魏遠(yuǎn)赫

【摘 要】為了滿足國家Ⅳ級排放要求，各大柴油汽車制造商都推出了柴油共軌發(fā)動機(jī)，該類型發(fā)動機(jī)一方面應(yīng)用了很多新的技術(shù)，同時也對維修提出了新的要求。本文主要闡述中國重汽柴油共軌發(fā)動機(jī)的基本工作原理，在此基礎(chǔ)上分析共軌發(fā)動機(jī)動力不足的原因，并提出相應(yīng)的診斷方法和維修注意事項。

【關(guān)鍵詞】柴油共軌發(fā)動機(jī)；動力不足；分析與診斷 0.引言

中國重汽共軌發(fā)動機(jī)采用的是日本電裝電控共軌燃油系統(tǒng)，最高共軌壓力可達(dá)180MPa，可實現(xiàn)依據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、增壓壓力、車輛運行情況等靈活準(zhǔn)確地調(diào)整噴油量、噴油次數(shù)、共軌壓力和噴油提前角，使發(fā)動機(jī)的動力性、排放、噪聲、經(jīng)濟(jì)性、平穩(wěn)性、低溫起動性和汽車的操縱性能都達(dá)到最佳的匹配。電控系統(tǒng)根據(jù)各缸工作時轉(zhuǎn)速的差異，自動平衡各缸的噴油量，而使發(fā)動機(jī)達(dá)到非常平穩(wěn)的怠速。

1.柴油共軌發(fā)動機(jī)的基本工作原理

柴油共軌發(fā)動機(jī)和別的四沖程發(fā)動機(jī)一樣，有進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。它的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示：

圖1 柴油共軌發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

從上圖可以看出它除了有一般柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)外還多了如缸判別傳感器、冷卻液溫度傳感器等的電子原件。循環(huán)從進(jìn)氣開始，這時進(jìn)氣門打開新鮮的經(jīng)過增壓機(jī)增壓的空氣進(jìn)入到氣缸中，同時進(jìn)氣會在氣缸中形成一定的渦流。等到進(jìn)氣完成后活塞上行進(jìn)排氣門同時關(guān)閉，就進(jìn)入了壓縮沖程，這時氣缸內(nèi)氣體的壓力和溫度不斷的上升，氣體形成的渦流同時也在加強(qiáng)，壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5-4.5MPa，同時溫度高達(dá)750-1000K從而達(dá)到柴油的燃點，氣體形成的渦流可以讓柴油更快的燃燒。在活塞到達(dá)上止點前ECU就會根據(jù)NE傳感器的G傳感器定是那一缸要噴油何時噴油。同時ECU還要根據(jù)發(fā)動機(jī)上傳感器的數(shù)值還有油門傳感器的數(shù)值確定向噴油器提供多長時間多少次的110V的沖電流，噴油器在接收到110V電流時就會被打開，六個缸共用的共軌油就通過噴油器噴入燃燒室中。噴射油的數(shù)量和次數(shù)是通過110V電流的通電時間有次數(shù)決定。ECU也會根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速等數(shù)值來控制PCV閥來控制共軌管路的壓力。當(dāng)柴油噴入燃燒室后就進(jìn)入了做功沖程。隨著活塞的下行氣缸的溫度和壓力就會下降直到活塞運行到下止點做功完成就進(jìn)入了排氣沖程，這時排氣門打開活塞上行，廢氣經(jīng)過排氣門排氣歧管后到渦流增壓機(jī)給進(jìn)氣進(jìn)行增壓，最后通過排氣管排出。

2.柴油共軌發(fā)動機(jī)動力不足原因分析

從上面柴油共軌發(fā)動機(jī)的工作原理可以看出：進(jìn)氣沖程、排氣沖程、壓宿沖程都是為做功沖程做準(zhǔn)備，所以發(fā)動機(jī)動力的好壞主要取決于做功沖程的好壞，而做功沖程的好壞主要是看做功沖程開始時的壓縮混合氣燃燒的好壞和燃燒開始的時間點是否正確。

