柴油发动机不易起动故障诊断与排除
情景描述
某客户反映该挖掘机故障为发动机为不容易起动或起动后发动机易熄火，有时发动机无力，发动机故障指示灯常亮，经班组长试车检查故障现象与客户所说的一致，现需要维修技工根据维修手册相关要求，在规定时间内对发动机的故障进行诊断和维修，维修完成后自检交付班组长验收。
学习目标
知识目标
1.能叙述柴油发动机不易起动故障发生的原因；
2.能叙述柴油机电控高压共轨系统类型、组成、功用及故障诊断方法；
3.能查阅维修资料收集信息，讨论和制定出相应的故障诊断流程。
技能目标
1.能叙述并执行发动机操作、设备运用、消防等安全操作规程；
2.能正确选择使用仪器和设备，对故障进行检测和记录，确认故障原因；
3.能对维修资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页的填写。
素养目标
1.能制定工作计划，独立完成故障诊断与排除流程；
2.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作。
学习活动流程
1.学习活动1—教师发布工作任务，学生以小组形式完成任务分析与检查；
2.学习活动2—学生分组讨论学习柴油发动机不易起动故障诊断相关知识；
3.学习活动3—学生分组讨论制定维修方案，指导教师将共性问题集中讲述、总结和展示阶段成果；
4.学习活动4—学生分组进行故障的检测与记录，并完成故障诊断与排除工作；
5.学习活动5—学生对故障维修的结果进行检验。
学习任务一任务分析
一、机器设备的基本检查
1.参考实际案例以书面的形式列举共轨燃油系统检修注意事项。
2.请填写挖掘机的基本信息完成基本检查，并填写作业记录表1-1。
作业记录表表1-1
二、故障码的读取与分析
请按照以下步骤，填写读取故障码和数据流作业记录表1-2。
读取故障码和数据流作业记录表表1-2
学习任务二资讯获取
发动机不易起动是挖掘机发动机常见的典型故障。如果出现了发动机不易起动的故障，原因很可能是发动机的燃油系统、电子控制部分或机械部分元件出现了故障。因此，在故障诊断与排除过程中，应集中在以上几个系统。
一、电控高压共轨燃油系统故障分析
1.电控高压共轨系统学习
电控高压共轨系统主要由油箱、柴油滤清器（预滤、精滤）、输油泵、高压泵、共轨管、电控喷油器、高低压油管、各种传感器、电控单元（ECU）、各种执行器、电子油门、连接线束等组成，如图1-1、图1-2所示。
高压共轨系统的结构组成
电子控制部分
燃油供给部分
控制器
线束
传感器执行器高压部分
低压部分回油管低压油管
油水分离器
滤清器
油箱输油泵柴油滤清器
共轨管喷油器高压泵
高压油管
图1-1 电控高压共轨系统结构组成
图1-2 玉柴4F 发动机共轨系统示意图
（1）电控高压共轨燃油系统的组成
汽车柴油机电控高压共轨喷油系统的主要部件由低压供油部分和高压供油部分组成。
①低压供油部分
电控高压共轨喷油系统的低压供油部分包括:燃油箱（带有滤网）、输油泵、燃油滤清器及低压油管。
低压油路中有进油和回油两部分：进油，燃油从油箱内通过粗滤到燃油滤清器再到齿轮式输油泵；回油，喷油器回油、油轨和电控高压泵回油接到一起回到油箱。
②高压供油部分
电控高压共轨喷油系统的高压供油部分包括：带调压阀的高压泵、高压油管、作为高压存储器的共轨（带有共轨压力传感器）、限压阀和流量限制器、喷油器、回油管。
发动机油路走向原理图(见图1-3、图1-4)（CP3.3油泵：适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型等系列博世共轨发动机）
图1-3 博世共轨发动机油路走向原理图
图1-4 YC4F发动机油路走向原理图
燃油的主要走向：油箱→粗滤带（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后端）→细滤→压油泵→共轨管→喷油器。
2.电控高压共轨燃油供给部分主要部件
高压共轨油路部分主要零部件有：高压油泵、高压油轨、共轨压力传感器、流量控制阀和喷油器、压力调节阀等。
（1）高压油泵如图1-5所示。
图1-5 玉柴国Ⅲ4F柴油机采用双缸泵
①高压油泵的作用
