柴油發動機共軌電控系統故障診斷與處理研究

曾華娟

摘 要：柴油發動機共軌控制系統故障不僅單靠是傳統的維修經驗法維修更需要借助現代先進檢測儀器，對其進行診斷與分析，判斷故障范圍，最終找出故障點，針對性的解決故障問題。經過研究分析共軌柴油發動機電控系統故障進行歸納總結故障類型、診斷原則和診斷維修的思路方法。

關鍵詞：共軌控制系統 檢測儀器 處理研究

Research on Fault Diagnosis and Treatment of Diesel Engine Common Rail Electronic Control System

Zeng Huajuan

Abstract：Diesel engine common rail control system failure is not only based on traditional maintenance experience， but also requires modern advanced testing equipment to diagnose and analyze it， determine the scope of the failure， and finally find out the point of failure， and solve the problem in a targeted manner. After research and analysis of common rail diesel engine electronic control system faults， the fault types， diagnosis principles and methods of diagnosis and maintenance are summarized.

Key words：common rail control system， detection instrument， processing research

柴油發動機在汽車和機械設備制造中有著廣泛應用，但傳統柴油發動機振動須率強、噪聲、空氣污染大，而現如今發動機運作時配合共軌噴射系統，提高噴油壓力，加大對發動機負荷狀態的控制，確保柴油發動機的排放性和經濟性。因此對共軌柴油發動機電控系統故障診斷與處理就特別重要，這就是需要維修人員而是要在掌握電控系統組成及工作原理的理論基礎上，借助現代先進檢測儀器，運用故障診斷方法進行處理研究。

1 柴油發動機共軌電控系統常見故障

發動機故障率較高，主要是發動機電控系統各組成部份多采用大量的電子元件，這些電子元件，易損壞，會引起整個零部件的工作異常，從而出現故障。

電控發動機故障主要有：無法啟動、難以啟動、運行熄火;跛行回家;功率、扭矩不足;運行不穩、怠速不穩;冒黑煙;加速性能差等。而引起這些故障的原因主要有：冷卻水溫度傳感器、電子油門踏板傳感器、油軌壓力傳感器、燃油計量閥、噴油器、ECU等組成件本身的故障，以及油路壓力不正常、連接線路問題等產生的故障。

共軌柴油發動機故障的產生主要是機械部分和電子控制部分兩部分產生。在進行電控發動機系統故障診斷時，首先要判斷出故障的大致方向，分析出故障點是在機械還是在電控部分，機械部分可以用經驗法來進行檢測診斷，而電控系統故障則需要用現代先進儀器和設備進行診斷維修。

1.1 柴油發動機共軌電控系統常見故障類型

共軌柴油發動機故障類型一般有：間歇故障虛、人為故障、虛假故障、潛伏故障和交叉故障。

1）間歇故障。故障時而有時而無，并非持續性發生。此類故障一般是由于接觸不良引起的。

2）人為故障。由于駕駛員或維修人員的人為因素而造成電控系統出現新的故障。駕駛員的錯誤引導或是故障亂碼，誤導維修人員并沒有按標準檢修流程來進行操作，導致在誤操作的過程中增加了電控部分的新故障，增加的新故障，被稱為人為故障。

3）虛假故障。故障表征現象是機械故障，但并非是由機械部分引起的，故障點是在電控部分。例如：某傳感器失靈，從而使ECU 接收到錯誤指令，發出錯誤指令，從而造成機械部分機件的損壞[12]。

4）潛伏故障。故障通常處于隱蔽狀態，沒有明顯征兆，但故障卻是存在的。此類故障一般會在受熱、震動等特定狀況下故障癥狀才顯現出來。

5）交叉故障。柴油機中電控系統和機械部分都產生故障的綜合性故障，其中機械部分故障現象較明顯，其故障特征掩蓋住了電控故障，必須將電控系統故障與機械部分的故障一同診斷排除，才能算徹底排除故障。

1.2 柴油發動機共軌電控系統診斷基本原則

1）先思后做。共軌柴油發動機的工作原理越來越復雜，有時產生的故障會相互影響，所以，在進行故障分析時，必須明確檢查流程，避免盲目檢測或重復檢查現象。

2）先簡后繁。在對故障的檢查過程中，可先采用看、聽、摸等傳統方法及簡單工具對可能故障部位進行直觀檢查，如：連接部位的松動、線束連接有無脫落、部件有無裂紋損傷及溫度過高等現象。若無法通過直觀檢查找出故障，則需要用解碼器、示波器等先進檢測設備及工具進行進一步的檢查。

3）先機后電。共軌柴油發動機主要機械元件的工作環境較惡劣，一般都是在高溫、高壓、高速的環境下工作，受力復雜，磨損大，故障率較高。所以在維修時，應先排除機械部分故障，再開始排查電控系統。若真的是電控系統故障，也應先從電控系統中一般的機械故障下手。

4）先查后測。當共軌柴油發動機出現故障時，ECU中會存儲著故障碼，以便于故障排除。在排除故障時，需查閱相關資料，再進行故障的分析。

5）先外后內。在柴油機故障排除的過程中，先大致判斷發動機故障的方向，是否與電控系統有關，應采取就近原則，先對外部進行檢查，查看外部的接口部位是否良好，在確定故障不是由于外部連接等原因而造成的后，再對系統中部件進行檢測，這樣可以避免過多沒有價值的拆裝，從而節省故障診斷與排除時間。