2.1影響燃燒好壞的因素有

2.1.1壓縮空氣

主要是壓縮終了時的壓縮空氣壓力和溫度過低，引起這種現(xiàn)象的可分為以下三個原因：

（1）進(jìn)氣歧管處的進(jìn)氣壓力過低，主要由以下原因引起：1）排氣背壓過高增壓系統(tǒng)壓力不足導(dǎo)致增壓機(jī)沒有很好的工作；壓氣機(jī)背面間隙處積炭，油泥；增壓器廢氣旁通閥始終打開。2）空氣濾清器堵塞。3）冷箱進(jìn)氣歧管處漏氣。

（2）配氣定時不正確引起進(jìn)排氣門開關(guān)時間不正確，從而引起應(yīng)該排的廢氣沒排出去應(yīng)該進(jìn)的新鮮空氣又沒進(jìn)來。

（3）軸瓦間隙過大缸套或活塞磨損或拉缸或進(jìn)排氣門不密封引起的氣缸在壓縮沖程中漏氣。

2.1.2柴油

從柴油方面分析，影響燃燒的因素主要有噴油壓力、噴油時間和噴油霧化情況。

噴油壓力由共軌壓力決定，我們已知共軌壓力油是油泵從低壓油路中泵油并通過PCV閥得到的，ECU通過控制PCV閥以控制泵油壓力，同時為了保護(hù)共軌管路和油泵，在管路中安裝了一個限壓閥，所以引起共軌壓力的原因可以在ECU或PCV閥，也可以在限壓閥上，同時也可以是因為在低壓油路沒好建立起來好低壓油，原因有可能是燃油管路漏油或燃油濾清器堵塞、燃油系統(tǒng)內(nèi)有空氣。

噴油時間是ECU控制噴器進(jìn)行噴油的時間，主要受ECU的控制，同時ECU是綜合發(fā)動機(jī)各個傳感器信號給出的確的控制信號，所以噴油時間會受到各個傳感器的影響。

噴油霧化情況主要受到噴油器的影響，出現(xiàn)霧化不好主要問題是在噴油器噴油偶件上。

2.2影響燃燒開始的時間的不正確的因素有

（1）NE傳感器信號不對，主要由NE傳感器自身問題、飛輪變形或有油污引起。

（2）G傳感器信號不對，主要由G傳感器自身問題、油泵安裝時正時沒對好引起。

3.柴油共軌發(fā)動機(jī)動力不足問題的診斷

本文首先以中國EOL為例進(jìn)行診斷，診斷時先看有沒有故障代碼，如果有就按代碼的提示對相應(yīng)的部件進(jìn)行更換。如果沒有故障代碼，就要把發(fā)動機(jī)起動起來去看它的數(shù)據(jù)流，動力不足我們主要要看進(jìn)氣歧管壓力、大氣壓力、共軌壓力、油門踏板位置傳感器1和油門踏板位置傳感器2電壓、回油溫度、各缸噴油嘴的補(bǔ)償。這些數(shù)據(jù)都會影響發(fā)動機(jī)動力。

3.1進(jìn)氣歧管壓力

進(jìn)氣歧管壓力讀數(shù)過小故障的診斷：壓力過小有可能是實際壓力確實過小也有可能是傳感器的故障，判斷方法就是外接一個氣壓表看實際壓力和傳感器壓力的差值，也可以用萬用表檢測傳感器的電阻值以判斷傳感器的好壞。如果傳器沒有問題就是真的氣壓過低，這有可能是增壓機(jī)給的壓力不足也有可能是管路漏氣，我們可以在增壓機(jī)的出風(fēng)口處外接一個氣源讓外接氣進(jìn)入中冷管中就可以很清楚哪兒有漏氣了。

