柴油发动机共轨电控系统故障诊断与处理研究

曾华娟

摘 要：柴油发动机共轨控制系统故障不仅单靠是传统的维修经验法维修更需要借助现代先进检测仪器，对其进行诊断与分析，判断故障范围，最终找出故障点，针对性的解决故障问题。经过研究分析共轨柴油发动机电控系统故障进行归纳总结故障类型、诊断原则和诊断维修的思路方法。

关键词：共轨控制系统 检测仪器 处理研究

Research on Fault Diagnosis and Treatment of Diesel Engine Common Rail Electronic Control System

Zeng Huajuan

Abstract：Diesel engine common rail control system failure is not only based on traditional maintenance experience， but also requires modern advanced testing equipment to diagnose and analyze it， determine the scope of the failure， and finally find out the point of failure， and solve the problem in a targeted manner. After research and analysis of common rail diesel engine electronic control system faults， the fault types， diagnosis principles and methods of diagnosis and maintenance are summarized.

Key words：common rail control system， detection instrument， processing research

柴油发动机在汽车和机械设备制造中有着广泛应用，但传统柴油发动机振动须率强、噪声、空气污染大，而现如今发动机运作时配合共轨喷射系统，提高喷油压力，加大对发动机负荷状态的控制，确保柴油发动机的排放性和经济性。因此对共轨柴油发动机电控系统故障诊断与处理就特别重要，这就是需要维修人员而是要在掌握电控系统组成及工作原理的理论基础上，借助现代先进检测仪器，运用故障诊断方法进行处理研究。

1 柴油发动机共轨电控系统常见故障

发动机故障率较高，主要是发动机电控系统各组成部份多采用大量的电子元件，这些电子元件，易损坏，会引起整个零部件的工作异常，从而出现故障。

电控发动机故障主要有：无法启动、难以启动、运行熄火;跛行回家;功率、扭矩不足;运行不稳、怠速不稳;冒黑烟;加速性能差等。而引起这些故障的原因主要有：冷却水温度传感器、电子油门踏板传感器、油轨压力传感器、燃油计量阀、喷油器、ECU等组成件本身的故障，以及油路压力不正常、连接线路问题等产生的故障。

共轨柴油发动机故障的产生主要是机械部分和电子控制部分两部分产生。在进行电控发动机系统故障诊断时，首先要判断出故障的大致方向，分析出故障点是在机械还是在电控部分，机械部分可以用经验法来进行检测诊断，而电控系统故障则需要用现代先进仪器和设备进行诊断维修。

1.1 柴油發动机共轨电控系统常见故障类型

共轨柴油发动机故障类型一般有：间歇故障虚、人为故障、虚假故障、潜伏故障和交叉故障。

1）间歇故障。故障时而有时而无，并非持续性发生。此类故障一般是由于接触不良引起的。

2）人为故障。由于驾驶员或维修人员的人为因素而造成电控系统出现新的故障。驾驶员的错误引导或是故障乱码，误导维修人员并没有按标准检修流程来进行操作，导致在误操作的过程中增加了电控部分的新故障，增加的新故障，被称为人为故障。

3）虚假故障。故障表征现象是机械故障，但并非是由机械部分引起的，故障点是在电控部分。例如：某传感器失灵，从而使ECU 接收到错误指令，发出错误指令，从而造成机械部分机件的损坏[12]。

4）潜伏故障。故障通常处于隐蔽状态，没有明显征兆，但故障却是存在的。此类故障一般会在受热、震动等特定状况下故障症状才显现出来。

5）交叉故障。柴油机中电控系统和机械部分都产生故障的综合性故障，其中机械部分故障现象较明显，其故障特征掩盖住了电控故障，必须将电控系统故障与机械部分的故障一同诊断排除，才能算彻底排除故障。

1.2 柴油发动机共轨电控系统诊断基本原则

1）先思后做。共轨柴油发动机的工作原理越来越复杂，有时产生的故障会相互影响，所以，在进行故障分析时，必须明确检查流程，避免盲目检测或重复检查现象。

2）先简后繁。在对故障的检查过程中，可先采用看、听、摸等传统方法及简单工具对可能故障部位进行直观检查，如：连接部位的松动、线束连接有无脱落、部件有无裂纹损伤及温度过高等现象。若无法通过直观检查找出故障，则需要用解码器、示波器等先进检测设备及工具进行进一步的检查。

3）先机后电。共轨柴油发动机主要机械元件的工作环境较恶劣，一般都是在高温、高压、高速的环境下工作，受力复杂，磨损大，故障率较高。所以在维修时，应先排除机械部分故障，再开始排查电控系统。若真的是电控系统故障，也应先从电控系统中一般的机械故障下手。

4）先查后测。当共轨柴油发动机出现故障时，ECU中会存储着故障码，以便于故障排除。在排除故障时，需查阅相关资料，再进行故障的分析。

5）先外后内。在柴油机故障排除的过程中，先大致判断发动机故障的方向，是否与电控系统有关，应采取就近原则，先对外部进行检查，查看外部的接口部位是否良好，在确定故障不是由于外部连接等原因而造成的后，再对系统中部件进行检测，这样可以避免过多没有价值的拆装，从而节省故障诊断与排除时间。

6）故障码优先。在进行共轨柴油发动机故障检测时，诊断仪器能读取ECU中的故障代码，从而使维修人员根据所提取出来的故障码进行针对性的检测。

综上所述，共轨柴油发动机电控系统组成部件较多，结构较复杂，若出现故障，在诊断时，需根据其结构及工作原理，利用科学的诊断方法，制定合理的诊断流程，对故障进行分析、判断，最后排除故障。

