高壓共軌柴油機電控系統(tǒng)故障診斷方法

浙江省樂清市雁蕩山周氏汽車修理廠 周后余

2017年1月1日起國家分階段實施國5排放標(biāo)準(zhǔn)，對車用柴油機排放提出更加苛刻的環(huán)保要求。柴油高壓共軌技術(shù)的普及應(yīng)用，需要維修技術(shù)人員了解故障診斷原則，有清晰的診斷思路、豐富的實踐經(jīng)驗、遵循科學(xué)的診斷方法，盡可能準(zhǔn)確而迅速地找出故障所在。

1 故障診斷的基本原則

1.1 先外后內(nèi)

先外即發(fā)動機出現(xiàn)故障時，先對電控系統(tǒng)外的可能故障現(xiàn)象進(jìn)行檢查，包括發(fā)動機有無異響、發(fā)動機怠速工況是否正常、發(fā)動機排煙是否正常等，排除機械方面故障，這樣可避免本來是一個與電控系統(tǒng)無關(guān)的故障，浪費了大量精力去查找電控系統(tǒng)的傳感器、ECU、執(zhí)行器和線路等。后內(nèi)即對電控系統(tǒng)進(jìn)行檢查。

1.2 先簡后繁、先熟后生

能以簡單、熟練方法檢查的先予以檢查，有難度的后查。通過看、摸、聽、聞等直觀方法將一些較為顯露的故障迅速找出來，而對找不出故障的，需要借助儀器、儀表或其他專用工具進(jìn)行診斷。

1.3 故障代碼先行

電控系統(tǒng)都有故障自診斷功能，當(dāng)出現(xiàn)某種故障時，故障自診斷系統(tǒng)監(jiān)測到故障并通過點亮發(fā)動機故障燈來警告駕駛?cè)耍c此同時以故障代碼的方式存儲該故障信息。故障診斷可通過人工或儀器讀取故障代碼，依據(jù)資料查出對應(yīng)的故障代碼含義。所以先從故障代碼入手，再查找故障是故障診斷的必經(jīng)之路。

1.4 故障代碼、數(shù)據(jù)流綜合分析

僅靠讀取的故障代碼去排除故障，大多解決不了問題，需要專用的診斷儀讀取數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)，分析引起數(shù)據(jù)不正常的原因，從中找出故障原因。有一輛申龍SLK6106F73客車，裝用玉柴YC6G270-30發(fā)動機，發(fā)動機故障燈有時點亮，發(fā)動機限速1 500 r/min，有故障代碼P1014（倒拖時燃油流量錯誤）、故障代碼P1011（燃油控制器故障）存儲，清洗了柴油低壓油路、計量單元，更換了柴油濾清器，故障并沒解決。連接故障檢測儀路試，觀察計量單元觸發(fā)電流變化，存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，對計量單元功能測試，確定該計量單元不可用。更換計量單元后試車，發(fā)動機工作正常了。

1.5 換件試驗

電控系統(tǒng)中有傳感器和執(zhí)行器、線束及連接器、ECU等，出現(xiàn)故障常由于零部件損壞、連接器接觸不良的可能因素，這時想要具體查出故障原因可能要消耗比較多的時間。在實際故障診斷中，為能快速解決問題，找出故障，最便捷的方法莫過于對懷疑零部件采用新件替換試驗，這樣比一步步去查找要容易得多。

1.6 用排除法逐步縮小故障范圍

排除法在故障診斷中的應(yīng)用，就是從故障現(xiàn)象中分析可能存有幾個方面的故障，采用逐一排除幾個方面的故障，最后確定故障的方法。也就是說憑維修經(jīng)驗，初步診斷出故障的大致范圍，憑維修經(jīng)驗和直觀診斷，排除幾個不可能的方面，再依據(jù)診斷設(shè)備、儀表等對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對比，認(rèn)準(zhǔn)故障方面，找出故障原因。

診斷設(shè)備包括有閃讀碼功能的隨車自診斷系統(tǒng)、萬用表、壓力表、示波器、故障檢測儀等。初步診斷依據(jù)報出的故障代碼，對照故障代碼表的故障提示，找出故障所在。更深入檢查則依據(jù)故障檢測儀數(shù)據(jù)流或示波器波形等分析異常之處，找出故障所在。特別是故障檢測儀不斷完善的各項測試功能，使發(fā)動機故障診斷更加得心應(yīng)手。

2 故障診斷中應(yīng)檢查的幾個方面

2.1 供電電源檢查

正常的電源供應(yīng)是電控單元正常工作的必備條件，沒有電源供應(yīng)或者錯誤的電源供應(yīng)都會造成電控系統(tǒng)不正常。如ECU無電源，會使發(fā)動機不能起動、儀表盤上的發(fā)動機故障燈無自檢功能、故障檢測儀無法連接ECU；電控系統(tǒng)欠壓不能順利起動，常報故障代碼P150B（驅(qū)動級電路電壓低于下限值）。電控系統(tǒng)中，ECU電源有一種由蓄電池直接供電，另一種由受點火開關(guān)ACC擋控制的ECU主繼電器供電，大部分傳感器由ECU提供5 V電源。表1為博世、康明斯、德爾福系統(tǒng)ECU電源端子及電源繼電器控制端子分布。