3.2大氣壓力

大氣壓力問題憑借常識和經(jīng)驗就可判斷出，在此不再贅述。

3.3共軌壓力

共軌壓力問題的診斷：如果我們發(fā)出實際壓力和目標(biāo)壓力有很大的差別話說明共軌壓力出問題了，我們首先要從簡單的低壓油路檢起，看濾清器是不是干凈同時打開低壓回油管，用手油泵油看加油管中有沒有空氣，如有說明漏氣了。如果低壓油路沒有問題我們就要檢查油壓傳感器和限壓閥了。傳感器可以通過測量電阻來判斷好壞，而限壓閥好壞只能用更換新的嘗試了。檢查完這些都沒有問題就只能更換油泵了。

3.4油門踏板位置傳感器

油門踏板位置傳感器1和油門踏板位置傳感器2問題診斷：我們先把油門踩到底看傳感器1的電壓大概是不是在1.9V而傳感器2看是不是在3.8V左右，如果偏差在0.3V 以上就說明油門踏板位置傳感器有問題需要更換。

3.5回油溫度

回油溫度問題的診斷：通過查看回油溫度的數(shù)值即可判斷其是否正常，在起動時它的溫度和環(huán)境溫度差不多，起動長時間后大概在40到60攝氏度之間。如果不是就說明有問題要更換。

3.6各缸噴油嘴的補(bǔ)償

各缸噴油嘴的補(bǔ)償問題的診斷：補(bǔ)償是ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)各缸做功后依據(jù)轉(zhuǎn)速改變而對各個噴油器通電時間進(jìn)行的修正。轉(zhuǎn)速是由ECU通過NE傳感器得到的，所以當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)有一個缸的補(bǔ)償很大時可以確定此缸的噴油器出現(xiàn)故障，需要更換，在同時有兩個或兩個以上補(bǔ)償較大時，有可能是一個引起的發(fā)動機(jī)工作不好導(dǎo)致ECU錯誤的對多個缸進(jìn)行了補(bǔ)償，所以就要先更換補(bǔ)償最大的那個缸，如果補(bǔ)償最大的缸更換后。其余缸還好就再更換。同時要注意每換一個噴油器都要重新寫入代表各個噴油器特性的QR碼。

另外我們注意到NE傳感器傳達(dá)了錯誤信號也有可能引起補(bǔ)償變大，而一個噴油器又很貴，考慮到經(jīng)濟(jì)性因數(shù)，本文找尋了一種方法以排除NE傳感器的影響：我們了解到當(dāng)發(fā)動機(jī)到高速時ECU就不再進(jìn)行補(bǔ)償，所以每個缸噴油器的通電時間都會一樣，這時噴油多少的差別全都由噴油器差別產(chǎn)生。而噴油的多少我們不能真接測得，可是從圖2上我們可以看出噴油器的工作原理是：當(dāng)ECU給TMV電磁閥供電時，TMV閥桿會升起，從而打開控制室的溢流通道，當(dāng)溢流通道被打開時，控制室中的油流出壓力下降，此時噴嘴就打開了，油就通過噴嘴給噴入燃燒室中，斷電時TMV回位，噴油停止，所以我們可以測回油來定噴油的多少。方法是找?guī)讉€較大的量杯去接各個缸的回油，同時把發(fā)動機(jī)起動起來在1200轉(zhuǎn)左右工作30秒左右后停車對比各缸的回油就可以看出問題在那了。

圖2 噴油器的結(jié)構(gòu)原理圖

4.總結(jié)

在維修過程中我們一定不能在發(fā)動機(jī)還在運轉(zhuǎn)時，松開高壓油路因為高壓油路壓用過高噴出會對人造成很大的傷害。在診斷過程中我們要知道油路、氣路、電路對發(fā)動機(jī)動力的影響，都是因為它們對發(fā)動機(jī)的燃燒過程產(chǎn)生影響而產(chǎn)生的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊彪.中國重氣共軌發(fā)動機(jī)故障案例分析，2011.