通过电控高压泵的持续工作，将燃油输送到高压轨中，在轨内蓄压。ECU通过油泵上的油泵执行器（内压控制阀）来控制在高压轨中的燃油压力，高压轨上的轨压传感器反馈轨压信息给ECU，形成一个闭环控制，高压轨中在任何时刻都蓄有一定压力的高压燃油。在ECU 根据内部的标定数据计算出需要某缸喷油的时候，由ECU 通过控制喷油器的磁电电磁阀的工作来使喷油器在计算的时刻喷出计算出的燃油量。
目前，国内车用柴油机广泛采用了Bosch第二代共轨系统（CRS2.0），最大供油压力在130～135MPa之间（视具体机型而有所区别），常见的高压泵型号有：CP1、CP1H、CP2、CP3等。
②高压油泵工作原理
输油泵将燃油从油箱吸出，经过带有油水分离器的燃油滤清器到达高压泵的进油口。输油泵使燃油经节流阀的节流孔，进入高压泵的润滑和冷却回路。凸轮轴使3个柱塞按照凸轮的外型上下运动。
当供油油压超过安全阀的开启压力（0.5-1.5bar），高压泵的柱塞正向下运动（吸油行程），输油泵使燃油经高压泵进油阀进入柱塞腔。在高压泵柱塞越过下止点后，进油阀关闭。柱塞腔内的燃油被密封，压缩后当压力升高到共轨的油压，出油阀被打开，被压缩的燃油进入高压循环。柱塞继续供油，直到到达上止点（供油行程），压力减少，导致出油阀关闭。
（2）高压共油轨
①高压共油轨的作用
高压共轨在储存高压燃油的同时，使高压油泵的供油和喷油器喷油时产生的高压振
荡衰减，因此喷油器的开启时刻和喷油压力能维持定值。高压共轨同时还起燃油分配器的作用。
在高压共轨上装有用于测量共轨压力的共轨压力传感器（燃油通过高压共轨上的一个小孔流向高压共轨压力传感器）及流量限制器（在管接头内部），如图1-6所示。
图1-6 高压共轨结构图
②流量限制器的作用
流量限制器的作用是防止喷油器可能出现的持续喷油现象。为此，由共轨流出的油量超过最大流量时，流量限制器将自动关闭流向相应喷油器的进油口，防止继续喷油。流量限制器的结构图，如图1-7示。
流量限制器有一个金属外壳，外壳两端有外螺纹，上端拧在共轨上，下端拧入喷油器的进油管。外壳两端有孔，以便与共轨或喷油器进油管建立液压联系；流量限制器内部有一个活塞，一根弹簧将此活塞向共轨方向压紧；活塞上的纵向孔连接进油孔和出油孔，纵向孔直径在末端是缩小的，起到精确计量的节流孔的效果。
图1-7 流量限制器的结构图
（3）喷油器
Bosch共轨系统第二代喷油器采用的是电磁阀式喷油器，由孔式喷油嘴和电磁阀（喷油器电磁阀的灵敏度为0.2 ms左右）等组成。喷油器喷孔的数量一般为6个左右。来自
高压共轨的高压燃油，经油道流向喷油嘴，同时经节流孔流向针阀控制腔，针阀控制腔通过球阀控制的泄油孔与回油管路相连。
①喷油器的组成
喷油器主要由控制室、压力室、喷油嘴、调压弹簧、量孔、控制活塞、喷油器电磁阀TWV等组成，其顶端印有快速识别代码QR，安装喷油器时将该码输入ECU，可将各缸喷油量的差别控制在1.5％，如图1-8所示。
图1-8 喷油器的组成
②喷油器的工作原理
当喷油孔的电磁阀不通电时，泄油孔关闭，作用在针阀控制活塞顶部的压力大于作用在针阀承压面上的压力，针阀被迫进入阀座而将高压油道与燃烧室隔离。当喷油器的电磁阀通电时，泄油孔被打开，针阀控制腔的压力降低，作用于针阀控制活塞顶部的压力也随之下降。一旦压力降至低于作用于喷油嘴针阀承压面上的压力，针阀上升，燃油经喷油嘴喷孔喷入燃烧室。此外，在控制柱塞处泄漏的燃油，通过回油管和高压油泵出来的回油一起流回燃油箱，喷油器工作过程如图1-9所示。
图1-9 喷油器工作过程
德尔福喷油器将高速的压力平衡式电磁阀与低的回油泄油液压概念结合起来，降低了整个系统的复杂性，从而省掉了两个昂贵的零件：共轨压力控制阀和燃油冷却器。省掉共轨压力控制阀是借助于一种创新的共轨释压策略来释放共轨中的油压，ECU利用喷油器中的高速电磁线圈的特点使共轨能快速释压，从而快速切断向燃烧室喷油。省掉燃油冷却器是得益于喷油器低的泄流和共轨压力控制阀的取消，两者的共同效果明显减少了回油量，从而减少了燃油冷却的必要性，相对于传统喷油系统有以下的优点。
a.喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量，轨内供喷油器喷油的压力可达1450bar，甚至更高。
b.喷油器可以在任何时刻喷油，可根据性能排放要求完成多次喷射。
c.高的喷射压力使喷油器的喷孔可以做的更小，由此缸内可完成更好的雾化，混合更均匀。