常見的ECU供電電源故障，有線束、ECU連接器損壞等造成的電路虛接，熔斷絲熔斷和人為錯誤接線等，可參考表1去查找。

對于ECU上的共用電源端，應(yīng)注意由于外部電路短路引起欠壓，造成發(fā)動機故障。如圖1所示，在濰柴博世國4發(fā)動機電控單元（EDC17C44帶SCR）上，K29、K68為24 V的共用電源端，電源來自ECU內(nèi)部繼電器，為燃油含水率傳感器、OBD指示燈、冷起動指示燈、空擋開關(guān)、駐車制動開關(guān)、離合器開關(guān)、診斷請求開關(guān)、排氣制動開關(guān)、主制動開關(guān)、副制動開關(guān)、排氣制動電磁閥、燃油含水率報警燈、起動繼電器等供電。此共用電源線路較長，一旦某處短路造成欠壓，會使車輛限速，報故障代碼“114 主繼電器對搭鐵短路”。排查方法為：斷開ECU上的共用電源端連接線，另接一個24 V電源來試驗。

2.2 導(dǎo)通和斷路檢查

從ECU到傳感器和執(zhí)行器中有線束和連接器，難免存在接觸不良現(xiàn)象。在傳感器或執(zhí)行器端測量和ECU連接器間的電阻可以確認(rèn)是導(dǎo)通，還是斷路。對導(dǎo)通的要求為2點間電阻小于10 Ω。斷路的檢查要求為2點間電阻值大于100 kΩ。參照故障車電控系統(tǒng)電路圖，測量實際線路上的導(dǎo)通或斷路很重要，對于虛接的線束，可以拉動線束試驗。

有一輛揚子客車，裝用YC4F115-30發(fā)動機，行駛中發(fā)動機故障燈偶爾異常點亮，排氣管冒黑煙，發(fā)動機工作無力，需熄滅發(fā)動機再次起動才會正常。連接故障檢測儀，讀得故障代碼P1253（IMV閥控制器錯誤，壓力太高，負(fù)極故障）、P1254（IMV閥控制器錯誤，壓力太高，正極故障）。路試查看數(shù)據(jù)流，故障檢測儀因突然斷電進(jìn)入休眠狀態(tài)，需要重新開機，明顯是瞬間斷電造成的。查找虛接的188號電源線，發(fā)現(xiàn)該線熔絲在蓄電池邊被腐蝕了，造成有時接觸不好。更換該熔絲后試車，故障徹底排除。

表1 電控系統(tǒng)ECU上電源及繼電器端子表

圖1 EDC17C14電控單元公共電源端連接原理圖

2.3 搭鐵短路、線線短路的檢查

整車線束穿梭于車架間，難免造成某處線束磨破，使導(dǎo)線銅絲裸露，造成對搭鐵短路。線線間短路常由于磨破絕緣層或高溫造成絕緣層熔化銅線黏連。凡是未存在搭鐵短路、線線短路的，要求測得導(dǎo)線間電阻、導(dǎo)線和搭鐵間電阻大于100 kΩ。在維修中診斷因車輛振動造成搭鐵、線線短路的，可以拉動線束試驗，觀察熔絲有無熔斷。

3 故障診斷中的基本技能

3.1 讀取故障代碼后的分析

讀取故障代碼后并不是就找到故障了，還需要看數(shù)據(jù)流變化或依據(jù)其他診斷設(shè)備來讀取數(shù)據(jù)，以分析故障所在。表2為筆者在維修中積累博世系統(tǒng)傳感器的幾組數(shù)據(jù)。一輛江鈴順達(dá)車，采用博世EDC17C55電控系統(tǒng)，發(fā)動機故障燈亮，報故障代碼“P2455 壓差傳感器信號值過高”。從表2博世系統(tǒng)傳感器的測量數(shù)據(jù)表來看，插上壓差傳感器后，測得的信號電壓為5 V，明顯大于0.5 V，這是由差壓傳感器故障引起的，一旦顆粒氧化催化器（POC）堵塞，信號電壓大于0.5 V。

3.2 不要太留戀故障檢測儀報出的QR碼故障

QR代碼是電裝公司（DENSO）開發(fā)的一種二維代碼，用以對噴射量的校正。出現(xiàn)涉及QR碼故障的，對于博世系統(tǒng)（BOCH）的可以不予以考慮。

3.3 要學(xué)會從電控系統(tǒng)電路圖中找故障的經(jīng)驗

由于各汽車生產(chǎn)廠家采用的電控系統(tǒng)眾多，有著不同的線路連接，在故障診斷中學(xué)會從電控電路圖入手，對于不明確的ECU線路連接，在ECU端子插上大頭針測量到傳感器是否導(dǎo)通。有一輛玉柴油YC4E160-30發(fā)動機，行駛中發(fā)動機故障燈亮，限速1 500 r/min。連接故障檢測儀，讀得故障代碼“P0147 沒有另一個加速踏板信號”。更換加速踏板后試車，故障依舊。拔下ECU導(dǎo)線連接器，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線連接器上有水，用壓縮空氣吹干后試車，一切正常。

3.4 查找不能起動故障診斷的方法

查找不能起動故障診斷需要學(xué)會3步查的方法：第1步看電，即看電控系統(tǒng)有無電源、電控系統(tǒng)有無自檢、傳感器5 V電源是否正常、信號電壓是否正常；第2步看同步，即看曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器兩者的同步數(shù)是否符合要求；第3步看油，即看油軌壓力及噴油器循環(huán)油量，保證油軌壓力達(dá)到300 bar（1 bar=100 kPa）。

懂得EGR系統(tǒng)（排氣再循環(huán)）、SCR系統(tǒng)（選擇性催化還原）故障，會引發(fā)發(fā)動機減轉(zhuǎn)矩、工作不正常等故障的出現(xiàn)。

表2 BOSCH系統(tǒng)傳感器測量數(shù)據(jù)