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柴油机轨压过低或过高故障检查、原因及排除
发布时间:2023-11-10 18:39:22  ▏阅读:

 

故障检修与技术维护

轨压过低或过高对柴油发电机的影响及原因分析

 

导读:康明斯公司在本文通过设计合理完整的诊断流程,以故障症状入手,注重从原理分析,充分利用现有检测设备,以数据来验证判断,尽可能少的拆解步骤,提高了诊断效率及准确率。大量减少了不必要的拆解步骤,无论是在教学中还是在柴油发电机维修实践工作,将起到很好的指引作用。并且使一些盲区及疑难杂症迎刃而解,培养应用设备分析问题的能力。因此,康明斯公司将以柴油发电机高压共轨燃油系统为例,在本文中简述了高压共轨燃油压力检查方法、分析轨压过低和过高的常见原因以及排查办法。

 

一、高压共轨燃油压力检查方法

 

      高压共轨柴油机因共轨压力非常高,采用直接测量,受到条件有限,一般用户是无法拥有这些昂贵的检测设备,系统组成如图1所示,试验后的压力曲线如图2所示。但是即使采用现有的设备,如果能够编制合理的工艺,将能达到事半功倍的目的。归纳以上的原理,对燃油压力的的诊断,需完成如下项目:

1、读故障码

      高压共轨柴油机关于燃油压力的故障码不多,查阅维修手册的故障代码表,接合控制单元的电路的分析,其故障范围有油泵继电器、油温传感器、燃油计量阀及油压传感器等故障。如果出现上述元件的故障代码,则说明控制单元已经检测出元件有故障。在检修前必须理解其故障含义,同时验证故障症状与故障内容是否一致。这样维修才有针对性。在维修过程中,必须将故障码消除后才能做后面的工序。

2、读实际值

      当控制单元没有故障码,通过分析实际值将能发现故障的蛛丝马迹。实际油轨压力值反映油轨压力传感器感知油轨内的压力,这一值将油轨内的压力、压力传感器、压力传感器至ECU的线束及ECU的好坏反映出来。额定油轨压力反映ECU根据发动机实际工况油轨需要达到的压力值。额定油轨压力与实际油轨压力对比,就能反映出压力是否符合要求。通过断开压力传感器的导线,在导线端子上加压模拟压力信号,观察实际油轨压力值的变化情况,就能将故障范围区别开来。随模拟信号正常变化的说明导线ECU没有问题。

3、低压检测

      低压检测有压力及流量两个项目。

      将压力表接入高压泵入口连接处,打开点火开关,控制单元将汽油泵运行几秒,电动燃油泵将燃油充满系统(最大绝对压力.1.5bar),我们先观察压力是否达到要求,压力负荷要求后,测试流量,同时观察油管流出的燃油是否夹杂大量气泡。压力不符合要求,只需对燃油泵进行维修。流量不够,说明系统有节流,查出堵点加以维修。当系统夹杂大量气泡,说明系统有空气,查明漏气部位。

4、高压压力实际值

      在发动机运行或启动时,在实际值中高压传感器读取高压压力的数值。高压压力是通过调节流量阀调节后实现的。

      如果是控制单元调节调节流量阀引起高压压力不正常,可采用隔离的方法,将调节流量阀与电控单元的端子拔掉,压力恢复正常,说明的确是控制单元引起的,更换ECU。如果压力还是不正常,说明调节流量阀、高压泵、或燃油压力调节阀有故障。

      燃油压力调节阀影响燃油压力只能是调节阀关闭不严,按这原理特点,我们只需将调节阀回至油箱的接头打开,断开与控制单元的导线连接,在发动机启动的时候,观察接头是否有油流出,有大量油流出,说明燃油压力调节阀密闭不严需更换。如果没有发现油流出,则采用排除法,更换高压泵。

