共軌柴油機跛行回家故障的原因分析與排除

摘 要：通過對BOSCH共軌柴油機工作原理的研究分析，了解“跛行回家”故障形成原因的種類，采用共軌柴油機的故障診斷法進行逐步排除，最終確定具體故障，恢復發動機功率。

關鍵詞：共軌柴油機； 跛行； 故障原因； 排除； 傳感器； 功率； 燃油系統

引言

由于近年來國家對環境保護的重視，引發了濰柴發動機的變革，即提高尾氣排放的標準，由原來國二提高到國三排放標準。濰柴國三發動機就是在國二發動機的基礎上，對燃油噴油技術進行改進，采用現代共軌式電控燃油噴射技術取代傳統的純機械操縱式噴油技術，通過共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，分送到每個噴油器，并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁閥的開啟與閉合，定時、定量地控制噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量，從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的點火時間、足夠的點火能量和最少的污染排放，以達到國家對尾氣排放的要求。

對新的濰柴國三發動機現代電控噴油技術的應用，發動機的故障原因必然發生變化，新的故障現象也隨之產生，“跛行回家”故障就是其常見故障之一。“跛行回家”功能是裝有國三電控高壓共軌柴油機車輛設計上別具特色功能之一，即在車輛行駛中，當發動機電控系統的某些元件因出現故障而失效后，多數情況下發動機不會停機，而是進入降級模式，發動機仍維持運轉，只是輸出功率受到限制。據統計，新車出廠運行25000KM至30000KM后，若燃油系統保養不到位，就很容易出現跛行回家故障；按100臺車輛統計，可占到20%左右。筆者就在工作中遇到的“跛行回家”故障進行原因分析和排除。

1. 故障現象

裝有濰柴國三電控高壓共軌柴油機的重型卡車在行駛中，駕駛員踩下加速踏板后，突然覺得發動機加速性能不良，觀察儀表盤，發現最高轉速只能達到1500r/min，松開加速踏板后發動機不熄火，且怠速運轉正常，再踩下加速踏板至最大位置，發動機轉速還是只能達到1500r/min，時好時壞。此時儀表盤上的發動機故障指示燈點亮，發動機無法輸出與燃油燃燒等量的動力，車輛只能低速行駛，限制了車輛的正常工作性能。

2. 工作原理及故障原因分析

2.1.工作原理

濰柴國三電控發動機采用的是BOSCH電控高壓共軌燃油系統。該系統要求車輛在行駛中，當發動機電控系統的某些元件因出現故障而失效后，發動機電子控制單元（ECU）不會發出停機信號，而是進入降級模式，發動機仍維持運轉，只是輸出功率受到限制。此時，電子控制單元（ECU）采用“跛行回家”控制策略替代駕駛員發出的加速踏板指令，失效的傳感器參數會被ECU用缺省值代替，發動機在轉速受到限制的情況下繼續運行，從而確保車輛能行駛到維修站檢修，或者通過遠程網絡得到廠家技術專家的診斷支持。圖1和圖2為其工作原理圖。

2.2.故障原因分析

從原理圖1和圖2，可以分析出該故障的主要原因是相關的傳感器、油路、ECU故障，特殊原因是修正ECU指令輸出的相關傳感器故障。

2.2.1.傳感器問題：曲軸位置傳感器損壞、凸輪軸位置傳感器損壞、軌壓傳感器損壞、增壓壓力傳感器損壞時，會引起跛行回家故障。

2.2.2.油路問題：油路包括低壓油路、高壓油路、噴油器。低壓油路進油阻塞，進油不足以及回油管路被壓到時能引起跛行回家故障模式；高壓油路泄漏、流量計量單元故障、高壓油泵損壞、噴油器進油口泄漏或者噴油器針閥卡死、接線故障等同樣能引起跛行回家故障。

2.2.3. ECU數據問題：由于現在數據管理還存在或多或少的問題，EOL工具的刷寫功能還有不完善的地方，在極少數情況下不免出現刷錯數據的現象。這樣就有可能造成ECU內部控制邏輯錯誤引起發動機跛行。

2.2.4.相關傳感器：當水溫度、機油溫度、進氣溫過高時，EUC會自動啟動過熱保護功能，限制發動機功率，使發動機進入跛行模式，這點主要是從安全因素考慮而設計，與BOSCH電控共軌柴油機的噴油系統設計無關聯而被多數維修人員忽視。

3. 故障排除及效果

3.1.故障排除方法

根據國三電控柴油發動機故障診斷的基本方法，通過故障診斷燈讀出閃碼，查閱相應維修手冊和用故障診斷儀讀出故障碼等方式了解故障原因和故障部位。

3.1.1.故障診斷燈法：當車出現故障時，可以通過整車儀表盤上的閃碼燈讀出閃碼，參照閃碼表初步判斷錯誤原因。

3.1.2.故障診斷儀。故障診斷儀可讀出發動機的動態數據流，根據各數據流對照正常參數進行較進一步的判斷故障部位。

3.1.3.根據閃碼和故障碼確定的故障原因和部位，由易到難再視具體情況進行分步排除。

3.2.故障常見原因的排除措施

3.2.1.同步信號出錯

3.2.5.ECU故障

更換新的EUC即可。

3.3.故障特殊原因的排除措施

參考BOSCH電控高壓共軌系統工作原理，按照上述故障常見原因的排除措施的步驟，逐步進行原因排除后發現，噴油系統相關聯的傳感器、油路、EUC都完好時應考慮從水溫度傳感器、機油溫度傳感器、進氣溫度傳感器等修正ECU輸出指令的特殊原因排除故障。

3.4.效果

用分析、排除法，參照以上故障原因的步驟由上至下逐步確定故障部位和原因，再根據相應的故障原因的排除措施進行具體問題的排除，最終發現：水管密封環磨損，漏人空氣，導致冷卻水溫度升高而使發動機進入跛行回家模式運行。更換水管密封環，排凈水循環內的空氣，發動機溫度下降到正常行駛溫度，EUC自動解除跛行回家模式的指令，發動機恢復正常行駛的功能，發動機轉速可以線性提升，即輸出功率隨著加速踏板的開度加大而直線上升。

4.結語

通過對BOSCH共軌柴油機工作原理及其故障診斷方法的學習和掌握，分析出造成共軌柴油機“跛行回家”故障的原因主要是相關的傳感器、油路、ECU和修正ECU指令輸出的相關傳感器出現問題。采用讀出故障燈、解碼儀數據進行分析、排除等方法，針對故障部位的元件、線束進行由易到難的逐步分析，確定具體故障。對具體故障進行拆卸、清洗、更換，最終解決問題。跛行回家模式解除后，發動機恢復正常行駛的功能，發動機轉速可以線性提升，即輸出功率隨著加速踏板的開度加大而直線上升。

參考文獻：

[1] 王志新.國三柴油機維修技術.濟南：濰柴控股集團有限公司出版，2007

[2] 郭建樑.柴油發動機高壓共軌電噴系統原理與故障檢修.北京：機械工業出版社，2012

[3] 何勇靈，徐斌.BOSCH柴油機管理系統.北京：北京理工大學出版社，2010

[4] 母忠林.柴油機常見故障與維修全程圖解.北京：化學工業出版社，2012

作者簡介：黃家海，男， 職務： 業務主辦 。