戴昌飛

摘 要：柴油機(jī)是當(dāng)前很多車(chē)輛的重要組成部分，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到車(chē)輛的正常使用。當(dāng)前，電控燃油噴射柴油機(jī)是車(chē)輛中應(yīng)用較為廣泛的柴油機(jī)種類(lèi)，與傳統(tǒng)柴油機(jī)相比，其設(shè)備檢測(cè)維修技術(shù)含量更高，檢測(cè)變得更加困難。分析了車(chē)用電控燃油噴射柴油機(jī)的故障原因，并探討了電噴柴油機(jī)燃料系統(tǒng)的檢測(cè)和診斷。

關(guān)鍵詞：電控燃油噴射柴油機(jī)；傳感器；電控系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：U464.172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.077

1 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生故障的常見(jiàn)原因

傳感器是電噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障部位，發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)工作受傳感器問(wèn)題的影響較大，其中，電控系統(tǒng)的元件性能發(fā)生變化是產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因。電控單元是電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中控制各種工況下供油量的主要部件，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的需油量必須能夠通過(guò)電控單元控制得到滿足。也就是說(shuō)，電控系統(tǒng)狀況要與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際狀況相符。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀態(tài)的參數(shù)必須與發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到的工況相吻合，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在某一項(xiàng)參數(shù)不符合實(shí)際要求的情況下不能提升到對(duì)應(yīng)的速度。

另外，電控單元在空置發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)接收人們給定范圍內(nèi)的各種傳感信號(hào)，而電控系統(tǒng)的自診斷功能可以判斷這些傳感器的信號(hào)是否超出了這個(gè)范圍。自診斷系統(tǒng)只有信號(hào)不在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)才不將該信號(hào)用于控制操作，這樣系統(tǒng)中的故障才能被自診斷系統(tǒng)確定，進(jìn)而產(chǎn)生故障記憶和故障代碼。當(dāng)信號(hào)在給定范圍內(nèi)，但與實(shí)際情況的偏差較大時(shí)，電控單元會(huì)在該不準(zhǔn)確信號(hào)的作用下控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作，這樣就產(chǎn)生了發(fā)動(dòng)機(jī)故障。此時(shí)，故障代碼從自診斷系統(tǒng)中無(wú)法獲得。

2 電噴柴油機(jī)燃料系統(tǒng)的檢測(cè)和診斷

噴油提前角、噴油器、噴油泵的運(yùn)行狀況在很大程度上決定了電噴柴油機(jī)的工作性能，通常采用以下幾種方法進(jìn)行檢測(cè)。

2.1 波形檢測(cè)

通常情況下，噴油泵和噴油器能夠通過(guò)高壓油管中的壓力變化情況和噴油器針閥的升程情況反映出其工作狀況。噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與噴油器針閥升程之間的變化關(guān)系、噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與高壓油管中壓力之間的變化關(guān)系能夠通過(guò)示波器被觀測(cè)到，以此判斷柴油機(jī)燃料系統(tǒng)的技術(shù)狀況。

2.2 示波器檢測(cè)

柴油燃料系統(tǒng)的以下幾個(gè)項(xiàng)目可以通過(guò)示波器進(jìn)行檢測(cè)：①各缸高壓油管的壓力變化波形；②噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角與噴油器針閥升程的關(guān)系；③高壓油管中壓力變化與針閥升程的關(guān)系；④?chē)娪推鏖_(kāi)啟和關(guān)閉壓力、高壓油管內(nèi)的殘余壓力和高壓油管內(nèi)最高瞬間壓力。此外，還可通過(guò)示波器檢測(cè)噴油正時(shí)、油間隔、噴油器異常噴射故障，進(jìn)而判斷供油均勻性。在各缸高壓油管壓力波形面積的比較過(guò)程中，可先了解各缸供油量的一致性，然后對(duì)供油量過(guò)小或過(guò)大的缸進(jìn)行判斷。

2.3 檢測(cè)噴油壓力波形

壓力檢測(cè)需要通過(guò)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)，壓力傳感器包括外卡式和串聯(lián)式兩種。接于高壓油管與噴油器之間的傳感器是串聯(lián)式傳感器，卡裝于高壓有油管外表面的傳感器是外卡式傳感器。在實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱達(dá)到正常工作溫度，并完成示波器的調(diào)試、自校、預(yù)熱后再檢測(cè)噴油壓力的波形。檢測(cè)示波器的波形通常有四種形式，包括多缸重疊波、多缸并列波、多缸平列波和全周期單缸波。

3 車(chē)用電控燃油噴射柴油機(jī)的診斷與維修

3.1 電噴柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能

提高柴油機(jī)的動(dòng)力性能和凈化排放性能是柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的主要作用。在控制系統(tǒng)中，柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)各種傳感器來(lái)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，傳感器會(huì)做出相應(yīng)的控制動(dòng)作。柴油機(jī)的電子控制單元從各傳感器獲得輸出的信號(hào)，最佳燃油噴射量和噴油時(shí)間通過(guò)電子控制單元計(jì)算獲得，然后一臺(tái)專(zhuān)門(mén)研制的噴油泵會(huì)接收到相應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而控制柴油的噴射過(guò)程。通過(guò)應(yīng)用電子控制系統(tǒng)，可有效減少柴油機(jī)排煙中未燃盡的碳微粒，并大幅降低柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲和振動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)整體性能的提升。此外，柴油機(jī)怠速工況的問(wèn)題可在電子系統(tǒng)的控制下得到解決。