5、回流压力

      将压力表接入喷嘴与压力保持阀的回油管路中。在发动机工作时,压力表正常显示10bar。如果大于10bar,说明压力保持阀卡死在关闭位置;如果小于10bar,马上将压力保持阀去往燃油箱的管路用钳子夹瘪,压力马上上升,说明压力保持阀关闭不严,如果压力没有上来,则是高压的问题。

 

柴油机高压共轨燃油压力检测装置.png

图1  柴油机高压共轨燃油压力检测装置

柴油机高压共轨燃油压力曲线图.png

图2  柴油机高压共轨燃油压力曲线图

 

二、轨压过低的原因和排除

 

      柴油发电机轨压过低主要表现为实际轨压低于设定轨压。轨压偏低会直接导致喷油量不足、燃油雾化不良,柴油发电机动力性和经济性均会受到影响。轨压严重偏低时甚至无法起动柴油发电机。对于柴油机来说,喷油系统的正常工作非常重要,因此当发现柴油机轨压低时,需要及时采取措施进行排除。

1、轨压过低的原因

      轨压过低的主要原因有高压油泵故障、低压供油偏少(低压燃油压力低、油量计量单元故障和轨压传感器信号失准)及高压油路泄漏等。

(1)高压油泵故障。

      高压燃油泵外观结构如图3所示。常见故障如高压油泵柱塞磨损、进油单向阀和出油单向阀关闭不严等。

(2)油量计量单元故障。

      如计量单元柱塞卡滞不能有效打开,计量单元线路故障。

(3)轨压传感器信号电压偏高。

      轨压传感器安装在油轨的一端,主要是测量共轨管中的燃油压力。它通过硅膜(传感单元)测量轨中瞬间的燃油压力,传感器元件安装在硅膜上,把燃油压力转化为电压输出。

(4)低压油路燃油压力低。

      齿轮泵磨损,致使油泵内漏增加。安全阀泄漏或弹簧弹力过小,打开过早。压力侧燃油滤清器堵塞,管路堵塞或漏油。吸人侧燃油滤清器堵塞,管路堵塞或漏气;燃油箱液位低,致使油路进气。低温环境下,燃油标号偏低,燃油流动性变差。

(5)高压油路泄漏。

      常见情况是内漏,如油轨减压阀泄漏;喷油器泄漏导致的喷油器回油量增大;高压油泵柱塞磨损导致的回油量增加等。

(6)油路堵塞或者油里面水分太多导致油轨压力低

      所有气缸的喷嘴都连接着一根公共的油管(如图4所示),导轨里始终有恒定的压力,燃油导轨在整个喷射过程中基本保持不变,且独立于发动机的转速和负荷而自由选择,如果损坏就会导致油轨压力低。

(7)喷油器堵塞损坏引起油轨压力低。

      高压油轨,用来存贮燃油,同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动,确保系统压力稳定,高压油轨为各缸共同所有,其为共轨系统的标志。

      轨压偏低通过监测数据流中实际轨压低于设定轨压来确认。为确定故障原因,可以对低压油路压力和高压油路回油进行检测。

2、轨压低的排查方法

(1)高压油路:

①测量喷油器回油量。

② 停机状态下松开油泵出油口,打火时查看出油情况:如不出油,则考虑油泵异常如出油,使用高压工具测量出油压力。

③ 检查油轨油路接头及泄压阀存不存在泄漏。

(2)低压油路:

      排查顺序遵照:油箱-粗滤-齿轮泵-精滤-高压泵-轨-喷油器,使用低压工具逐段查油压。

① 油箱是否清洁,无异物,通气孔是否堵塞。

② 整个管路是否存在弯折,所有接口是否密封不漏气。

③ 滤清器上排气螺栓是否松动。

④ 手油泵处是否密封无漏气。

⑤ 高压油泵的进油、出油、回油口连接是否正确。

 