6）故障碼優先。在進行共軌柴油發動機故障檢測時，診斷儀器能讀取ECU中的故障代碼，從而使維修人員根據所提取出來的故障碼進行針對性的檢測。

綜上所述，共軌柴油發動機電控系統組成部件較多，結構較復雜，若出現故障，在診斷時，需根據其結構及工作原理，利用科學的診斷方法，制定合理的診斷流程，對故障進行分析、判斷，最后排除故障。

2 柴油發動機共軌電控系統常見故障診斷方法

柴油發動機共軌診斷技術隨著其電控技術的成熟在不斷的創新和變革，以前的簡單工具到現在專業檢測儀器，診斷方法越來越豐富。20世紀90年代，共軌柴油發動機故障的診斷方法多數是采用直觀法進行故障的判斷，現在電控技術普及后，檢測就需要采用一些先進的檢測儀器和設備來做進一步的深入檢查，從而判斷故障原因。

2.1 借助系統電路圖確定故障類型

不同汽車生產廠家在運用共軌電控噴射系統時，會結合實際需求設計系統結構體系，由此產生多樣化線路連接方式，在進行系統故診斷時，應充分利用電控電路圖，在明確電路體系的情況下，確定故障診斷要點，進行電控單元線路連接故牌檢查時，在ECU子上插入大頭針斷傳感器是否正常作業。

2.2 利用專用故障診斷儀器讀取故障碼

共軌喚射系統中設備發生故障時，則設備無法正常運作，這時設備維停工作難度較大，并且嚴里影響了發動機運行效益。在設備故障發生故障時，利用診斷儀器將故障對應的故障碼輸入系統中，能顯示出故障位置和解決方法。大部分故障條碼安裝在發動機內側，根據傳感器信號來調控電磁閥，提高柴油發動機運行質量，具體來說，采用故障碼來判斷共軌喚射系統故障問題，能實現系統目我診斷，及時解決故障問題。

3 案例分析

3.1 故障現象

東風天錦系列商用車裝配的康明斯（ISDe21040）發動機采用了 Bosch高壓共軌電控噴射系統。車輛在駕駛過程中動力不足，尤其是發動機轉速處于高速下動力不足現象更加明顯。故障燈隨車速變化而變化，車速下降燈就滅，油門踏板不起作用，發動機工況逐漸恢復正常，但仍感覺行駛無力。經詢問了解，車輛一直按期保養，近期未出現事故和維修。檢查發動機，并未發現異常。起動發動機，啟動正常，怠速、中速運轉正常，但高速轉速2000轉以上感覺油門響應變差。

3.2 診斷過程

安裝先思后做的診斷原則，排除人為故障和機械故障，通過直觀檢查未找出故障，則需要專用診斷儀調取故障碼檢查。故障碼顯示存儲非現行故障，故障代碼（0559）：噴油器計量油軌壓力——數據低于正常工作范圍-中等嚴重級別。這說明ECU監測到燃油壓力低于指令壓力，產生的后果可能會造成起動困難、功率低或發動機冒煙及發動機可能無法起動。起動發動機后在不同車速下檢查數據流，數據流顯示在發動機2000轉時軌壓變化不明顯，且隨轉速增加軌壓下降，但故障燈未亮。

3.3 原因分析

故障現象顯示中、高轉速下油軌壓力低，首先要明確傳感器及傳感器線路是否正常，如傳感器不正常就無法正確反應軌壓。如果軌壓傳感器反應了真實的油軌壓力則傳感器正常，那么軌壓低可能是由燃油供給系統引起的，根據燃油供給系統工作原理，軌壓降低：一是低壓系統來油不暢，則是油箱至齒輪泵相關元件及管路：二是高壓系統不能建立正常油壓，可能是燃油高壓泵損壞，燃油計量閥執行器損壞，燃油計量閥執行器連接線路損壞，EU控制電路信號等原因。三是高壓側燃油泄漏，泄漏點主要有共軌管上的噴油器、泄壓閥、高壓燃油泵三個泄壓點。

4 維修與測試

通過原因分析，基本理清了診斷思路。決定首先排除電子控制系統的問題，測量軌壓傳感器電阻，輸出電壓無異常。基本排除軌壓傳感器和ECU線路連接的故障問題。因在起動及怠速、中低速工況系統軌壓正常，通過檢查燃油計量閥執行器及控制電路，排除了燃油計量閥執行器故障的可能性。至此基本排除電控系統故障判斷軌壓低是燃油供給系統出現故障，檢查低壓系統來油不暢，油箱密封良好，油量正常，進油管路無損傷;檢查燃油濾清器，分別拆下濾清器進油口、出油口接頭，檢查油泵泵油，檢查正常。發動機在高速狀態軌壓下降明顯，決定檢查燃油系統回油量。回油量檢查不僅可確定高壓系統的供油情況，還可以檢查高壓系統是否存在不正常的燃油泄露。因為三處回油泄壓點共用一根回油管，為確定故障點，必須分別檢查。先檢查共軌管上的泄壓閥，在泄壓閥處引出一根回油管。發動機轉速達到2千轉時泄壓閥開始回油，軌壓下降，發動機轉速的升高回油量增加。故障原因為泄壓閥故障造成。更換共軌管總成后啟動發動機，并對發動機不同轉速工況進行測試，查看靜態及動態數據流，未發現問題。車輛路試，怠速、加速、減速發動機均正常，故障有效排除。

參考文獻：

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