新聞主題	柴油機(jī)燃油系統(tǒng)高壓、低壓油路及控制故障檢查

 

摘要：在對(duì)電控柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障檢查時(shí)，首先需要全面地掌握電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和線路連接方法，明確電控系統(tǒng)中各部件可能產(chǎn)生的故障以及對(duì)整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組的影響。運(yùn)用科學(xué)的故障檢查方法對(duì)電控系統(tǒng)故障現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析、判斷，確定故障的性質(zhì)和可能產(chǎn)生故障的原因和范圍；同時(shí)需要根據(jù)康明斯發(fā)電機(jī)組技術(shù)手冊(cè)，制定合理的檢查程序進(jìn)行深入診斷和檢查。

 

一、高壓共軌系統(tǒng)的概述

 

1、高壓共軌系統(tǒng)的組成

      柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)主要由4個(gè)主要組成部分構(gòu)成，如圖1所示。

（1）高壓油泵

      高壓油泵是高壓共軌系統(tǒng)的核心組件之一。它的主要作用是將柴油加壓到很高的壓力，通?？梢赃_(dá)到幾百至幾千巴的水平。高壓油泵通常采用柱塞式結(jié)構(gòu)，通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)使油泵產(chǎn)生壓力，從而將燃油送入高壓共軌。

（2）高壓共軌

      高壓共軌是一個(gè)金屬管道，油泵將燃油送入共軌中儲(chǔ)存。高壓共軌的設(shè)計(jì)和制造需要考慮高壓和高溫環(huán)境下的耐久性和可靠性，因此通常采用高強(qiáng)度、耐腐蝕的材料制成。共軌的直徑通常較小，以使燃油能夠以較高的壓力被釋放到噴油器中。

（3）噴油器

       噴油器是將燃油噴射到柴油機(jī)燃燒室中的設(shè)備。在高壓共軌系統(tǒng)中，每個(gè)氣缸通常都配有一個(gè)噴油器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）發(fā)出命令時(shí)，噴油器會(huì)以非常高的壓力將燃油噴射到燃燒室中，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)結(jié)束噴射。噴油器需要具備高壓、高溫和快速響應(yīng)的能力，以確保燃油的準(zhǔn)確噴射。

（4）軌壓傳感器

      軌壓傳感器用于監(jiān)測(cè)高壓共軌中的燃油壓力，并將壓力信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可以根據(jù)軌壓傳感器的信號(hào)來(lái)控制高壓油泵的工作，從而實(shí)現(xiàn)精確的燃油噴射控制。

2、高壓共軌系統(tǒng)的工作原理

      柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)的工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

（1）燃油供給

      當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，高壓油泵開始工作。高壓油泵通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高壓燃油，并將其送入高壓共軌中儲(chǔ)存。

（2）壓力調(diào)節(jié)

      高壓油泵根據(jù)傳感器信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的指令來(lái)調(diào)節(jié)燃油的壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可以根據(jù)負(fù)載、轉(zhuǎn)速和其他參數(shù)來(lái)控制燃油壓力的大小，以實(shí)現(xiàn)最佳燃油噴射效果。

（3）燃油噴射

       當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元需要噴射燃油時(shí)，它會(huì)向噴油器發(fā)送信號(hào)，噴射曲線如圖2所示。噴油器接收到信號(hào)后，以非常高的壓力將燃油噴射到燃燒室中，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)結(jié)束噴射。燃油的噴射量和噴射時(shí)機(jī)關(guān)鍵影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。通過(guò)精確的控制燃油噴射，高壓共軌系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高的燃燒效率和更低的排放。

（4）壓力釋放

      燃油噴射結(jié)束后，高壓共軌中的剩余燃油需要被釋放或回收。這一過(guò)程通常由壓力釋放閥和回油管路完成。壓力釋放閥可以將多余的燃油引導(dǎo)回燃油箱或回收到低壓油路中，以實(shí)現(xiàn)燃油的再利用。

 

圖1  柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)圖

圖2  柴油機(jī)電磁閥噴油器噴射曲線

 

二、低壓部分的檢查

1、檢查油箱油位

（1）油箱得油面過(guò)低而吸人空氣；

（2）油箱到油泵得油路嚴(yán)重阻塞，也容易吸入氣體。

2、檢查手油泵

（1）松開油路放氣螺釘，用手油泵泵油，當(dāng)向上輕輕抽 動(dòng)手柄時(shí)，如果稍感到油路有吸力，按壓手柄時(shí)放氣螺釘處排出燃油少，說(shuō)明輸油泵得吸油阻力過(guò)大。來(lái)油減少得原因是：油箱蓋上得通氣孔堵塞，油箱內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓， 影響來(lái)油；冬季使用得柴油粘度過(guò)大，流動(dòng)性差。

（2）泵油時(shí)，從放氣螺釘處溢出得燃油中混有氣體，如果按下手柄感到有阻力，同時(shí)排出得燃油又少，則是輸油泵到高壓油泵間得濾芯或油路阻塞，供油減少。