d.供油均匀，使喷油泵与传统机械喷油系统相比，尺寸更小，且驱动装置不用承受高压负载峰值。
e.喷油压力固定，喷射均匀，混合均匀，燃烧更稳定。
二、电控高压共轨电子控制部分故障分析
1.电控高压共轨电子控制部分学习
采用共轨喷油系统的柴油机，其电控装置（如图1-10所示）分为3个分系统。
图1-10 电控高压共轨电子控制部分
（1）传感器部分——采集运行状况和额定值的传感器和额定值发送器，它们将各种不同的物理参数转变为电信号（曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、加速位置传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、进气压力传感器、大气压力传感器）。
（2）电子控制单元ECU——用于根据一定的数学计算过程（调节算法）处理信息，并发出指令电信号。
（3）执行器——用于将ECU输出的指令电信号转变为机械参数（燃油计量阀、喷油器电磁阀）。
2.曲轴/凸轮轴传感器
（1）作用：精确计算曲轴位置，用于喷油时刻、喷油量的计算，转速计算。
（2）特性：可变磁阻式，安装于齿轮室上；空气间隙：0.5mm～1.5mm；静态电阻值：860欧；工作环境：-40度～120度。
（3）工作原理
感应式转速传感器跟脉冲盘相配合，用于提供发动机转速和曲轴上止点信息。感应式转速传感器由一个永久磁铁和磁铁外面的线圈组成。脉冲盘是飞轮前端面，原本加工60个齿，但是由两个空缺。工作原理是利用磁电效应，脉冲盘装在曲轴上，随曲轴转动。当齿尖紧挨着传感器的端部经过时，铁磁材料制成的脉冲盘切割着转速传感器中永久磁铁的磁力线，在传感器线圈两端产生一定频率的感应电压，作为转速信号输出给电控单元。如图1-11、1-12所示。
图1-11 曲轴/凸轮轴传感器图1-12 插接件
3.增压压力及温度传感器
（1）作用：主要通过计算空气量，控制“空燃比”。
（2）特点：集成温度传感器与压力传感器；工作温度范围：- 40～130℃；工作压力范围：50～400kpa；压力传感器为5V供电,输出信号电压:0.5～4.5V，温度传感器为NTC热敏电阻传感。
（3）工作原理：把压力信号转化为电压信号，然后送给ECU，由其进行相关比较，运算后控制执行器的动作。见图1-13、1-14、1-15所示。
压力传感元件主要为一片硅芯片，在中央蚀刻出压力膜片。压力膜片上有4个压电电阻作为应变元件组成一个惠斯顿电桥。硅芯片的背面为参考真空，定值和整流电路也集成在硅芯片上。进气歧管压力的改变使压力膜片受力变形，压阻效应使电阻改变，通过芯片处理后，形成与压力成线性关系的电压信号。
温度传感器元件是一个负温度系数NTC的电阻，随进气温度变化，输送给控制器一个表示进气温度变化的电压。
图1-13 增压压力及温度传感器图1-14 插接件
图1-15 工作原理及引脚定义
4.共轨压力传感器
燃油压力传感器（见图1-16所示）。
（1）作用：其功用是测量燃油分配管中的实时压力，并将测量结果传输ECU作为燃油分配管内油压的反馈控制信号。
（2）组成：燃油压力传感器由膜片、求值电路板、电器接头和外壳等构成。
（3）工作原理：燃油分配管内的燃油压力经燃油压力传递孔作用于由半导体压电敏感元件制成的膜片上，膜片因受压而变形，从而使膜片表面涂层的电阻值发生改变，并在电阻电桥中转换为电压信号，此电压信号经求值电路放大后传输给ECU。见图1-17所示。
图1-16 燃油压力传感器
图1-17 油轨压力传感器工作原理
三、机械部分故障分析
机械部分的原因主要是汽缸压缩压力不足或汽缸压力不均衡所造成。要判断出故障原因，就必须对各缸汽缸压力进行测量。
四、请根据您所学习的理论知识，完成以下题目
1.写出电控柴油发动机高压共轨系统组成元件的作用和工作原理。
（1）名称：
（2）作用：
（1）名称：
（2）作用：
1.名称：
2.作用：
1.名称：
2.作用：
2.请根据图1-18柴油共轨的组成把名称填写到表1-3中。
图1-18 柴油共轨的组成
柴油共轨的组成表1-3
（1）图中传感器有，执行器有 _ （填写序号即可）。（2）找出图中的一处明显错误，请找出并改正。
学习任务三维修方案制定
一、维修方案的制定
1.画出该车型共轨燃油系统图并简述其工作原理
玉柴4F发动机燃油系统图表1-4
