电控柴油机起动故障原因分析

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月7期   作者:蒋予器
[导读] 为了及时、准确地消除机车辆电控柴油机的故障
        摘要:为了及时、准确地消除机车辆电控柴油机的故障,首先分析了故障启动的原因。因为各类车型的控制原理和控制系统有所不同,所以我们在分析电控柴油机无法起动的原因时,应始终围绕电控柴油机正常起动应具备的条件这一依据来分析。
        关键词:电控柴油机;起动;故障;分析;
        在电控柴油机车辆使用过程中,经常会出现车辆无法正常起动的故障,对产生此类故障的原因及检测方法进行了详细的分析,以便能准确、快速的排除故障。
        一、故障诊断方法
        电控柴油机与机械泵柴油机相比,增加了电控系统,无法起动的部分故障会以故障码形式存储于ECU中,这些故障包括燃油供给系统、传感器、线束、执行器故障。无法起动故障诊断方法相比机械泵柴油机有所不同。常见的诊断步骤如下所述:
        1.初步判断故障范围。根据故障现象,初步判断是什么方面的问题(机械零部件还是用电零部件),不要盲目更换部件。
        2.读取故障码。故障码分为历史故障和当前故障,历史故障不影响车辆性能,通过读取——记录——清除——读取——分析,确定影响车辆性能的故障点。
        3.根据故障码排查故障。大部分故障码表示某个范围有问题,而不能精确到某具体的传感器或执行器存在问题,排查故障时要注意结合柴油机实际工作过程,整体考虑故障点。
        4.无故障码排查。如果读取不到故障码,首先检查诊断设备与ECU通讯线束是否正常,然后根据数据流及经验进行分析判断。
        二、起动电路故障引起的车辆无法起动
        电控柴油机起动机工作时受ECU控制,将点火钥匙旋到起动档时,ECU会输出一个驱动电流到起动继电器,使继电器正常吸合,起动继电器吸合后起动机工作。若发生起动机不能正常运转的故障时,主要从起动继电器、空档开关、蓄电池、起动机等几个方面进行检测。
        1.空档开关检查。起动时,ECU根据空档开关信号判断当前是否处于空档位置,当ECU识别到档位处于空档位置时,通过控制起动继电器来控制起动机的工作。当空档开关损坏或其线路出现出现故障时,会因ECU接收不到空档开关信号而导致起动机不运转。在起动车辆前,首先检查档位手柄是否处于空档位置;然后检查空档开关是否损坏,线路是否完好。
        2.车下停车开关的检查。检查车下停车开关是否处于断开状态,开关是否完好。
        3.蓄电池电压的检查。蓄电池电压不应低于24V,电压过低会导致起动机不工作,可用万用表电压档检测蓄电池电压是否正常。
        4.起动继电器检查。(1)外观检查。检查起动继电器接线柱表面氧化物是否太多,接线柱表面螺栓是否松动或断裂。(2)开路检测。拔下起动继电器,用万用表欧姆档检测继电器线圈两端的电阻,结果应为60~140Ω左右,否则说明继电器线圈存在故障;用万用表欧姆档检测继电器开关触点间电阻,结果应为无穷大,否则说明继电器开关触点存在故障。(3)加电检测。在继电器线圈的两端加24V电压,用万用表欧姆档测量继电器开关触点两端的电阻,结果应为0Ω,否则说明继电器损坏。
        5.点火开关及起动开关的检查。当点火钥匙旋至ON档时,观察仪表盘是否点亮,当点火钥匙旋至起动档时,检查起动机是否正常运转。
        三、油路故障检查
        低压油路的堵塞、高压油路的泄漏会导致系统压力偏低,在起动过程中导致无法起动或起动困难
        1.常见故障码释义。

在博世ECU里面有一个轨压偏差的概念,报故障码时都是根据这个偏差来报的:轨压偏差=轨压设定值-轨压实际值。例如很多诊断仪都会报P1011——轨压偏差超出上限,这个故障码就是实际轨压低的故障。正偏差就是实际轨压比设定轨压小,超出门限值就是实际值比设定值小的太多。
