车用电控燃油喷射柴油机的检测诊断与维修

学术论文 2018-06-27 15:54:58
  1 柴油发动机产生故障的常见原因 
  传感器是电喷柴油发动机的常见故障部位,发动机微机控制系统工作受传感器问题的影响较大,其中,电控系统的元件性能发生变化是产生问题的主要原因。电控单元是电控柴油发动机中控制各种工况下供油量的主要部件,同时发动机工况的需油量必须能够通过电控单元控制得到满足。也就是说,电控系统状况要与发动机实际状况相符。发动机负荷状态的参数必须与发动机达到的工况相吻合,发动机转速在某一项参数不符合实际要求的情况下不能提升到对应的速度。 
  另外,电控单元在空置发动机工作时接收人们给定范围内的各种传感信号,而电控系统的自诊断功能可以判断这些传感器的信号是否超出了这个范围。自诊断系统只有信号不在规定范围内时才不将该信号用于控制操作,这样系统中的故障才能被自诊断系统确定,进而产生故障记忆和故障代码。当信号在给定范围内,但与实际情况的偏差较大时,电控单元会在该不准确信号的作用下控制发动机工作,这样就产生了发动机故障。此时,故障代码从自诊断系统中无法获得。 
  2 电喷柴油机燃料系统的检测和诊断 
  喷油提前角、喷油器、喷油泵的运行状况在很大程度上决定了电喷柴油机的工作性能,通常采用以下几种方法进行检测。 
  2.1 波形检测 
  通常情况下,喷油泵和喷油器能够通过高压油管中的压力变化情况和喷油器针阀的升程情况反映出其工作状况。喷油泵凸轮轴转角与喷油器针阀升程之间的变化关系、喷油泵凸轮轴转角与高压油管中压力之间的变化关系能够通过示波器被观测到,以此判断柴油机燃料系统的技术状况。 
  2.2 示波器检测 
  柴油燃料系统的以下几个项目可以通过示波器进行检测:①各缸高压油管的压力变化波形;②喷油泵凸轮轴转角与喷油器针阀升程的关系;③高压油管中压力变化与针阀升程的关系;④喷油器开启和关闭压力、高压油管内的残余压力和高压油管内最高瞬间压力。此外,还可通过示波器检测喷油正时、油间隔、喷油器异常喷射故障,进而判断供油均匀性。在各缸高压油管压力波形面积的比较过程中,可先了解各缸供油量的一致性,然后对供油量过小或过大的缸进行判断。 
  2.3 检测喷油压力波形 
  压力检测需要通过压力传感器实现,压力传感器包括外卡式和串联式两种。接于高压油管与喷油器之间的传感器是串联式传感器,卡装于高压有油管外表面的传感器是外卡式传感器。在实践中,应当在发动机预热达到正常工作温度,并完成示波器的调试、自校、预热后再检测喷油压力的波形。检测示波器的波形通常有四种形式,包括多缸重叠波、多缸并列波、多缸平列波和全周期单缸波。 
  3 车用电控燃油喷射柴油机的诊断与维修 
  3.1 电喷柴油机电控系统的功能 
  提高柴油机的动力性能和净化排放性能是柴油机电子控制系统的主要作用。在控制系统中,柴油机的运行状态通过各种传感器来检测,根据检测结果,传感器会做出相应的控制动作。柴油机的电子控制单元从各传感器获得输出的信号,最佳燃油喷射量和喷油时间通过电子控制单元计算获得,然后一台专门研制的喷油泵会接收到相应信号,进而控制柴油的喷射过程。通过应用电子控制系统,可有效减少柴油机排烟中未燃尽的碳微粒,并大幅降低柴油机运行时的噪声和振动,进而实现柴油机整体性能的提升。此外,柴油机怠速工况的问题可在电子系统的控制下得到解决。 
  3.2 电喷柴油机喷油量的控制 
  柴油机的实际转速和加速踏板所处的位置是电子控制单元计算所需喷入气缸内的基本油量和比较、分析进气温度传感器、进气压力传感器、冷却水温度传感器送出信号的重要依据,以此判断是否需要修正基本油量,最终获得修正喷油量和补偿喷油量。另外,柴油实际运行的最佳喷油量也能够通过这种方法准确获得。 
  3.3 喷油柴油机喷油正时的控制 
  喷油提前角控制是喷油正时的另一种名称。由于柴油喷入气缸到开始燃烧之间有一定时间间隔,因此应当在活塞压缩冲程结束之前提前喷油,其中,喷油提前角就是曲轴位置与气缸中心线之间的夹角。影响发动机工作状况的重要因素就是提前角。在喷油提前角过大的情况下,气缸温度在开始喷油时会较低,进而延长了着火落后期,使得发动机处于粗暴的工作状态;在喷油提前角过小的情况下,燃烧所达到的最高压力会降低,进而使热效率降低,最终影响发动机的经济性和动力性。而在转速和供油量确定的情况下,最佳喷油提前角为最大功率和最小耗油率的喷油提前角,其本质是以发动机结构、供油量、瞬时输出功率、发动机转速为基本变量的函数。也就是说,最佳提前角会随着供油量和转速的增加而增加。 
  3.4 怠速转速的控制 
  以电控系统中的传感器输出信号为依据,通过电子控制单元获得柴油机最佳的怠速转速,进而反馈控制怠速运转时的喷油时刻是柴油机怠速运行的基本过程。这样能够实现稳定的怠速运行,最终达到最佳状态。 
  3.5 电喷柴油机进气节流控制 
  与汽油机中所使用的节气门相似,进气节流控制通常安装于柴油机进气管道的空气流道中,所以也被称为“进气切断阀”。通常情况下,通过电子控制执行单元控制该进气切断阀的开度,进而降低柴油机怠速运行或停车造成的振动影响。此外,在柴油机喷油控制系统发生故障的情况下,进气切断阀会通过开启部分角度,降低空气进入量来有效控制柴油机飞车。   3.6 电喷柴油机启动预热塞的控制 
  启动电喷柴油机时,为了避免冷却水温度造成的影响,需要自动控制气缸燃烧室内预热塞的预热电波。除了缩短预热时间外,柴油机启动后,电热塞的表面需要保持一定的温度,以达到稳定柴油机转速和减少排烟中未燃尽的碳颗粒的目的。 
  3.7 自诊断和安全保护功能 
  故障自诊断和安全保护是微机控制的柴油发动机的重要功能,当系统出现故障时,其故障指示灯就会自动点亮,进而根据相应程序获取故障代码。例如喷油正时器位置传感器、发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、溢油位置传感器、溢油传感器、车速传感器、水温传感器、进气压力传感器等能够通过丰田车系柴油机的氧气传感器检查故障,其中,喷油正时控制阀、启动开关、自动变速器空挡开关、空调开关是主要的开关。微机系统在柴油机转速超过5 700 r/min或发动机调速控制失灵的条件下能够通过停止发动机运转保证设备安全。 
  4 结束语 
  本文分析了车用电控燃油喷射柴油机的故障诊断和维修方法,但本文还存在一定局限性,希望同行人员能够对该柴油机的检修方法予以重视,通过正确、有效的维修检测手段保证车用电控燃油喷射柴油机的稳定运行,进而保证车辆的运行安全。 
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