二、制定出正确的故障诊断流程图
燃油系统故障诊断故障树表1-5
学习任务四任务实施
一、高压共轨系统检修基础知识
1.描述共轨系统的组成。
2.填写YC4F发动机舱所示传感器或执行器的名称，如图1-19所示。
图1-19 YC4F发动机
二、传感器元件和电路检测
1.油轨压力传感器（见图1-20所示）的3个接线端分别是、和。分别对应线束颜色：1号线；2号线；3号线。
图1-20 油轨压力传感器接线端
2.油轨压力传感器接插器端引线通/断测量：用万用表直流电压时，打开点火开关，测量传感器1号和3号端子间电压标准值为5V左右，你在实训中实侧电压值为V，说明该端子到ECU端子间的线路是□正常，□短路。（√填写）
3.BOSCH共轨系统中如果检测出油轨压力传感器损坏，是更换（）。A.油轨压力传感器；B.连同共轨管一起更换。
三、油轨压力传感器的初步检查
1.打开点火开关到ON档。
2.检查发动机故障指示灯应常亮。
3.起动发动机，打到ST档。
4.观察发动机故障指示灯，若指示灯熄灭，表示发动机电子控制系统正常；若指示灯亮，则表示发动机电子控制系统存在故障，应进行下一步检测。
5.关闭点火开关。
6.连接发动机故障诊断仪。
7.再次将点火开关开到ON档。
8.开启发动机故障诊断仪软件，进行检测操作。
9.根据故障代码提示信息查找维修资料，并记录相关维诊诊断信息,见表1-6。
共轨系统故障代码表表1-6
P0088 454 轨压控制偏差故障--轨压超高限
P101A 455 轨压控制偏差故障--轨压下降速率过大
P1014 511 轨压控制偏差故障—voerrun壮态供油量过大
10.关闭点火开关。
11.断开油轨压力传感器连接器，如图1-21所示。
图1-21 断开油轨压力传感器连接器
12.打开点火开关，起动发动机。
13.用万用表电压档测量连接器各端子电压，如图1-22所示。
图1-22 油轨压力传感器线路图
（1）应知应会：将万用表调整到（直流、交流）电压档的 V量程位置，用红、黑表笔分别接触连接器的正、负极柱测量。参考标准：电源端子：5V；信号线端子：0.5V；搭铁端子：0V若电压值符合规定值，则进行A步检测；若电压值不符合规定值，则进行B步检侧：若以上检测结果均正常，则进行C步操作；
A.连接好接插器，在接插器背插大头针，用万用表电压档测量油轨压力传感器元件的信号端子电压，测得电压值应随发动机转速升高而增大，最高值4.5V，若符合，则检查接插器连接是否良好，若不符合，则更换油轨压力传感器，参考数据流状态如表16-7所示，
B.断开蓄电池负极，断开ECU接插器，用万用表电阻档测量1、2、3端子与发动机控制模块（ECM）对应的通/断，若显示断路则检查相应线束的断路。
C.更换发动机控制模块。
数据流表1-7
四、检测油轨压力传感器的性能
请把检测数据填到表1-8中。
油轨压力传感器检测记录表表16-8
五、故障原因分析
1.故障原因是：
2.判断依据是：
。
学习任务五结果检验
一、维修结果检验
请根据车辆维修检查情况，填写完成结果检验分析表1-9。
作业表表1-9
二、学习评价
学习活动评价表表1-10
这是由于柴油未完全燃烧而产生的黑色炭粒混在废气中引起的。 1、故障原因 （1）发动机负荷过大。 （2）喷油器雾化不良，喷油压力过低或有严重漏油现象。 （3）供油提前角太小致使供油过晚。 （4）空气滤清器堵塞，进气量少，氧气供应不足。 （5）喷油泵供油太多。 2、排除方法 （1）减轻负荷，不使拖拉机长时间超负荷工作。 （2）调整和更换喷油器。 （3）按规定调整供油提前角。 （4）对进气系统和滤清器进行保养，更换滤芯。 （5）调整喷油压力。 （二）发动机排气管冒蓝烟 这是由于燃烧室内进入了过量的机油而引起，俗称烧机油。 1、故障原因 （1）油底壳中机油过多。 （2）油环磨损严重，开口间隙过大，油环装反或有积炭胶结在槽内。 （3）活塞环开口未交错开。 （4）缸套与活塞间隙过大。 （5）空气滤清器（湿式）底壳油面过高。 （6）气门杆和导管配合间隙大。 2、排除方法 （1）排放出油底壳中多余的机油，使油面保持合适的高度。 （2）清洗或更换油环，重新安装活塞环。 （3）更换活塞和缸套。 （4）倒出空气滤清器底壳中多余的机油。 （5）更换新件。