（3）泵油時(shí)，從放氣螺釘處輸出得燃油中混有氣體；從放氣螺釘?shù)接捅玫糜凸芙宇^沒(méi)有擰緊；接頭密封墊損壞或油路破損等引起漏氣，從輸油泵上得螺紋連接處或手油泵活塞與外壁得間隙中吸入氣體。

（4）不松開放氣釘，如果較長(zhǎng)時(shí)間按壓手柄始終感到阻力較小，則是高壓油路上得回油閥或輸油泵內(nèi)得進(jìn)出油閥密封不良，輸油泄漏。

3、油路空氣檢查

      檢查低壓油路是否有氣，并排空氣（有時(shí)低壓油路泄漏不明顯，需要仔細(xì)檢查）。

      排氣方法：主要排粗濾里面的空氣。松開粗濾上的放氣螺栓，用手壓粗濾器上的手壓泵，直至放氣螺栓處持續(xù)出油。

4、低壓油路壓力檢查

      低壓油路中壓力的穩(wěn)定對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的功率輸出是至關(guān)重要的。在柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)功率不足時(shí)，應(yīng)首先測(cè)量由回油溢流閥控制的低壓油路的壓力。而噴油器漏油的主要原因就是低壓油路壓力不足導(dǎo)致噴油器部件穴蝕造成的。所以，應(yīng)確保低壓油路的壓力并及時(shí)更換或清潔柴油濾清器。由于單體泵系統(tǒng)對(duì)燃油的預(yù)壓要求較高，因此需要檢測(cè)燃油系統(tǒng)的壓力。如測(cè)得的壓力低于規(guī)定數(shù)值時(shí)，就必須對(duì)輸油泵和回油單向閱進(jìn)行檢查。低壓油路壓力極限值：

（1）對(duì)于0.3MPa系統(tǒng)，當(dāng)n=2200r/min時(shí)，P≥0.20MPa；

（2）對(duì)于0.5MPa系統(tǒng)，當(dāng)n=2300r/min時(shí)，P≥0.45MPa。

      因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的燃油系統(tǒng)需要大量的燃油起冷卻作用，因此選用無(wú)膜片的轉(zhuǎn)子式輸油泵，供油量在供油壓力0.5MPa時(shí)為12L/min；為確保供油量，在回油管（溢流閥）處，柴油發(fā)電機(jī)最高空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)有至少8L/min的回油量。

三、高壓部分的檢查

      柴油發(fā)電機(jī)突然熄火，無(wú)法啟動(dòng)，讀故障代碼，為主繼電器2對(duì)地短路。查V2（1.04針腳）和V4（2.03針腳）有對(duì)地短路的故障存在，檢查后發(fā)現(xiàn)是由于排氣制動(dòng)電磁閥所引起，排除該故障后重新啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，仍然無(wú)法啟動(dòng)，監(jiān)測(cè)軌壓最高值為40bar，同步信號(hào)正確。所以確定發(fā)電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)是由于軌壓無(wú)法建立所引起的，噴油器壓力必須達(dá)到160bar才可以噴油。如果低壓油路空氣排凈后仍不能起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，則需要對(duì)高壓部分進(jìn)行檢查。

1、判斷高壓油路空氣

      判斷高壓油路是否有空氣，如果有也需要排出高壓油路的空氣。高壓油路分布如圖3所示。

      排氣方法：松開某缸高壓油管，用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)直至高壓油管持續(xù)出油。

2、檢查高壓油路泄漏

      仔細(xì)觀察燃油管路是否有泄漏，如果有泄漏，需要及時(shí)處理。

3、檢查柴油濾清器

      檢查油路是否通暢，檢查柴油濾清器是否堵塞，建議及時(shí)更換柴濾芯。

      檢查方法：松開精濾出口螺栓，用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，看是否有柴油噴出或流出。若只有少量柴油流出，則可以判定濾芯堵塞。

4、檢查軌壓傳感器

      檢查軌壓傳感器的初始電壓值是否在500mV左右，或設(shè)定軌壓是否為300~500bar（使用解碼器進(jìn)行讀?。舨徽?，首先檢查接插件是否牢靠。若無(wú)檢查設(shè)備，可以拔掉軌壓傳感器接插件嘗試再起動(dòng)。

5、檢查燃油計(jì)量閥

     檢查燃油計(jì)量閥是否完好，拔掉接插件嘗試再起動(dòng)。 燃油計(jì)量閥基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3  電控柴油機(jī)高壓油泵燃油油路

圖4  電控柴油機(jī)高壓油泵油量計(jì)量閥

 

