电控柴油机保护系统原理分析与正确操作

赵文珅

（云南交通职业技术学院，云南昆明 650500）

电控柴油机保护系统原理分析与正确操作

赵文珅

（云南交通职业技术学院，云南昆明 650500）

随着电控柴油机的发展和普及，柴油机保护系统的熟练掌握和正确操作已越来越重要。为了方便正确使用电控柴油机，更加有效地发挥车辆及柴油机的作用，文中以康明斯电控柴油机为例，分析了电控柴油机保护系统的基本原理和主要功能，详细介绍了其操作方法。

汽车；电控柴油机；保护系统；操作方法

1 电控柴油机控制系统简介

和传统的机械控制柴油机相比，电控柴油机通过中央电子控制单元（ECM）控制和协调柴油机的工作，ECM通过各种传感器和开关实时监测柴油机的运行参数和操作者的控制指令，通过计算后发出命令给相应的控制元件，如喷油器等，实现对柴油机的优化控制。控制系统通过精确控制喷油时间和喷油量，达到降低排放和提高燃油经济性的目的。

如图1所示，ECM处在柴油机控制系统的核心位置，各种输入设备（包括传感器、开关和油门踏板）向ECM提供各种信息，ECM通过这些信息判断柴油机当前的运行工况和操作者的控制指令。输出设备为执行元件，它们执行ECM通过计算得出的各种控制指令。

图1 电控柴油机ECM的控制原理

柴油机保护系统属于控制系统的输入设备，通常以开关的形式安装在驾驶室的操作仪表板上，操作人员可以根据工作需要选择开启或关闭。柴油机保护系统主要用来监测系统的温度、压力和液位，并将这些数据与相应于柴油机转速或负荷标定的极限值相比较，如果超出允许工作范围（此时柴油机的功率将开始下降），保护系统将点亮警告指示灯提醒驾驶员。当上述参数严重超过工作范围时，故障报警灯将开始闪烁，此时必须停车以免损坏柴油机。为方便操作者正确理解并熟练使用，下面以康明斯柴油机为例对保护系统的工作原理、主要功能及使用方法进行阐述。

2 保护系统的工作原理与使用

（1）设置信息。柴油机保护系统用于监测系统温度、压力和液位，其工作极限和状态在标定时已经预置，不能用INSITE（故障诊断软件）进行调整。柴油机保护性停机和保护性重新起动则可以采用INSITE调整。

（2）柴油机保护性停机。当利用INSITE或开关使柴油机保护性停机功能起作用，柴油机参数严重超出工作范围时，使用该功能使柴油机停机。利用INSITE可以激活或解除该特性。将车辆停放到安全的地方，柴油机可以在自动停机后再次起动，柴油机保护系统继续监测柴油机的运行参数，当柴油机性能参数严重超过工作范围时，柴油机保护系统将再次使柴油机停机。

（3）柴油机保护性重新起动。如果驾驶员停机并重新起动柴油机，柴油机保护系统引发的转矩或转速下降特性将继续起作用。

（4）柴油机保护性停机超越。柴油机保护性停机超越是指在30 s内保护性报警期间报警指示灯将会闪烁，按下相应的开关，30 s停机报警定时器将启动，给驾驶员一个额外的30 s，以便将车辆停放到安全的地方。每次按下该开关，30 s报警计时就重新开始。

（5）保护性停机操作和相关信息。柴油机保护

系统发现一个数值超出工作范围时，就会记录一个故障码，并将该故障以故障码的形式存储在ECM存储器中，这时柴油机的输出转矩或转速将下降。柴油机保护特性不能用INSITE调整。

（6）油门联锁。安装在车门上的油门联锁开关启用时，若驾驶员将车门打开，油门联锁开关与ECM的输入电路关闭，加速踏板和PTO（动力输出）操作将不起作用，柴油机保持怠速状态，此时乘车人员上车、下车的安全得到保护。只有当驾驶员将车门关闭，加速踏板和PTO操作才会起作用。

（7）高海拔功率下降功能。在高海拔地区，空气稀薄可能导致柴油机超速，此时ECM将以降低供油量、限制废气流量的方法降低柴油机功率。闭合此开关，ECM利用大气压力传感器决定减少供油量的时机，当柴油机在海拔3 048 m以上地区工作时，开始减少供油量，柴油机功率下降，以免柴油机超速。高海拔功率下降特性不能调整。