这也是一种常见的现象，气温较低时，刚启动的发动机转速低易排放白烟（主要是水汽），当转速正常时会逐渐消除，此种情况不属故障。另外，是由于冷却水道及密封部件的损坏，造成冷却水窜入燃油供给系（或油底壳），然后到达燃烧室，同废气一起排出，即形成白色烟雾。 1、故障原因 （1）气缸盖螺母松动，气缸垫损坏以及气缸盖、气缸套、气缸体出现裂纹或阻水圈失效等，使冷水窜入气缸。 （2）柴油中含水。 （3）供油提前角过大。 （4）气门间隙过小。 （5）喷油器、喷油泵偶件磨损严重。 2、排除方法 （1）重新按规定拧紧缸盖螺母，更换已损坏部件。 （2）更换合格柴油。 （3）调整供油提前角。 （4）调整气门间隙。 （5）对喷油泵、喷油器偶件进行研磨、选配或更换。 （四）发动机响声异常 发动机出现异常响声，是由于不正常爆发而产生的敲击声或不正常的运转而产生的撞击声。 1、故障原因 （1）喷油时间过早或过晚。喷油时间过早，发动机工作粗暴引起敲缸；喷油时间过晚，出现过后燃烧会引起排气管放炮声。 （2）喷油器滴油，响声无一定规律。有时出现敲击声有时则出现放炮声。 （3）气门间隙太大或太小。 （4）活塞环侧向间隙过大。 （5）连杆铜套间隙过大。
柴油发动机电控 21世纪是绿色柴油机的时代，传统的燃油系统已经不能适应柴油机技术发展的需要，机械技术与电子技术的结合使得汽车技术发生了一系列深刻的变化。柴油机电控系统，是必然之选。到目前为止，世界上许多发达国家已经研究并生产了很多功能各异的柴油机电控系统。柴油机电子控制的内容已由当初的燃油喷射系统单一控制，逐步发展到了各个系统控制，如可变气门驱动系统、可变进气涡轮控制系统以及废气再循环等。21世纪柴油机电子控制系统将进入发展的鼎盛时期。目前我国生产的宝来、奥迪轿车以及长城哈弗、华泰圣达菲等一些SUV都已采用了柴油机电控技术，其中很多技术处于世界先进水平，如高压共轨喷射技术、泵喷嘴技术等。本篇突出了柴油机电控部分的构原理和目前先进的柴油机电控技术。 电控柴油共轨系统的主要特点 1 改善柴油机的经济性 由于柴油机具有优异的节油特性，行驶成本远远低于汽油轿车。在原油价格不断上涨的情况下，它的经济性无论是对社会还是个人，都显示出巨大的价值。 2 提高控制精度 控制系统的控制精度越高，被控对象的功能指标就越容易接近最
优值。计算机控制的精度主要体现在三个方面：输入信号的高保真、信号均以数字形式传输，只要计算机的位数够高，就能保证足够的精度、高分辨率的输出信号。 3 控制策略灵活 对于不同的柴油机，其控制策略往往不同，当需要改进或与其他机型匹配时，传统的办法是改变机械控制系统，周期长成本高。计算机控制系统需要改变的仅仅是EPROM中的软件程序。有些情况下，甚至不需要变更便能用于不同的柴油机。 4 电子控制 整个系统有传感器、电控单元和执行器三大部分组成。最明显的特点是柴油电控喷射系统的多样化，具有高压、高频、脉动等特点喷射压力高达60-150MPa，甚至200MPa。柴油机电控喷油系统的组成 柴油机电控系统由传感器、执行器和电控单元组成。传感器检测出发动机或喷油泵的运行状态，ECU根据个传感器信息，控制发动机的最佳喷油量、最佳喷油时间，执行器根据计算机的指令，准确的控制喷油量和喷油时间。 电控燃油共轨系统的组成 电控高压共轨燃油系统可分成两大部分：电控系统和燃油供给系统。 1 电控系统
柴油发动机不易起动故障诊断与排除 情景描述某客户反映该挖掘机故障为发动机为不容易起动或起动后发动机易熄火，有时发动机无力，发动机故障指示灯常亮，经班组长试车检查故障现象与客户所说的一致，现需要维修技工根据维修手册相关要求，在规定时间内对发动机的故障进行诊断和维修，维修完成后自检交付班组长验收。 学习目标 知识目标 1. 能叙述柴油发动机不易起动故障发生的原因； 2. 能叙述柴油机电控高压共轨系统类型、组成、功用及故障诊断方法； 3. 能查阅维修资料收集信息，讨论和制定出相应的故障诊断流程。 技能目标 1. 能叙述并执行发动机操作、设备运用、消防等安全操作规程； 2. 能正确选择使用仪器和设备，对故障进行检测和记录，确认故障原因； 3. 能对维修资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页的填写。 素养目标 1. 能制定工作计划，独立完成故障诊断与排除流程； 2. 能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作。 学习活动流程 1. 学习活动1—教师发布工作任务，学生以小组形式完成任务分析与检查； 2. 学习活动2—学生分组讨论学习柴油发动机不易起动故障诊断相关知识； 3. 学习活动3—学生分组讨论制定维修方案，指导教师将共性问题集中讲述、总结和展示阶段成果； 4. 学习活动4—学生分组进行故障的检测与记录，并完成故障诊断与排除工作； 5. 学习活动5—学生对故障维修的结果进行检验。