        2.低压油路排查:按照燃油的流经路线,油箱→粗滤清器→齿轮泵→细滤清器→高压泵,进行检查。
        3.高压油路排查。停机状态下松开高压油泵出油口和回油口,打起动机时,正常情况下都有出油,出油现象可参考正常机型。如不出油或出油异常,则考虑高压油泵异常;油量计量控制阀是否卡在常闭或较小开度位置;内部油道或阀件可能被颗粒物卡滞。如出油正常,则检查喷油器回油量。典型案例:有1辆运行4万km的商用车,配置EDC17CV44博世系统、6缸柴油机。起动机转动,但是车辆无法起动,现场排低压油路及高压油路空气,可以顺利起动,但熄火后5min左右,就无法再次起动,或起动困难。诊断步骤:(1)读取故障码信息:无任何故障码。(2)连接诊断仪,起动机运转时,读取数据流。(3)打直通,试车,发动机起动,怠速运转正常。(4)分段检测低压进油油路,发现粗滤清器部位存在漏气现象。(5)进一步拆解粗滤清器,发现放气螺栓螺纹损伤,造成漏气,进而导致进油量低。(6)更换相关损坏部件后,故障排除。故障原因:低压管路漏气导致轨压建立缓慢,柴油机无法起动。
        4.同步信号故障。诊断仪对同步信号的解释有些是同步或者不同步,也有些是0或者1,都代表当前的一个同步状态。同步信号在国三车辆一般为48,国四车辆一般30为同步。大部分商用车是可以通过单凸轮轴信号起动的,ECU根据凸轮轴信号判断发动机的曲轴位置,进行喷油。但是这种模式是有限制的,仅限于Z+1齿的信号盘,单齿信号盘计算误差太大,无法进入单凸轮轴起动模式。同样,商用车也可以通过单曲轴信号着车,单曲轴信号起动,原理很简单。依靠单曲轴信号,可以判断出上止点,但是压缩上止点还是排气上止点不清楚,那么ECU只是在起动时假定为其中的某一个,默认为压缩上止点。进行试喷,如果是压缩上止点,喷油器喷油后燃烧做功,发动机转速升高,ECU检测到发动机转速升高,假定正确;如果没有检测到转速上升,ECU判断假定错误,换一个上止点再试试,是可以起动的。由于装配、传感器线束问题导致曲轴、凸轮轴位置信号错误或无信号,无法实现同步,不能正常喷油。注意,是曲轴位置传感器和凸轮轴传感器同时出现问题时,才会导致无法起动。(1)常见故障码。P237:凸轮轴信号与曲轴信号偏差过大。(2)凸轮轴、曲轴位置传感器检查1)检查传感器本身电阻:770~950Ω(20°C时)。2)检查传感器安装位置是否到位:间隙为1mm。3)检查传感器到ECU之间的线束:是否有断路、短路。4)检查线束接插头。5)检查传感器上是否有污染,导致信号失真。(3)机械安装位置检查。1)飞轮安装位置:当1缸活塞位于压缩上止点时,曲轴位置传感器对应的曲轴位置到缺齿的位置角度应与维修手册一致;2)曲轴与凸轮轴的正时关系:当曲轴位置固定后,查看凸轮轴的位置。此时凸轮轴与曲轴的相对位置必须与维修手册一致。
        四、起动机工作正常,轨压无法建立造成的发动机无法起动
        在排除车辆无法起动故障时,油量的多少往往是一个大家容易忽略的因素,在进行全面检查之前,首先应检查柴油箱的油位是否过低,确认油量正常时再展开其他检测。
        1.低压油路检查。当低压油路存在空气时会影响车辆的起动,这时候需要排除低压油路中的空气。首先将粗滤器上的放气螺栓松开,压动粗滤器上的手压泵,当放气螺栓处有柴油持续流出时,说明低压油路中的空气完全排除。
        2.高压油路检查。①当低压油路空气排完后,如果柴油机仍无法起动,需对高压油路进行排气。首先将某缸高压油管松开,然后起动车辆,用起动机带动柴油机运转至高压油管有柴油持续流出。但是需要注意的是高压油管接头不可以频繁拆卸。
        总之,引起柴油机无法起动的故障原因很多,为了及时准确的排除无法起动的故障,我们应了解修理车型的控制原理和控制系统有何特点,以便于尽快排除故障。
        参考文献:
        [1]王芳,浅谈电控柴油机起动故障原因.2019.
        [2]刘浩宇,探讨电控柴油机起动故障原因分析.2018.
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