电控系统故障引起共轨柴油机不能启动的原因及诊断

浙江交通技师学院 卢龙高

1 GW2.8TC型柴油机电控共轨系统组成与工作原理

图1 共轨喷油系统

1.1 组成

GW2.8TC型柴油机电控系统由传感器、ECU和执行器三部分组成。传感器主要包括曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器、加速踏板传感器、空气流量传感计、冷却液温度传感器、共轨压力传感器等。执行器主要包括喷油器、真空调节器、高压油泵、EGR阀等。

1.2 工作原理

ECU采集加速踏板位置传感器、空气流量传感计、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等的信号，并与数据库中存储的数据进行比较分析，计算出发动机当前的最佳参数，确定共轨内的燃油压力，并根据共轨压力传感器的信号通过高压油泵上的进油计量比例电磁阀，实现所需的共轨压力。通过喷油器上的电磁阀，控制供油提前角、供油量和供油规律。

2 电控系统故障导致发动机不能启动的原因

2.1 发动机电控单元ECU及电源电路故障

ECU是整个控制系统的核心。ECU工作的不可靠会直接导致喷油器不喷油，造成发动机无法启动。ECU要正常工作，除自身良好以外，还要确保其外部电路正常。

2.2 重要传感器、执行器故障

长城哈弗GW2.8TC-CB18型增压共轨柴油机采用了EDC16C39电控单元，在出现以下传感器、执行器故障时，此发动机均无法启动。

2.2.1 曲轴位置传感器故障

曲轴位置传感器是整个电子控制系统中最主要的传感器之一，主要用于检测曲轴转角和发动机的转速信号。该传感器失效后，导致飞轮转动2圈后，系统检测不到发动机的转速信号，便无法确定当前的曲轴位置，也就不能确定正确的喷油位置，系统会控制喷油器停止工作，造成发动机无法启动。若发动机运转过程中曲轴位置信号丢失，车辆也会立即熄火。

2.2.2 凸轮轴位置传感器故障

凸轮轴位置传感器用于检测凸轮轴位置和判定一缸压缩上止点位置。发动机启动时，ECU需采集凸轮轴位置信号判定一缸压缩上止点位置，若失去此信号，系统将无法设定喷油时刻，导致发动机不能启动。如果在车辆运行过程中，该传感器失效，ECU仍然能够判别发动机的状态，发动机会正常启动，但熄火后无法再次启动。

2.2.3 共轨压力传感器故障

共轨压力是柴油机共轨系统的重要参数，喷油量与共轨压力直接相关。发动机启动时，ECU以此为参量来控制喷油器的开闭时刻。失去共轨压力信号，ECU便失去了燃油喷射控制的重要参量，导致发动机不能启动。若在运转时，发动机突然失去了共轨压力信号，发动机将立即熄火。

2.2.4 燃油计量比例电磁阀故障

该车采用的进油计量电磁阀为常闭式。当燃油计量比例电磁阀失效时，导致高压燃油无法进入共轨，引起发动机无法启动及运行。燃油计量比例电磁阀与ECU连接线路出现断路，ECU便无法对燃油计量电磁阀进行控制，因此发动机将熄火或无法启动。

2.2.5 多个喷油器故障

当燃油中的杂质过多而使2个及以上的喷油器堵塞时，喷油器回油量过大，导致轨压在建立后出现回落现象，引起发动机不能启动。与汽油机的喷油器控制线路不同，该车喷油器电磁阀的2个接线端子都连接到控制单元ECU上，无需外部电路提供电源。

3 诊断流程

以上对因电控系统故障导致柴油机无法启动的具体原因进行了分析。下面我们将遵循一定的步骤，按照一定的思路来查找故障，确定故障所在位置，从而排除故障。

3.1 启动发动机前进行发动机电控系统自检

当点火开关处于“ON”时，ECU电源接通，仪表板及发动机故障灯立即点亮且3s左右后熄火，说明发动机电控单元系统一切正常。这可作为发动机控制单元ECU是否工作的一个初步判断。

3.2 启动发动机

当点火开关处于“Start”位置时，启动发动机，时间控制在10～15s，掌握足够的启动时间，假如曲轴位置传感器有故障的话，ECU就会存储故障码。同时注意观察仪表板上各类仪表指示灯的工作情况及显示状态。比如，通过发动机的转速表工作情况也可以初步判断曲轴位置传感器是否有故障。

3.3 利用故障诊断仪检测

连接金德KT670柴油诊断仪，在进行检测的过程中，会出现下列两种情况：

（1）发动机故障指示灯不亮，故障诊断仪和发动机ECU之间无法建立通讯，可能原因及检查方法如下。

发动机电控单元ECU及电源电路（见图2），Bosch EDC16C39电控单元无常电源由主继电器K01、K02、K03端子供电，检查流程如下：先检查保险丝IG1→K28，再检查主继电器→K01、K03、K05，再查 K02、K04、K06搭铁是否良好，最后查ECU本身。

图2 BOSCH EDC16C39电源供给系统电路简图

检查电脑的5V输出电源，拔掉水温传感器、共轨压力传感器、油门踏板位置传感器插头，用万用表测量传感器电压，如传感器有5V左右的电压，表示ECU已工作。在发动机诊断插座处，测量7号端子（K线）的电压，点火开关处于“ON”位置时，若电压值为10V左右，说明K线已能通讯。

（2）故障诊断仪可以进入发动机电控系统，此时进入发动机系统读取故障码也会出现两种情况。

①有故障码：如读取故障为曲轴位置传感器故障，产生的原因有：传感器损坏、线速短路、传感器固定不牢等，然后逐步检查确定故障点。

②无故障码：此时启动发动机，读取发动机的数据流来进行分析。启动瞬间观察发动机的转速和共轨压力数据参数变化，可以作为判断曲轴位置传感器和共轨压力传感器故障的基本依据。若看不到发动机转速有数值变化，说明曲轴位置传感器本身或连接线路有问题；同时，共轨压力传感器的信号电压应达到或超过1.1V左右，对应的共轨压力应在25 MPa左右，若看不到共轨压力信号数值变化，说明油轨里无油压或共轨压力传感器有问题。排除这两个故障后，再重点检查凸轮位置传感器和燃油计量比例电磁阀。

[1]刘华.GW2.8TC型柴油机电控高压共轨系统及检查[J].汽车维护与修理，2008(7).

[2]母忠林.国III柴油机维修技巧与故障诊断案例分析[M]．北京：机械工业出版社，2013.