学习任务一任务分析 一、机器设备的基本检查 1. 参考实际案例以书面的形式列举共轨燃油系统检修注意事项 2. 请填写挖掘机的基本信息完成基本检查，并填写作业记录表1-1 、故障码的读取与分析 请按照以下步骤，填写读取故障码和数据流作业记录表1-2 。 读取故障码和数据流作业记录表表1-2
柴油机电控系统维修
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柴油机电控系统 柴油机电控技术的发展 在柴油机的电子控制系统中，最早研究并实现产业化的是电子控制柴油喷射系统，到目前为止已经经历了三代变化： 1. 第一代电控柴油喷射系统：位置控制式。 2. 第二代电控柴油喷射系统：时间控制式。 3. 第三代电控柴油喷射系统：高压共轨式系统。 柴油机电控燃油喷射系统的特点 1.提高发动机的动力性和经济性 2.降低氮氧化物和微粒的排放 3.提高发动机运转稳定性 4.改善低温起动性 5.控制涡轮增压 6.适应性广 7.控制精度高、响应快 柴油机电控系统的功能 1. 燃油喷射控制 2. 怠速控制 3. 进气控制 4. 增压控制 5. 排放控制 6. 起动控制 7. 巡航控制 8. 故障自诊断和失效保护 9. 柴油机与自动变速器的综合控制 柴油机电控燃油喷射系统的基本组成 传感器 传感器是柴油机实现电控的关键技术之一，其作用是感知和检测发动机与车辆的运行状态，并将检测结果转换成电信号输送给ECU。柴油机电控燃油喷射系统所用的传感器多数与汽油机电控系统相同。在柴油机电控系统中常用的传感器有压力传感器、温度传感器、位置传感器、转速传感器、空气流量传感器及氧传感器等。此外，在电控系统中还有开关量采集电路，用于检测空调、离合器、挡位、制动、巡航控制等开关量的状态信息。所有的信息经过电控单元的信号采集模块处理后送到发动机电控单元，作为发动机控制的依据。
柴油机电控单元 执行器 执行器主要是接收ECU传来的指令，并完成所需调控任务。不同柴油机电控燃油喷射系统的执行元件有很大差异，如电控直列泵[b1] 和分配泵中的线性螺线管，电控单体泵和泵喷嘴中的电磁阀，电控共轨系统中的PCV阀和喷油器电磁阀，以及空气系统控制中的各种阀门控制器等。执行器的水平决定了最终柴油机能够达到的性能。 第一代位置控制式电控燃油喷射系统 位置控制式直列柱塞泵 位置控制式电控分配泵系统 第一代位置控制式电控燃油喷射系统的控制特点 位置控制式直列柱塞泵 ECU根据加速踏板位置传感器信号（即负荷信号）和柴油机转速信号，并参考供油齿条位置、冷却液温度、进气压力等传感器信号，按内存控制程序计算供油量和喷油提前角控制参数值，再通过ECU中行程或位置伺服电路，使电子调速器内的线性螺线管控制喷油泵供油齿条的行程或位置。 1. 喷油量的控制 线性螺线管安装在原喷油泵供油齿条的一端，螺线管中的铁心与喷油泵的供油齿条连成一体。当控制电流通过螺线管时，产生一个作用在铁芯上的与螺线管中电流成正比的电磁力，推动油量调节齿杆移动，当推力与复位弹簧力平衡时，齿杆就停留在某一位置上。齿杆位置传感器将信号传给ECU，ECU根据齿杆的实际位置和预定位置间的偏差量，发出改变输入螺线管电流的驱动信号就能精确控制齿杆的位置，从而改变喷油量 位置控制式直列柱塞泵电子调速器结构
柴油机常见故障与排除 柴油机是在严格的质量保证体系下设计和生产的, 每一台出厂的柴油机都经过规定的测试。同时柴油机又是一种精密机械,其功效要得到长久保证, 与正常的维护保养密不可分。从近几年市场反馈的情况看,引起柴油机早期失效,一般有以下几个原因: 1.违章操作,管理和使用不善; 2.不按规定进行维护和保养甚至以修代养; 3.配件制造不良,特别是贪图便宜购买到假冒伪劣产品,将大大缩短柴油机的寿命;(例如空滤芯) 4.燃油和润滑油牌号选用不当或不合格.
