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的運用能有效克服上述缺陷，在發動機運作時配合共軌噴射系統，能提高噴油壓力，加大對發動機負荷狀態的控制，確保柴油發電機的排放性和經濟性。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，進而提高發動機運作效率。康明斯公司在本文主要針對柴油發電機共軌噴射系統故障診斷方法進行分析，從該系統運行實際狀況出發，及時解決系統故障問題，從而加大對系統性能的保護，減少后期維修成本，確保發動機運作性能良好。

 

一、共軌噴射系統結構和工作原理

 

      隨著柴油發電機改造技術不斷進步，能有效減少柴油發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電機設計和制造上。康明斯高壓共軌系統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，在電控單元數據存儲器中，包含發動機調控參數和不同狀態下的目標數據，以促使柴油發電機達到最佳運行狀態為目的，通過實測和統計分析方法得到目標數據，為之后發動機功能模塊運行提供有效指令。當傳感器檢測到柴油發電機某一參數傳入到電控單元后，將與最佳運行數據比較，當兩者相同時，系統維持原運作狀態。如果實際參數和目標數據不一致，則控制中心根據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，確保柴油發電機處于最優運作狀態。

      柴油發電機電控單元在發動機運行狀態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的柴油發電機，其噴油正時是結合發動機加速踏板角度和轉速計算的，確定最恰當的噴油正時。電控單元可自由控制柴油發電機噴油時間。

2、修正噴油量

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

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，由此加強柴油發電機低溫能動性。

 

圖1  柴油機電控系統實物零件組成圖

圖2  柴油機電控噴油器實物圖

 

二、共軌噴射系統故障診斷方法

 

       為了保證柴油發電機共軌噴射系統功能的實現，要確保系統故障診斷的及時性和準確性，為系統運行創造良好條件。

1、從系統電路圖中確定故障類型

      不同康明斯發電機組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。例如，某一發動機行駛過程中發出故障信號，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，之后發現故障問題仍然存在。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，發現發動機正常運作。由此可知，在柴油發電機共軌噴射系統故障診斷方面，應逐步排查故障，結合電控電路圖，有序進行故障診斷作業，有助于提高診斷效率和準確性，為系統正常運作提供保障。

2、利用專用故障診斷儀器讀取故障碼

       共軌噴射系統中設備發生故障時，則設備無法正常運作，這時設備維修工作難度較大，并且嚴重影響了發動機運行效益。在設備故障發生前要及時進行維護和管理，盡可能避免故障的發生。在進行柴油發電機共軌電控噴射系統故障診斷時，應充分利用診斷儀器，將故障對應的故障碼輸入系統中，能顯示出故障發生部位和應對措施。隨著系統存儲器中各類數據信息的豐富，可為系統故障及時診斷提供條件。當設備發生多個故障時，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動機內側，根據傳感器信號來調控電磁閥，提高柴油發電機運行質量。具體來說，采用故障碼來判斷共軌噴射系統故障問題，能實現系統自我診斷，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，能明確故障發生時間，同時可檢測出故障具體發生部位，為之后維修作業的展開提供依據。進行故障記錄后的故障碼，可在柴油發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，是高壓泵正常現象。故障碼為柴油發電機共軌噴射系統故障診斷提供了信息依據，同時需要借助故障診斷儀器清除故障碼，根據儀器上顯示的數據，明確故障類型和位置，并且可自由選擇檢測模式，進行設備保養和維護，使發動機始終保持穩定運行狀態。

4、人工排除故障

       為了保證柴油發電機共軌噴射系統故障問題及時解決，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。柴油發電機核心部分為燃油系統，將電子技術應用在燃油噴射系統中，能實現噴射系統性能良好，根據發動機實時運行狀態控制電磁閥，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，檢測需要的數據，通過計算確定故障部位，及時處理柴油發電機共軌噴射系統中的各種故障。

 

圖3  柴油機噴油器控制電路圖

圖4  柴油機高壓共軌系統電路圖

 

三、電控噴射系統的常見故障檢修

 

1、故障一

（1）故障現象：

       發動機動力下降，怠速發抖，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，多數車型采用高阻值的線圈。檢測時，拔下噴油器的接頭，將數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）故障現象：

      發動機熱起動困難，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 噴油時間不正常或沒有控制信號，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，為了促進康明斯發電機組和機械設備領域發展，需要注重柴油發電機運行性能的不斷優化，提高發動機能動性，達到減少環境污染和提高運行效益的目的。通過運用共軌噴射系統，能有效實現上述目的，為了突出柴油發電機運行優勢，有必要加大對共軌噴射系統故障診斷方法的研究，旨在及時掌握系統故障問題并制定處理策略，確保柴油發電機正常運行。

 

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