新聞主題	高壓共軌電噴柴油機原理、故障檢修和診斷方法

 

摘要：傳統(tǒng)柴油機振動頻率強、噪聲污染大，實際運作時會引起嚴重的空氣污染。而康明斯共軌噴射系統(tǒng)的運用能有效克服上述缺陷，在發(fā)動機運作時配合共軌噴射系統(tǒng)，能提高噴油壓力，加大對發(fā)動機負荷狀態(tài)的控制，確保柴油發(fā)電機的排放性和經(jīng)濟性。此外，還可起到加強低溫能動性的作用，降低排放氣體中的氮氧化物，進而提高發(fā)動機運作效率?？得魉构驹诒疚闹饕槍Σ裼桶l(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法進行分析，從該系統(tǒng)運行實際狀況出發(fā)，及時解決系統(tǒng)故障問題，從而加大對系統(tǒng)性能的保護，減少后期維修成本，確保發(fā)動機運作性能良好。

 

一、共軌噴射系統(tǒng)結構和工作原理

 

      隨著柴油發(fā)電機改造技術不斷進步，能有效減少柴油發(fā)電機排放物中的顆粒物和有害氣體，將綠色理念滲透到柴油發(fā)電機設計和制造上。康明斯高壓共軌系統(tǒng)主要包括空氣流量計、電控單元、油軌、高壓油泵、噴油器、柴油濾清器和傳感器等構成部分（如圖2所示）。在共軌噴射系統(tǒng)運行時，會收集多種傳感器信號，將其輸入到電控單元，在電控單元數(shù)據(jù)存儲器中，包含發(fā)動機調控參數(shù)和不同狀態(tài)下的目標數(shù)據(jù)，以促使柴油發(fā)電機達到最佳運行狀態(tài)為目的，通過實測和統(tǒng)計分析方法得到目標數(shù)據(jù)，為之后發(fā)動機功能模塊運行提供有效指令。當傳感器檢測到柴油發(fā)電機某一參數(shù)傳入到電控單元后，將與最佳運行數(shù)據(jù)比較，當兩者相同時，系統(tǒng)維持原運作狀態(tài)。如果實際參數(shù)和目標數(shù)據(jù)不一致，則控制中心根據(jù)偏離情況計算出控制指令，進行噴油時間、噴油壓力和噴油量的控制，確保柴油發(fā)電機處于最優(yōu)運作狀態(tài)。

      柴油發(fā)電機電控單元在發(fā)動機運行狀態(tài)控制上起到重要作用。其主要具有以下功能：

1、確定噴油正時

      基于共軌電控噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)電機，其噴油正時是結合發(fā)動機加速踏板角度和轉速計算的，確定最恰當?shù)膰娪驼龝r。電控單元可自由控制柴油發(fā)電機噴油時間。

2、修正噴油量

      共軌噴油系統(tǒng)能根據(jù)傳感器提供的曲軸轉速信息，判定不同缸內噴油量變化，并通過調節(jié)電磁溢流閥，及時修正噴油量，以便提高發(fā)動機運行穩(wěn)定性。

3、控制起動預熱

      在電控單元作用下，控制起動預熱塞運行狀態(tài)，由此加強柴油發(fā)電機低溫能動性。

 

圖1  柴油機電控系統(tǒng)實物零件組成圖

圖2  柴油機電控噴油器實物圖

 

二、共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法

 

       為了保證柴油發(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，要確保系統(tǒng)故障診斷的及時性和準確性，為系統(tǒng)運行創(chuàng)造良好條件。

1、從系統(tǒng)電路圖中確定故障類型

      不同康明斯發(fā)電機組生產(chǎn)廠家在運用共軌電控噴射系統(tǒng)時，會結合實際需求設計系統(tǒng)結構體系，由此產(chǎn)生多樣化線路連接方式。在進行系統(tǒng)故障診斷時，應充分利用電控電路圖（控制電路如圖3所示，系統(tǒng)電路如圖4所示），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障檢查時，在ECU端子上插入大頭針，判斷傳感器是否正常作業(yè)。例如，某一發(fā)動機行駛過程中發(fā)出故障信號，在連接檢測儀后，測得故障原因為缺少另一個加速踏板信號。針對這一問題采取更換加速踏板的措施，之后發(fā)現(xiàn)故障問題仍然存在。這時拔下電控單元導線連接器，清理連接器表面后重新嘗試，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機正常運作。由此可知，在柴油發(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方面，應逐步排查故障，結合電控電路圖，有序進行故障診斷作業(yè)，有助于提高診斷效率和準確性，為系統(tǒng)正常運作提供保障。

2、利用專用故障診斷儀器讀取故障碼

       共軌噴射系統(tǒng)中設備發(fā)生故障時，則設備無法正常運作，這時設備維修工作難度較大，并且嚴重影響了發(fā)動機運行效益。在設備故障發(fā)生前要及時進行維護和管理，盡可能避免故障的發(fā)生。在進行柴油發(fā)電機共軌電控噴射系統(tǒng)故障診斷時，應充分利用診斷儀器，將故障對應的故障碼輸入系統(tǒng)中，能顯示出故障發(fā)生部位和應對措施。隨著系統(tǒng)存儲器中各類數(shù)據(jù)信息的豐富，可為系統(tǒng)故障及時診斷提供條件。當設備發(fā)生多個故障時，需要同時輸入對應的故障碼，確保故障診斷全面性，及時消除故障問題[2]。大部分故障條碼安裝在發(fā)動機內側，根據(jù)傳感器信號來調控電磁閥，提高柴油發(fā)電機運行質量。具體來說，采用故障碼來判斷共軌噴射系統(tǒng)故障問題，能實現(xiàn)系統(tǒng)自我診斷，及時解決故障問題。