柴油机故障诊断原则和方法 柴油机故障成因复杂,有时故障显现是类似的,但产生原因并非一样。为提高故障诊断的准确性,避免或少走弯路,建议客户按以下原则判断处理故障:针对特征,联系原理; 弄清现象,不漏点滴； 由简到繁,由表及里; 按系分段,检查分析
柴油机故障常用的诊断方法一般有: 1)观察法：通过观察柴油机的排烟等故障特 征,判断故障情况;（图1） 2)听诊法：根据柴油机异常声音凭听觉判断故障部位性质及程度;（图2） 图1图2
停缸法（图3）:停止某缸工作,借以判断故障是否出现在该缸.停缸法一般是向怀疑出现故障的气缸停止供油,若故障症状消失或明显减轻即证明原因确实在这个气缸,为进一步查找故障部位或原因缩小范围; 比较法:对某些总成或零部件,采用更换的办法确定是否存在故障。 （图3）
注意！ 1.判断柴油机故障形成的原因是一项很仔细工作,在未基本弄清原因之前,对柴油机不得乱拆乱卸,否则不仅不能消除故障,反而会因拆卸后装配不当造成更严重的故障； 对高压油泵、、增压器等关键零部件,维修检2.泵 查不仅要有专用的仪器设备,还需要具有一定经验的人员,因此没有经验和条件的客户不要对其随意进行拆卸调整。
柴油发动机常见故障诊断与排除
这是由于柴油未完全燃烧而产生的黑色炭粒混在废气中引起的。 1、故障原因 （1）发动机负荷过大。 （2）喷油器雾化不良，喷油压力过低或有严重漏油现象。 （3）供油提前角太小致使供油过晚。 （4）空气滤清器堵塞，进气量少，氧气供应不足。 （5）喷油泵供油太多。 2、排除方法 （1）减轻负荷，不使拖拉机长时间超负荷工作。 （2）调整和更换喷油器。 （3）按规定调整供油提前角。 （4）对进气系统和滤清器进行保养，更换滤芯。 （5）调整喷油压力。 （二）发动机排气管冒蓝烟 这是由于燃烧室内进入了过量的机油而引起，俗称烧机油。 1、故障原因 （1）油底壳中机油过多。 （2）油环磨损严重，开口间隙过大，油环装反或有积炭胶结在槽内。 （3）活塞环开口未交错开。 （4）缸套与活塞间隙过大。 （5）空气滤清器（湿式）底壳油面过高。 （6）气门杆和导管配合间隙大。 2、排除方法 （1）排放出油底壳中多余的机油，使油面保持合适的高度。 （2）清洗或更换油环，重新安装活塞环。 （3）更换活塞和缸套。 （4）倒出空气滤清器底壳中多余的机油。 （5）更换新件。
这也是一种常见的现象，气温较低时，刚启动的发动机转速低易排放白烟（主要是水汽），当转速正常时会逐渐消除，此种情况不属故障。另外，是由于冷却水道及密封部件的损坏，造成冷却水窜入燃油供给系（或油底壳），然后到达燃烧室，同废气一起排出，即形成白色烟雾。 1、故障原因 （1）气缸盖螺母松动，气缸垫损坏以及气缸盖、气缸套、气缸体出现裂纹或阻水圈失效等，使冷水窜入气缸。 （2）柴油中含水。 （3）供油提前角过大。 （4）气门间隙过小。 （5）喷油器、喷油泵偶件磨损严重。 2、排除方法 （1）重新按规定拧紧缸盖螺母，更换已损坏部件。 （2）更换合格柴油。 （3）调整供油提前角。 （4）调整气门间隙。 （5）对喷油泵、喷油器偶件进行研磨、选配或更换。 （四）发动机响声异常 发动机出现异常响声，是由于不正常爆发而产生的敲击声或不正常的运转而产生的撞击声。 1、故障原因 （1）喷油时间过早或过晚。喷油时间过早，发动机工作粗暴引起敲缸；喷油时间过晚，出现过后燃烧会引起排气管放炮声。 （2）喷油器滴油，响声无一定规律。有时出现敲击声有时则出现放炮声。 （3）气门间隙太大或太小。 （4）活塞环侧向间隙过大。 （5）连杆铜套间隙过大。
柴油机启动困难的原因及排除方法 柴油机启动困难或不能启动有以下3种故障现象： （1）柴油机不能转动 在启动时，出现柴油机不能转动的故障现象，应分两种情况进行分析判断。一是较长时间停放后第一次启动，柴油机不能转动。这种情况的出现多为蓄电池极柱接触不良，使启动线路未接通：蓄电池线路内部断路，线路不通；蓄电池存电量不足，不能带动启动机旋转；启动线路本身有断路之处；启动机磁力开关有故障；启动机齿轮未能与柴油机飞轮齿圈啮合等原因引起。此时可分别对极柱（卡子），蓄电池线路、启动机磁力开关、启动线路进行检修。二是柴油机在运行中出现异常响声突然熄火，再启动时柴油机不能转动。这种情况多为抱瓦、黏缸、曲轴或连杆折断导致柴油机不能启动。另外，进、排气门卡住或挺杆卡死，以及活塞项部有异物，也会造成启动时柴油机不转动而无法启动。针对上述可能出现的故障部 位，应分别拆检柴油机曲轴箱、气门室罩盖以及汽缸盖。 （2）启动时柴油机排气管不排烟 在启动时，若出现柴油机能转动，但排气管不排烟的现象，应从柴油机燃油供给系统进行分析判断。主要原因：一是柴油箱开关未打开、箱内没有柴油或柴油不足；二是油路密封不严，油路中的空气阻碍柴油的正常供应；三是油路中油管、输油泵、油滤器等部件因杂质堵塞，造成柴油不能进入喷油泵和燃烧室；四是输油泵柱塞损坏或卡住，进、回油阀工作不良。五是喷油泵柱塞卡住，使调速器齿条卡在不供油位置；六是喷油泵凸轮轴折断、喷油泵连接盘键子脱落或者连接盘断裂。根据以上可能的故障原因，可分别对故障部位进行检查、清洗、疏通、除锈、检修等。 （3）不能顺利着火 在启动时，如出现柴油机能够转动，排气管也排烟，但启动困难现象，主要原因：一是柴油机气门间隙不正常。柴油机气门间隙过大，会使进、排气门的开启时间缩短，造成进气不足，导致启动困难；柴油机气门间隙过小，会使进、排气门开启时间延长，气缸压力下降，启动困难，并且功率下降。二是喷油泵供油提前角
