高压共轨式柴油发动机电控系统故障分析

谢 鑫，巴寅亮

（新疆农业大学机械交通学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

柴油机是农业机械的重要动力组成，在我国农业设备中占有重要的地位。高压共轨柴油机是柴油机领域的最新研究成果，相比传统柴油机，采用高压共轨技术可使柴油机在不同工况下都可以达到最佳燃烧状态，显著地改进了柴油机的经济性与噪音。本文通过试验对长城哈佛GW2.8TC高压共轨式柴油发动机由电控系统引起的故障进行了分析，并详细介绍了主要传感器及执行器的检测方法。

1 共轨压力传感器故障及检测方法

共轨压力传感器是高压共轨柴油发动机电控系统中重要的传感器之一，可测量高压油轨中存储的燃油压力，并将油压信息反馈给ECU，由ECU对油压进行闭环控制。传感器主要会出现两种故障，共轨压力传感器电路如图1。

图1 共轨压力传感器线路

1.1 第一种故障现象及检测方法

故障现象：发动机无法起动，用电脑检测仪读取故障码，结果显示共轨压力传感器故障。检测方法：

（1）打开点火开关，用万用表直流电压档测量传感器插头3脚与1脚之间的电压，应为5 V，如无5 V电压，则检查5 V电流线路。

（2）关闭点火开关，用万用表欧姆档测量传感器插头2脚到ECU A43脚之间信号线，如信号线断路，则更换信号线。如信号线正常，则更换传感器。

1.2 第二种故障现象及检测方法

故障现象：发动机异常抖动、加速无力、冒黑烟，用电脑检测仪读取故障码，结果显示系统正常。

检测方法：用电脑检测仪读取数据流。

（1）打开点火开关，正常值：轨压为0.65 Mpa，信号电压0.45 V,。

（2）怠速时，正常值：轨压为31.2 Mpa，信号电压为1.18 V。

（3）发动机转速为1 500 r/min时，正常值：轨压为34.5Mpa，信号电压为1.23 V。

以上3种工况下读取的数据流值有异常，则更换传感器。

2 凸轮轴位置传感器故障及检测方法

2.1 故障现象

发动机无法起动，用电脑检测仪读取故障码，结果显示凸轮轴位置传感器故障。此发动机中凸轮轴位置传感器采用了霍尔传感器，如图2。

图2 凸轮轴位置传感器电路

2.2 检测方法

（1）打开点火开关。用万用表直流电压挡测量传感器插头3脚与1脚之间的电压，应为5V，如无5V电压，检查5V电流线路。

（2）检测传感器信号，传感器信号有两种测法。

第一种检测方法：启动发动机，用LED灯检测2脚与3脚之间信号电压，LED灯闪亮表示信号电压存在。如无信号电压，更换传感器。

第二种检测方法：启动发动机，用电脑检测仪示波器功能检测传感器输出波形，从波形图判断传感器信号是否正常。如果无波形或波形异常，更换传感器。正常波形如图3。

（3）关闭点火开关，用万用表欧姆挡检测传感器2脚到ECU A50之间信号线，如信号线断路，则更换信号线。如信号线正常，则更换传感器。

图3 凸轮轴位置传感器波形

3 曲轴位置传感器故障及检测方法

3.1 故障现象

发动机无法起动，用电脑检测仪读取故障码，结果显示曲轴位置传感器故障。发动机曲轴位置传感器采用电磁式传感器（图4）。

图4 曲轴位置传感器电路

3.2 检测方法

（1）关闭点火开关，用万用表欧姆档测量传感器1脚、2脚之间电阻值，正常阻值应在770~950Ω之间（试验测得数据840Ω）。如电阻无穷大说明传感器内部线圈断路。如阻值为0欧姆说明传感器内部短路，更换传感器。

（2）启动发动机时，用万用表交流电压档测量1脚、2脚之间产生的感应电压，应在4.1V左右。如无电压信号，更换传感器。

（3）启动发动机时，用示波器检测1脚、2脚之间信号电压波形。产生波形图所示5。如无波形或者波形不准确，更换传感器。

图5 曲轴位置传感器波形

（4）关闭点火开关，用万用表欧姆档测量传感器插头与ECU插头之间线路，如线路断路，则更换连接线。如线路正常，则更换传感器。

4 喷油器故障及检测方法

4.1 故障现象

发动机工作时抖动，发动机怠速转速升高到1 400 r/min左右。用电脑检测仪读取故障码，结果显示一缸喷油器故障。

4.2 检测方法

（1）关闭点火开关，用万用表欧姆档检测喷油器的内阻。正常阻值应在0.2~0.3Ω之间，如果内阻为无穷大，则说明喷油器内部断路，更换喷油器。以上检查只能说明喷油器是否正常，但并不能说明喷油器两端是否有喷油信号。

（2）用万用表欧姆档测量喷油器同ECU之间线路，如线路故障则更换线路。

（3）打开点火开关启动发动机，用万用表直流电压档测量ECU A16、A17脚之间电压在7.9 V，两脚之间电流应在12~18 A左右。如ECU信号正常，则更换喷油器。喷油器电路如图6。

图6 一缸喷油器电路

5 进油计量比例阀故障及检测方法

5.1 故障现象

发动机无法起动，用电脑检测仪读取故障码，结果显示进油计量比例阀故障。ECU通过占空比，改变油计量比例阀内部线圈的充电效率，进而控制执行器内部柱塞开度，达到控制燃油压力的目的。

5.2 检测方法

（1）关闭点火开关，用万用表欧姆档测量比例阀1、2脚之间阻值，应在3Ω左右（实测电阻3.33Ω）。如阻值为无穷大，说明其内部绕组断路，更换执行器。

（2）用万用表欧姆档测量执行器到ECU A19、A49之间线路，如线路故障则更换线路。

（3）打开点火开关启动发动机，用电脑检测仪示波器模式读取ECU控制脉冲信号波形。波形应该是连续的方波。如波形正常，则更换传感器。进油计量比例阀电路如图7。

图7 进油计量比例阀电路

6 结论

高压共轨式柴油发动机电控系统组成复杂，虽然电控系统具有自诊断功能并上报故障码，但是仍旧无法精确的判定故障产生的原因与部位，本文对电控系统主要传感器及执行器的故障进行了分析，可对故障进行快速的进行判定与维修。