3.2 電噴柴油機(jī)噴油量的控制

柴油機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和加速踏板所處的位置是電子控制單元計(jì)算所需噴入氣缸內(nèi)的基本油量和比較、分析進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器送出信號(hào)的重要依據(jù)，以此判斷是否需要修正基本油量，最終獲得修正噴油量和補(bǔ)償噴油量。另外，柴油實(shí)際運(yùn)行的最佳噴油量也能夠通過(guò)這種方法準(zhǔn)確獲得。

3.3 噴油柴油機(jī)噴油正時(shí)的控制

噴油提前角控制是噴油正時(shí)的另一種名稱(chēng)。由于柴油噴入氣缸到開(kāi)始燃燒之間有一定時(shí)間間隔，因此應(yīng)當(dāng)在活塞壓縮沖程結(jié)束之前提前噴油，其中，噴油提前角就是曲軸位置與氣缸中心線之間的夾角。影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的重要因素就是提前角。在噴油提前角過(guò)大的情況下，氣缸溫度在開(kāi)始噴油時(shí)會(huì)較低，進(jìn)而延長(zhǎng)了著火落后期，使得發(fā)動(dòng)機(jī)處于粗暴的工作狀態(tài)；在噴油提前角過(guò)小的情況下，燃燒所達(dá)到的最高壓力會(huì)降低，進(jìn)而使熱效率降低，最終影響發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。而在轉(zhuǎn)速和供油量確定的情況下，最佳噴油提前角為最大功率和最小耗油率的噴油提前角，其本質(zhì)是以發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、供油量、瞬時(shí)輸出功率、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為基本變量的函數(shù)。也就是說(shuō)，最佳提前角會(huì)隨著供油量和轉(zhuǎn)速的增加而增加。

3.4 怠速轉(zhuǎn)速的控制

以電控系統(tǒng)中的傳感器輸出信號(hào)為依據(jù)，通過(guò)電子控制單元獲得柴油機(jī)最佳的怠速轉(zhuǎn)速，進(jìn)而反饋控制怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噴油時(shí)刻是柴油機(jī)怠速運(yùn)行的基本過(guò)程。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的怠速運(yùn)行，最終達(dá)到最佳狀態(tài)。

3.5 電噴柴油機(jī)進(jìn)氣節(jié)流控制

與汽油機(jī)中所使用的節(jié)氣門(mén)相似，進(jìn)氣節(jié)流控制通常安裝于柴油機(jī)進(jìn)氣管道的空氣流道中，所以也被稱(chēng)為“進(jìn)氣切斷閥”。通常情況下，通過(guò)電子控制執(zhí)行單元控制該進(jìn)氣切斷閥的開(kāi)度，進(jìn)而降低柴油機(jī)怠速運(yùn)行或停車(chē)造成的振動(dòng)影響。此外，在柴油機(jī)噴油控制系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，進(jìn)氣切斷閥會(huì)通過(guò)開(kāi)啟部分角度，降低空氣進(jìn)入量來(lái)有效控制柴油機(jī)飛車(chē)。

3.6 電噴柴油機(jī)啟動(dòng)預(yù)熱塞的控制

啟動(dòng)電噴柴油機(jī)時(shí)，為了避免冷卻水溫度造成的影響，需要自動(dòng)控制氣缸燃燒室內(nèi)預(yù)熱塞的預(yù)熱電波。除了縮短預(yù)熱時(shí)間外，柴油機(jī)啟動(dòng)后，電熱塞的表面需要保持一定的溫度，以達(dá)到穩(wěn)定柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和減少排煙中未燃盡的碳顆粒的目的。

3.7 自診斷和安全保護(hù)功能

故障自診斷和安全保護(hù)是微機(jī)控制的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，其故障指示燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)程序獲取故障代碼。例如噴油正時(shí)器位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、溢油位置傳感器、溢油傳感器、車(chē)速傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器等能夠通過(guò)豐田車(chē)系柴油機(jī)的氧氣傳感器檢查故障，其中，噴油正時(shí)控制閥、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)變速器空擋開(kāi)關(guān)、空調(diào)開(kāi)關(guān)是主要的開(kāi)關(guān)。微機(jī)系統(tǒng)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)5 700 r/min或發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速控制失靈的條件下能夠通過(guò)停止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)保證設(shè)備安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了車(chē)用電控燃油噴射柴油機(jī)的故障診斷和維修方法，但本文還存在一定局限性，希望同行人員能夠?qū)υ摬裼蜋C(jī)的檢修方法予以重視，通過(guò)正確、有效的維修檢測(cè)手段保證車(chē)用電控燃油噴射柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而保證車(chē)輛的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕

Abstract： The diesel engine is an important part of many vehicles， its safety and stable operation is directly related to the normal use of the vehicle. At present， electronically controlled fuel injection diesel engine is widely used in the vehicle type， compared with the traditional diesel engine， its equipment inspection and maintenance technology content is higher， the detection becomes more difficult. This paper analyzes the vehicle with electronic control fuel injection diesel engine fault causes， and discusses the detection and diagnosis of EFI diesel engine fuel system.

Key words： electronically controlled fuel injection diesel engine； sensor； electronic control system； engine