2 柴油发动机共轨电控系统常见故障诊断方法

柴油发动机共轨诊断技术随着其电控技术的成熟在不断的创新和变革，以前的简单工具到现在专业检测仪器，诊断方法越来越丰富。20世纪90年代，共轨柴油发动机故障的诊断方法多数是采用直观法进行故障的判断，现在电控技术普及后，检测就需要采用一些先进的检测仪器和设备来做进一步的深入检查，从而判断故障原因。

2.1 借助系统电路图确定故障类型

不同汽车生产厂家在运用共轨电控喷射系统时，会结合实际需求设计系统结构体系，由此产生多样化线路连接方式，在进行系统故诊断时，应充分利用电控电路图，在明确电路体系的情况下，确定故障诊断要点，进行电控单元线路连接故牌检查时，在ECU子上插入大头针断传感器是否正常作业。

2.2 利用专用故障诊断仪器读取故障码

共轨唤射系统中设备发生故障时，则设备无法正常运作，这时设备维停工作难度较大，并且严里影响了发动机运行效益。在设备故障发生故障时，利用诊断仪器将故障对应的故障码输入系统中，能显示出故障位置和解决方法。大部分故障条码安装在发动机内侧，根据传感器信号来调控电磁阀，提高柴油发动机运行质量，具体来说，采用故障码来判断共轨唤射系统故障问题，能实现系统目我诊断，及时解决故障问题。

3 案例分析

3.1 故障现象

东风天锦系列商用车装配的康明斯（ISDe21040）发动机采用了 Bosch高压共轨电控喷射系统。车辆在驾驶过程中动力不足，尤其是发动机转速处于高速下动力不足现象更加明显。故障灯随车速变化而变化，车速下降灯就灭，油门踏板不起作用，发动机工况逐渐恢复正常，但仍感觉行驶无力。经询问了解，车辆一直按期保养，近期未出现事故和维修。检查发动机，并未发现异常。起动发动机，启动正常，怠速、中速运转正常，但高速转速2000转以上感觉油门响应变差。

3.2 诊断过程

安装先思后做的诊断原则，排除人为故障和机械故障，通过直观检查未找出故障，则需要专用诊断仪调取故障码检查。故障码显示存储非现行故障，故障代码（0559）：喷油器计量油轨压力——数据低于正常工作范围-中等严重级别。这说明ECU监测到燃油压力低于指令压力，产生的后果可能会造成起动困难、功率低或发动机冒烟及发动机可能无法起动。起动发动机后在不同车速下检查数据流，数据流显示在发动机2000转时轨压变化不明显，且随转速增加轨压下降，但故障灯未亮。

3.3 原因分析

故障现象显示中、高转速下油轨压力低，首先要明确传感器及传感器线路是否正常，如传感器不正常就无法正确反应轨压。如果轨压传感器反应了真实的油轨压力则传感器正常，那么轨压低可能是由燃油供给系统引起的，根据燃油供给系统工作原理，轨压降低：一是低压系统来油不畅，则是油箱至齿轮泵相关元件及管路：二是高压系统不能建立正常油压，可能是燃油高压泵损坏，燃油计量阀执行器损坏，燃油计量阀执行器连接线路损坏，EU控制电路信号等原因。三是高压侧燃油泄漏，泄漏点主要有共轨管上的喷油器、泄压阀、高压燃油泵三个泄压点。

4 维修与测试

通过原因分析，基本理清了诊断思路。决定首先排除电子控制系统的问题，测量轨压传感器电阻，输出电压无异常。基本排除轨压传感器和ECU线路连接的故障问题。因在起动及怠速、中低速工况系统轨压正常，通过检查燃油计量阀执行器及控制电路，排除了燃油计量阀执行器故障的可能性。至此基本排除电控系统故障判断轨压低是燃油供给系统出现故障，检查低压系统来油不畅，油箱密封良好，油量正常，进油管路无损伤;检查燃油滤清器，分别拆下滤清器进油口、出油口接头，检查油泵泵油，检查正常。发动机在高速状态轨压下降明显，决定检查燃油系统回油量。回油量检查不仅可确定高压系统的供油情况，还可以检查高压系统是否存在不正常的燃油泄露。因为三处回油泄压点共用一根回油管，为确定故障点，必须分别检查。先检查共轨管上的泄压阀，在泄压阀处引出一根回油管。发动机转速达到2千转时泄压阀开始回油，轨压下降，发动机转速的升高回油量增加。故障原因为泄压阀故障造成。更换共轨管总成后启动发动机，并对发动机不同转速工况进行测试，查看静态及动态数据流，未发现问题。车辆路试，怠速、加速、减速发动机均正常，故障有效排除。

参考文献：

[1]王文清.汽车故障诊断技术[D]. 中央广播电视大学出版社，2011.

[2]宋福昌.康明斯ISBe高压共轨柴油机维修手册[D].機械工业出版社.

[3]王亮.柴油机共轨电控喷射系统故障诊断方法探讨[J].河北农机，2017（07）.

[4]徐生明.柴油机共轨电控喷射系统故障诊断与分析[J].小型内燃机与车辆技术，2015.

[5]卢红阳.汽车电控发动机疑难故障的诊断[J].黑龙江科技信，2012.