3、利用專用故障診斷儀器排除故障

      采用讀取故障碼的故障診斷方法時，能明確故障發(fā)生時間，同時可檢測出故障具體發(fā)生部位，為之后維修作業(yè)的展開提供依據(jù)。進行故障記錄后的故障碼，可在柴油發(fā)電機運作過程中進行檢測，簡化了故障診斷步驟。實踐表明，運用故障檢測儀來檢測故障碼，可及時排查故障，采取針對性處理措施。在維修檢測中，要適當擰松進油管，這一過程中將有大量燃油流出，是高壓泵正?，F(xiàn)象。故障碼為柴油發(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)故障診斷提供了信息依據(jù)，同時需要借助故障診斷儀器清除故障碼，根據(jù)儀器上顯示的數(shù)據(jù)，明確故障類型和位置，并且可自由選擇檢測模式，進行設備保養(yǎng)和維護，使發(fā)動機始終保持穩(wěn)定運行狀態(tài)。

4、人工排除故障

       為了保證柴油發(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)故障問題及時解決，要逐步排除故障，如上文所述，當擰松高壓泵供油管時，流出較多燃油，表明高壓泵之前供油正常。當擰松高壓泵和軌道間的出油管時，沒有燃油流出，確定故障位置為該壓泵，在排除故障時，要分解高壓泵，清洗出油閥后安裝在設備上，保證設備正常運作。柴油發(fā)電機核心部分為燃油系統(tǒng)，將電子技術應用在燃油噴射系統(tǒng)中，能實現(xiàn)噴射系統(tǒng)性能良好，根據(jù)發(fā)動機實時運行狀態(tài)控制電磁閥，調整噴射的開始和停止。在故障檢查中，需要合理運用輔助軟件，檢測需要的數(shù)據(jù)，通過計算確定故障部位，及時處理柴油發(fā)電機共軌噴射系統(tǒng)中的各種故障。

 

圖3  柴油機噴油器控制電路圖

圖4  柴油機高壓共軌系統(tǒng)電路圖

 

三、電控噴射系統(tǒng)的常見故障檢修

 

1、故障一

（1）故障現(xiàn)象：

       發(fā)動機動力下降，怠速發(fā)抖，起動困難，嚴重時甚至不能起動。

（2）故障原因：

      噴油器堵塞，噴油霧狀不良，噴油器卡滯等，造成噴油量減少或各噴油器的噴油量相差太大；或者是某個噴油器卡死或線圈有故障，造成個別噴油器不噴油所致。

（3）故障檢測：

① 檢測電磁噴油器線圈的電阻值

      噴油器按線圈電阻值分為低阻值型（2～3歐姆）和高阻值型（11～17歐姆）兩種，多數(shù)車型采用高阻值的線圈。檢測時，拔下噴油器的接頭，將數(shù)字萬用表兩表棒接到噴油器的兩個接線端，測量噴油器線圈的電阻值，要求電阻值應符合要求，各缸噴油器的阻值應相等。否則，應更換噴油器。

② 檢測噴油器工作情況

      首先，拔下噴油器的接頭，然后，將蓄電池12伏的電壓接到噴油器線圈的兩接線端，單獨給噴油器通電，應能聽到清脆的吸合聲，否則是噴油器有卡滯，應換新件。低阻型的噴油器檢測時，要串聯(lián)一個合適的電阻器。在檢測中每次通電的時間要短，以免線圈過熱燒毀。

③ 檢測噴油量和噴油霧狀

      首先，將噴油器和供油總管一起拆下來，然后，將蓄電池的電壓接到燃油泵的繼電器的插座上，使燃油泵連續(xù)工作，接著，拔下噴油器的接頭，并接上12伏的工作電壓，使噴油器單獨通電，測量連續(xù)噴油15秒的噴油量，要求應為50～60毫升，各個噴油器的噴油量相差應少于5毫升。同時觀察噴出的汽油應形成均勻并分散成一定錐度的良好霧狀。否則，清洗或者更換噴油器。

2、故障二

（1）故障現(xiàn)象：

      發(fā)動機熱起動困難，油耗高，嚴重時還會冒黑煙。

（2）故障原因：

      噴油器漏油，造成混合氣過濃，發(fā)動機熄滅后，汽油還不斷地滴入進氣管內，造成熱車起動困難。

（3）故障檢測

 ① 噴油器漏油的檢查，首先，應保持燃油泵連續(xù)工作，使油壓達到正常，然后，將噴油器的噴口擦拭干凈，觀察其漏油情況，要求滴油量每分鐘不能超過1滴，否則，應清洗或者更換噴油器。

② 噴油控制信號的檢查，應先在噴油器的控制接線端接上示波器，然后，起動發(fā)動機運轉，觀察控制信號的噴油時間，正常怠速的噴油時間一般為2～3毫秒，加速時的噴油時間應隨著轉速增加而增加，特別是急加速時，噴油時間可增加到7～12毫秒。

③ 噴油時間不正?；驔]有控制信號，應檢查與噴油量有關的各傳感器信號、噴油器與ECU的連接線路、ECU等是否正常，該故障和噴油器本身無關。

 

總結：

    綜上所述，為了促進康明斯發(fā)電機組和機械設備領域發(fā)展，需要注重柴油發(fā)電機運行性能的不斷優(yōu)化，提高發(fā)動機能動性，達到減少環(huán)境污染和提高運行效益的目的。通過運用共軌噴射系統(tǒng)，能有效實現(xiàn)上述目的，為了突出柴油發(fā)電機運行優(yōu)勢，有必要加大對共軌噴射系統(tǒng)故障診斷方法的研究，旨在及時掌握系統(tǒng)故障問題并制定處理策略，確保柴油發(fā)電機正常運行。

 

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