高压共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析综述.ppt

共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 柴油机高压共轨技术课程复习 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 一、共轨柴油机基础知识： ● 曲轴旋转两圈，活塞上、下二次完成进气、压缩、燃烧、排气四个工作过程的 柴油机称为四冲程柴油机 ● 柴油机的燃烧过程分为四个阶段，分别是滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期， 其中速燃期表示从着火开始到缸内燃烧压力最高点之间的迅速燃烧阶段，其主要影 响因素为滞燃期内形成可燃混合气的量 ● 过量充气系数，表示实际混合气偏离化学当量混合气的程度，或表示实际进气 量和完全燃烧时所需空气量的比值 ● 非均质混合气压燃着火是柴油机最基本特征 ● 柴油机混合气着火必须满足以下两个条件： ① 燃油蒸汽与空气的比例在着火界限之内； ② 可燃混合气必须加热到超过着火温度以上 ● 共轨柴油机的涡轮增压器的增压压力和转速，主要取决于柴油机的负荷，其次 取决于柴油机的转速 ● 评价柴油着火性的指标是十六烷值、但十六烷值大于60以后，易分解而冒黑烟， 并使油耗上升通常车用柴油机的十六烷值应在45范围内 ● 柴油机的混合气的着火方式是压燃。

共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 柴油机燃烧过程示意图 如上图所示： A：开始喷油； B：着火； A→B：滞燃期； B→C：急燃期； D：喷油结束； C→D：缓燃期； E：燃烧终了； D→E：后燃期； A→D：喷油延缓期； B→E：燃烧期 柴油机燃烧的四个阶段： ● 对燃烧过程的要求： 1.完全：燃烧完全，才能充分利 用燃油的热能；同时改善排出废 气的成分 2.及时：在上止点附近燃烧（即 在上止 点后 12～15°) 燃 烧完 毕），循环功最多 3.正常：正常燃烧，才能保证发 动机稳定、可靠的工作 ● 一般将一个连续的燃烧过程划 为四个不同的阶段如右图所示Ⅰ ～Ⅳ，即为着火滞燃期、着火速 燃期、着火缓燃期、着火补燃期 在上止点后 12～15°燃 烧完毕 P C／A 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ● 一个运转循环，包括发动机起动、运转、熄灭 ● 对于已确定的故障，在故障修复后连续无故障运行40个暖机循环，车载诊断系 统可以自行清除该故障代码以及冻结帧信息 ● 暖机循环指充分运转发动机， 使发动机冷却液温度比起动时至少升高25K（25 ℃），且至少达到343K（70℃） 。

● 共轨柴油机设置电控EGR系统的主要目的是减（降）低 NOX 的排放量 ● 自持过程，是指发动机气缸内已经着火的燃油所产生的能量可克服发动机的摩 擦阻力实现发动机的持续运转 ● 发动机起动之后， 在5分钟之内发动机冷却液温度要上升30℃，如果未达到这 一目标，发动机管理系统将进入停机保护模式－熄火如果关闭EGR，这种现象可 能有所好转或消失，因为废气循环是为了降低燃烧温度而解决排放的模块，如果让 其工作，缸内燃烧温度低，冷却液温度就上升的就更慢 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 故障原因 故障表现 解决方法 OK 发动机管理系 统（ECU）无 法上电 1.通电自检时 故障指示灯不 亮； 2.诊断仪无法 连通； 3.油门接插件 没有5V参考电 压 检查发动机 管理系统与 各传感器之 间线束及保 险，电源主 继电器，以 及点火开关 等方面 第 1 步 二、故障分析 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 无法启动：是打马达发动机能转，但发动 机不着火 难以启动：是打马达发动机能着火，但启 动时间超过了正常时间（3s） 运行熄火：是发动机在运行的过程中突然 熄火。