高压共轨系统燃油泵外部结构图.png

图3  高压共轨系统燃油泵外部结构图

共轨柴油机燃油系统油道分布图.png

图4  共轨柴油机燃油系统油道分布图

 

 

三、轨压过高的原因和排除

 

1、高轨压的目的

       轨压是指高压油管中的压力,它是由高压油泵提供的。高压油泵将燃油压缩到一定的压力,然后通过喷油嘴喷入气缸中,从而实现燃烧。轨压越高,燃油的喷射速度就越快,燃烧效率也就越高。高压共轨系统结构与原理如图5所示,电路控制如图6所示。

      那么,为什么要提高轨压呢?首先,高轨压可以提高燃油的喷射速度,从而使燃油更加充分地燃烧,提高发动机的功率和效率。其次,高轨压可以提高燃油的喷射精度,从而减少燃油的浪费和排放。此外,高轨压还可以提高发动机的可靠性和耐久性,减少故障和维修成本。 然而,要提高轨压并不是一件容易的事情。首先,高轨压会增加高压油泵和喷油嘴的负荷,从而增加它们的磨损和故障率。高轨压也会增加燃油的温度和压力,从而增加燃油的氧化和老化速度,降低燃油的质量和稳定性。因此,要提高轨压必须要选择合适的高压油泵和喷油嘴,并且要保证燃油的质量和稳定性。

      柴油发动机轨压高的原因是为了提高发动机的性能和效率,减少燃油的浪费和排放,提高发动机的可靠性和耐久性。然而,要提高轨压并不意味着轨压无限大,不能超过设定的轨压值,否则代表着出现了轨压过高故障。

 

柴油机高压共轨燃油系统结构图.png

图5  柴油机高压共轨燃油系统结构图

柴油机共轨燃油系统控制电路图.png

图6  柴油机共轨燃油系统控制电路图

 

2、轨压过高的原因

       当轨压高于安全压力时,会报油轨工作压力过高故障(p0088)。轨压过高指实际轨压高于设定轨压的现象。其主要原因如下:

(1)回油管直径小、弯折或者堵塞导致油泵回油不畅,过多燃油进入油泵柱塞造成轨压高。

(2)燃油泵执行器柱塞卡滞,燃油泵执行器O形圈损坏。

(3)燃油泵执行器线路故障。

(4)油泵燃油计量单元处在常开或开度较大的位置,或者计量单元接头开路导致轨压高

(5) 油泵溢流阀处在常闭或开度较小的位置,导致轨压高。

(6)轨压传感器故障、ECU内部故障导致控制电路存在故障。

3、轨压高的排查方法

(1)油泵回油管路:

①测量油泵回油口油压,通常压力值须小于1.2bar。如果压力高于1.2bar则油泵回油管存在堵塞。

② 松开油泵回油管,起动发动机,看故障是否消失。故障消失则油泵回油管堵塞。故障没有消失检查高压油泵本身故障。

(2)高压油泵:

①检查油泵计量单元线路是否存在开路故障。

②检查计量单元是否生锈卡滞等。

③检查溢流阀是否卡死导致不回油或回油量少。

 

总结:

      现代共轨柴油发动机的燃油供给系统比传统柴油机要复杂的多,特别是高压部分的压力比传统柴油机要高出几十倍。共轨柴油发动机的的燃油压力如果出现故障将直接导致发动机不能正常工作。通过对燃油供给系统的细致研究,以从简到难,由外到内的原则,设计一套检测工艺流程势在必行。柴油机轨压过低和过高的排除方法主要包括检查喷油泵和喷油嘴、检查燃油供给系统、检查压力调节器、检查高压油管、检查燃油泵和喷油器的定时以及检查柴油质量等。根据实际情况,可以逐一排除这些可能引起轨压低的问题,从而恢复柴油机的正常工作。同时,为了保持柴油机的良好工作状态,日常的维护保养也是非常重要的。只有定期对柴油机进行检查和维护,才能保证其长期稳定运行。

 


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