（8）柴油机保养指示灯。启用该项功能，当柴油机保养指示灯“MAINTENANCE”点亮时，提醒驾驶员在柴油机的系统上执行保养程序，如定期更换润滑油、冷却液等。

（9）排气制动器的控制与设置信息。启用该项功能时，排气制动器的作用是在下陡坡时防止柴油机超速，使柴油机转速不超过3 500 r／min，确保高速行车时的安全。排气制动器在设置下列信息时起作用：打开排气制动器开关；释放离合器踏板；释放加速踏板；不存在现行的车速传感器故障码；巡航控制不能执行自动恢复功能；PTO／远程PTO特性必须不起作用。

（10）燃油电加热器控制。燃油电加热器安装在燃油滤清器座上，用于加热柴油防止其低温时结蜡。其工作原理：ECM监测燃油温度并控制燃油加热器继电器，低于设定温度时加热器打开，高于设定温度时加热器关闭。燃油加热器控制特性在柴油机出厂时通过标定设置，用户不能调整。在冬季或天气寒冷时闭合此开关即可使用。

（11）进气预热器控制。柴油机进气预热器由ECM通过一个连接到蓄电池电源上的继电器控制，用于低温情况时预热进入燃烧室的空气，避免柴油机起动困难和冒白烟现象。对于使用12 V电源的系统，柴油机使用2个进气预热器；对于24 V电源系统，柴油机使用1个进气预热器。进气预热器特性通过标定设置，用户不能调整。在冬季或天气寒冷时闭合此开关即可使用。

（12）SAEJ1939数据通信接口。使用时闭合此开关，ECM通过SAEJ1939数据通信接口与INSITE和其他车辆控制器（如变速器、ABS、电子仪表板等）进行信息传输。

（13）燃油含水报警。燃油-水分离器（又称油水分离器）中有积水需要排泄时，燃油含水传感器将点亮“MAINTENANCE”维护保养指示灯，提醒操作人员排水。燃油-水分离器安装在燃油滤清器底部，使用时闭合此开关。

（14）交流发电机故障报警。使用时闭合此开关，ECM监测蓄电池的电压，当蓄电池电压超过最大极限值或低于最小极限值时，故障指示灯将报警，并记录下相应的故障码。排除故障后柴油机才能继续使用。

（15）巡航控制。巡航控制是为了减少驾驶员的疲劳，不需要操纵油门踏板而维持恒速行驶的控制过程。当驾驶员接通巡航系统的“速度控制”开关时，速度控制系统开始工作。ECM根据行驶阻力变化情况自动调节喷油量，使车辆保持恒速行驶。在车速大于50 km／h，释放制动踏板和离合器踏板，柴油机转速在低怠速以上且没有现行的车速传感器故障码时才能使用巡航控制。如车速或柴油机转速过低、制动踏板或离合器踏板被踩下、出现一个车速传感器故障，则巡航控制将不起作用而回到备用模式。巡航控制有断开、备用和现行工作模式，这些工作模式由“ON／OFF”开关和“SET／RESUME”（设定／恢复）开关的位置决定。将巡航控制开关转到“OFF”位置，巡航控制将不起作用，即断开模式，但不影响柴油机运行。当巡航控制“ON／OFF”开关在“ON”位置时，巡航控制保持在备用模式，直到驾驶员利用巡航“SET／RESUME”开关起动巡航控制为止。利用“SET／RESUME”开关的“SET”（设定）位置激活巡航控制，车辆保持在当前设定的速度；利用“SET／RESUME”开关的“RESUME”（恢复）开关实现巡航控制、PTO特性、怠速调整和诊断功能。

（16）保养监视器。保养监视器用来监测机油更换间隔，提醒驾驶员需要进行常规保养。使用时闭合此开关，若柴油机保养灯点亮，则说明需要保养。可用INSITE起动该特性。保养监视器有自动模式、里程模式和时间模式，其中：自动模式由ECM内部电路确定何时更换机油，当需要更换时，保养指示灯点亮；里程模式和时间模式下，用户可直接输入更换间隔里程或工作时间，到达极限时，ECM将使保养指示灯点亮，提醒驾驶员更换机油。在点火开关接通后，保养监视器会使保养指示灯“MAINTENANCE”快速闪烁3次，并在12 s内重复5组，提醒驾驶员更换机油。

3 结语

上述是电控柴油机的常见保护系统内容，将来随着柴油机技术的不断发展，柴油机保护系统将更加先进和完善。只有理解柴油机保护系统的工作原理和功能，才能熟练运用和操控车辆，确保车辆和柴油机功能的充分发挥及行车安全。

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