保险电路图 共轨发动机起动条件： 1、发动机转速＞200r/min； 2、共轨压力＞250bar； 3、同步信号正常； 4、传感器信号≥触发阈值 触发阀值≥2.5V（峰峰值） 1、SAE的J1850协议： 2﹟－BUS H；10﹟－BUS L 2、ISO 9141-2协议： 7﹟－K线；15﹟－L线 3、其他规定： 4﹟、5﹟为搭铁线，16﹟为 +12V电源线 4、最新CAN协议： 6﹟－CAN H；14﹟－CAN L 5、1﹟、3﹟、8﹟、9﹟、11﹟、 12﹟、13﹟这些都是厂家 自定义的接口 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ◆ 共轨柴油机起动时的燃油喷射量由起动转速和冷却液温度决定 ◆ OBDⅡ标准诊断插座7#针脚为K线，16#针脚为电源线，对于EDC16C39电控单 元，7#针脚与K25#端子连接；对于EDCUC31电控单元，7#针脚与1-89#端子连接 ◆ 如何判断ECU是否正常供电： ①打开钥匙门，如果发动机故障灯闪亮一下大概2秒钟后熄灭表明ECU已上电且 自检已经工作正常 ②拔掉水温传感器，打开钥匙开关，用万用表量取该插接件线束电压，如果一根 线有5V电压，表明ECU已正常供电。

共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 第 2 步 OK • 故障原因 故障表现 解决方法 蓄电池电压 不足 1.万用表或诊 断仪显示电压 偏低； 2.启动机拖转 无力； 3.大灯昏暗 4.检查蓄电池 电容量是否足 够 更换蓄电池 或充电 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 1、打马达时电压降： 12V→ ↓ 25﹪ →9V→↑14V 2、电瓶的容量如何? 3、电瓶装头接触不良 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 故障原因 故障表现 解决方法 第 3 步 1.检查曲轴/凸轮轴信号 传感器是否完好无损； 2.检查曲轴/凸轮轴接插 件和导线是否完好无损； 3.检查曲轴信号盘是否 损坏或有脏污附着（通 过传感器信号孔）； 4.检查凸轮信号盘是否 损坏或有脏污附着（通 过传感器信号孔）； 5.检查曲轴信号传感器 以及凸轮相位传感器接 线是否完好无损； 6.如果维修时进行过信 号盘等组件的拆装，检 查相位是否正确 1.诊断仪显示 不同步故障； 2.示波器显示 安装相位错误 无法建立工 作时序 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 曲轴位置传感器 与ECU连接电路 1、线束的检查（对于磁电式传感器）； 2、传感器电阻值检查：770～950Ω@ 20℃； 3、打马达时用万用表测量其交流电压值＞1.25V （单峰值），峰峰值≥2.5V； 4、用检测仪测量其波形； 5、检查传感器本身的好坏及安装间隙。

1、线束的检查（对于霍尔传感器）； 2、拔下凸轮轴位置传感器插头测量线束电压： § 1﹟线与地电压：0V； § 2﹟线与地电压：5V； § 3﹟ 线与地电压：5V 3、拔下凸轮轴位置传感器插头测量线束电阻： § 3﹟端子与1﹟端子方向电阻值：1.16～1.17Ω § 1﹟端子与2﹟端子方向电阻值：0.16～0.26Ω § 2﹟端子与3﹟端子之间电阻：∞ 4、用检测仪测量其波形 5、检查传感器本身的好坏及安装间隙 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ﹡ 电磁式曲轴传感器输出的是交流信号、输出电压和频率随转速变化而改变 ﹡ 霍尔式传感器输出的是频率调制信号，电压为参考电压， 频率随发动机转速变 化 ﹡ 电磁式曲轴位置传感器为ECU提供发动机转速和曲轴位置信息，并且输出的是 交流信号、输出电压和频率随转速变化而改变，用万用表检测其信号压力输出值时， 应将功能/量程开关置于交流档进行测量 ﹡ 凸轮轴位置传感器，有的共轨发动机会使用霍尔式传感器，其输出的是频率调 制信号，电压为参考电压，频率随发动机转速变化 ﹡ 曲轴传感器的功用是计算曲轴位置，用于喷油时刻和喷油量及转速计算，凸轮 轴传感器的功用是判缸。

