃，發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅后，汽油還不斷地滴入進(jìn)氣管內(nèi)，造成熱車起動(dòng)困難。

（3）故障檢測(cè)

 ① 噴油器漏油的檢查，首先，應(yīng)保持燃油泵連續(xù)工作，使油壓達(dá)到正常，然后，將噴油器的噴口擦拭干凈，觀察其漏油情況，要求滴油量每分鐘不能超過1滴，否則，應(yīng)清洗或者更換噴油器。

② 噴油控制信號(hào)的檢查，應(yīng)先在噴油器的控制接線端接上示波器，然后，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察控制信號(hào)的噴油時(shí)間，正常怠速的噴油時(shí)間一般為2～3毫秒，加速時(shí)的噴油時(shí)間應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速增加而增加，特別是急加速時(shí)，噴油時(shí)間可增加到7～12毫秒。

③ 噴油時(shí)間不正常或沒有控制信號(hào)，應(yīng)檢查與噴油量有關(guān)的各傳感器信號(hào)、噴油器與ECU的連接線路、ECU等是否正常，該故障和噴油器本身無(wú)關(guān)。

 

總結(jié)：

    綜上所述，為了促進(jìn)康明斯發(fā)電機(jī)組和機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展，需要注重柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行性能的不斷優(yōu)化，提高發(fā)動(dòng)機(jī)能動(dòng)性，達(dá)到減少環(huán)境污染和提高運(yùn)行效益的目的。通過運(yùn)用共軌噴射系統(tǒng)，能有效實(shí)現(xiàn)上述目的，為了突出柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，有必要加大對(duì)共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法的研究，旨在及時(shí)掌握系統(tǒng)故障問題并制定處理策略，確保柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。

 

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