三、控制部分出現(xiàn)故障

1、檢查各線束插頭的安裝情況

      用萬(wàn)用表按照線路圖的指針定義檢查線路的通斷。尤其著重對(duì)噴油器進(jìn)行檢查，外觀和電路如圖5、圖6所示。

（1）通過(guò)檢查電噴系統(tǒng)的連接線路來(lái)確定是否存在斷路或短路的問(wèn)題。通過(guò)使用萬(wàn)用表測(cè)量線路的電阻值，可以確定電噴噴油電路是否存在電流問(wèn)題。此外，還可以檢查噴油器的線圈是否正常工作，如果線圈損壞，噴油效果將會(huì)受到影響。

（2）通過(guò)檢查電噴噴油電路的傳感器來(lái)確認(rèn)其工作狀態(tài)。傳感器在檢測(cè)引擎工作狀態(tài)和環(huán)境條件方面起著關(guān)鍵作用。例如，氧傳感器用于檢測(cè)排氣中的氧氣含量，從而調(diào)節(jié)噴油器的工作。對(duì)于這些傳感器，可以通過(guò)使用診斷工具來(lái)檢測(cè)其輸出信號(hào)是否正常。如果傳感器輸出錯(cuò)誤的信號(hào)，將需要更換或修理。

（3）通過(guò)檢查電噴控制單元（ECU）來(lái)確認(rèn)電噴噴油電路的正常運(yùn)行。ECU是電噴噴油系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)控制噴油器的工作和監(jiān)控其他系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)使用車輛診斷儀器連接到ECU，并讀取其中的故障碼，可以判斷ECU是否存在問(wèn)題。如果有故障碼，需要根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行故障排除和修復(fù)。此外，還可以進(jìn)行ECU的自適應(yīng)和學(xué)習(xí)操作，以確保其工作在最佳狀態(tài)。

2、對(duì)傳感器本身進(jìn)行檢查

      可以使用解碼器，讀取相應(yīng)的故障信息，根據(jù)故障提示，對(duì)相應(yīng)的傳感器進(jìn)行檢查。此外，如果傳感器固定不牢，造成傳感器與感應(yīng)齒之間間隙過(guò)大或過(guò)?。ㄒ话銥?mm±0.5mm）就會(huì)出現(xiàn)故障。

3、對(duì)ECU進(jìn)行檢查

      主要是對(duì)各插頭進(jìn)行檢查，看有無(wú)松動(dòng)等，如果都無(wú)故障，最好使用替換法，對(duì)ECU進(jìn)行更換測(cè)試。

4、使用專業(yè)儀器對(duì)控制系統(tǒng)診斷

 （1）利用柴發(fā)控制器診斷

      利用柴油發(fā)電機(jī)組隨機(jī)控制屏的故障自診斷系統(tǒng)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的有關(guān)故障碼，然后根據(jù)故障碼表的故障提示，找出故障所在的部位。

（2）利用通用儀表診斷

      就是利用以數(shù)字萬(wàn)用表、LED燈和示波器為主的通用儀表，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障檢查和診斷。因?yàn)殡娍叵到y(tǒng)的各部件均有一定的電壓、電流和阻值范圍，工作時(shí)有輸出電壓信號(hào)范圍和輸出脈沖波形。因此用萬(wàn)用表測(cè)量元件的電阻和輸出電壓及導(dǎo)通性，用LED燈或示波器測(cè)試元件工作時(shí)的輸出電壓波形等可判斷元件或線路是否正常。

（3）利用專用電腦檢測(cè)儀診斷

      利用電腦檢測(cè)儀對(duì)電控柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行讀碼、清碼、數(shù)據(jù)掃描，包括對(duì)傳感器輸人信號(hào)和執(zhí)行器輸出信號(hào)參數(shù)修正實(shí)驗(yàn)，對(duì)電控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整以及系統(tǒng)匹配和標(biāo)定，防盜密碼設(shè)定等作業(yè)，以便迅速找出故障部位。

 

圖5  柴油機(jī)噴油器示意圖

圖6  電控柴油機(jī)噴油器電路連接圖

 

總結(jié)：

      柴油發(fā)電機(jī)高壓共軌電噴技術(shù)是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制單元(ECU)組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管(Rail)，通過(guò)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，可以大幅度減小柴油發(fā)電機(jī)供油壓力隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的程度。柴油發(fā)電機(jī)共軌系統(tǒng)對(duì)燃油油路要求較高，低壓油路和高壓油路都要保證密閉。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，軌壓都不能正常建立，所以需要對(duì)整個(gè)燃油油路高度重視?？偠灾?，柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)是現(xiàn)代柴油機(jī)技術(shù)中的重要?jiǎng)?chuàng)新之一。它通過(guò)使用高壓油泵、高壓共軌、噴油器和軌壓傳感器等組件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃油噴射過(guò)程的精確控制，從而提高了柴油機(jī)的性能、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。在未來(lái)的發(fā)展中，高壓共軌系統(tǒng)將繼續(xù)得到改進(jìn)和優(yōu)化，以適應(yīng)更高的要求和挑戰(zhàn)。

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