共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 故障原因 故障表现 解决方法 第 4 步 OK 预热不足 1.高寒工况下， 没有等到冷启 动指示灯闪烁 或熄灭就启动； 2.万用表或诊 断仪显示预热 过程蓄电池电 压变动不正常 1.检查预热线 路是否接线良 好； 2.检查预热塞 的电阻水平是 否正常； 3.检查蓄电池 电容量是否足 够 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 1、预热塞电阻：0.7Ω左右； 2、在预热时电压降：0.07V左右 （其他用电设备处于关闭状态） 86﹟ 预热时电压：9.1V；DI﹟ 预热时电压：8.2V； K﹟ 预热时电压：0.8V；G﹟ 预热时电压：10.8→9.0V 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ● 冷却液温度传感器安装在发动机汽缸盖上（节温器附近），与发动机体内冷却 液接触，用来检测发动机循环冷却液的温度，并将检测结果传输给电控单元以便修 正喷油量和喷油时刻传感器的两根导线都和电控单元 ECU连接，其中一根为搭铁 线热敏电阻经常采用负温度系数电阻，水温越低，热敏电阻阻值越大，电控单元 根据这一信号，增加喷油量，使可燃混合气浓度增加。

检测：（用万用表检测） Ø 信号线：点火开关ON， 测量电压，应与规定 值相符（0.5～4.5V间 变化） Ø 电源线：点火开关ON， 5V Ø 搭铁线：点火开关OFF， 0Ω 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 故障原因 故障表现 解决方法 ECU软/硬件或 高压系统故障 1.ECU某个控制 模块故障； 2.多缸停喷； 3.点火开关信号 丢失； 4.油轨压力持续 超高（例如轨压 持续2s超过 1600bar） 1.故障确认 后，更换ECU 或检查相关 电路； 2.检查燃油 计量阀是否 损坏或卡滞 第 5 步 OK 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 1、轨压传感器是否失效；（ 0.5V信号电压） 2、燃油计量单元是否失效或卡滞电阻2.6～3.15Ω） EEPROM→重复擦写、非易失存储器 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ※ BOSCH高压共轨系统中，燃油计量单元尽管采用正、反计量元件，但其线圈 电阻是相同的，均为：2.6～3.15 欧姆 ※ 通过进油计量比例阀的油量取决于由阶跃回油阀控制的进油压力， 这一压力 为：5bar。

※ 为了避免共轨压力比较低的不良喷射，在满足起动转速要求范围3秒钟内，共 轨压力必须达到250bar ※ BOSCH 共轨系统发动机，高压油泵的溢油阀卡滞，发动机启动时可能出现发 动机轨压难建立、同步信号正常的现象 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 故障原因 故障表现 解决方法 喷油器不喷油 1.怠速抖动较 大； 2.高压油管无 脉动； 3.诊断仪显示 怠速油量增高 ； 4.诊断仪显示 喷油驱动线路 故障 1.检查喷油驱 动线路（含接 插件）是否损 坏/开路/短路 ； 2.检查高压油 管是否泄漏； 3.检查喷油器 是否损坏/积炭 第 6 步 OK 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 1、检查喷油器线束是否有短路断路； 2、可以把喷油器安置缸外，打马达目测喷油器是否喷油； 3、用数字万用表测量在打马达时，ECU控制喷油器的占空比或频率 喷油器占空比：怠速时0.1～1.0之间变化，启动打马达时一旦出0.1～1.0之间变 时，发动机迅速着火加油门到高速成时占空比基本保持2.2不变 喷油器测频率：怠速时0.41～329 Hz 之间变化，启动打马达时一旦出0.41～329 Hz之间变时，发动机迅速着火。

加油门从怠速0.41Hz到高速1.21Hz 共轨柴油机无法启动、难以启动、运行熄火的故障分析 ◆ 高压共轨燃油喷射技术的基本原理： 通过高压油泵压缩燃油至共轨管内，再由高压油管分配到每个喷油器，并通过ECU 控制喷油器电磁阀工作，定时定量地将高压燃油喷入燃烧室内 ◆ 高压共轨系统中共轨管的作用： 蓄压并将高压燃油分配到各个喷油器，其容积既要保证。