柴油发动机的电控系统 柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号，参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。 柴油机电控系统概述 【任务目标】 （1）柴油机电控技术的发展。 （2）柴油机电控技术的特点。 （3）柴油机电控系统的基本组成。 （4）应用在柴油机上的电控系统。 【学习目标】 （1）了解柴油机电控技术的发展。 （2）了解柴油机电控技术的特点。 （3）了解柴油机电控系统的基本组成。 （4）掌握应用在柴油机上的电控系统。 柴油机电控技术的发展 1.柴油机电控技术的发展 1）柴油机技术的发展历程 柴油用英文表示为Diesel，这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）如图8-1所示。 狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。 针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
柴油机故障及维修 1、柴油机启动困难 （1）检查低压油路 ①检查柴油箱下部的柴油开关是否打开，利用排污阀放净柴油箱中的水和污油；检查并排除柴油滤清器、集滤器中的水和污油。 ②拧松高压油泵泵体上的放气螺钉，用手动泵泵油，观察低压油供送是否顺畅、充足。如果柴油内有待续排除不净的空气，应检查手动泵前管路中各环节有无漏气之处，如管接头垫片是否损坏，管接头是否拧紧，管路是否损坏、有裂纹等。用手油泵泵油时，若感到来油困难、吸油不畅，说明低压油路中有堵塞之处，应检查柴油集滤器滤网、柴油集滤器滤芯或管路中是否堵塞。气温低时，应检查柴油牌号是否对，是否因柴油析蜡或水结冰而堵塞油路。排除堵塞至吸油顺畅、排油无气泡时为止。 ③用手动泵泵油时，若非上述原因而泵不出柴油，则说明手动泵活塞磨损过度，或阀被污物垫起、损坏，或手动泵密封损坏，应更换手动泵。 （2）检查高压油路 若低压油路无故障且仍不能启动，应检查高压油路的工作情况。 ①检查高压油泵油量调整齿杆活动是否灵活，是否卡在停油位置，或因其他形式的损坏而引起了不能供油。 ②检查高压油泵供油时间是否正确。如果供油时间不正确，应调整至标准正时。 ③排除高压油管内的空气。如果柴油高压油管内有空气，凭借起动机带动柴油机转动有时很难排除，则柴油机也很难启动。为此，应松开各个喷油器连接高压油管的螺栓，按下启动按钮（或旋转启动钥匙至“启动”）使用起动机带动柴油机旋转，直到每根高压油管喷出燃油，然后拧紧高压油管连接螺栓。 ④如果至此柴油机仍然不能启动，则应检查喷油器和高压油泵本身是否有故障。喷油器主要有烧死、雾化不良和喷油压力调整不正确等故障。高压油泵主要有柱塞副磨损超限而导致供油压力不足、调速弹簧折断等故障。应注意，高压油泵的调整必须在高压油泵试验台上进行；喷油器也是如此，必须有压力试验器。 2、柴油机工作时冒白烟 （1）检查水温 柴油机水温过低，会使柴油机燃烧室内的温度过低，柴油喷入后不易雾化燃烧，部分柴油仍呈雾滴状随排气排出，则烟色呈白色。柴油机工作时，水温低于67°C以下时，称为冷态；柴油机在过冷状态下工作，对寿命十分不利，应积极采取措施，防止柴油机在过冷状态下工作。柴油机启动后，应怠速动转3-5min，然后以中油门、中小负荷工作，以进行慢车暖机，待柴油机水温达到水温表绿色范围后，再以大油门工作。 （2）检查和调速喷油提前角 喷油提前角过小，柴油喷入后来不及雾化燃烧，油雾随排气带出，烟色呈白色或灰白色。 （3）检查柴油质量 柴油质量差，或柴油中含水分过多，燃烧时会生成过多的水蒸气，呈白色或灰白色烟雾排出。 3、柴油机工作时冒黑烟 （1）检查空气供给系统 若柴机进气不足，则进入柴烧室的空气量偏少，柴油燃烧不充分，部分柴油在高压下变为炭黑粒子而形成黑烟，此时应检查：空气滤芯、进气道是否堵塞；增压器工作状况、进气
柴油机高压油路故障判断与排除 柴油机高压油路出现故障会引起发动机起动困难。其主要原因有： 1、喷油泵柱塞偶件磨损过甚，造成内泄漏大，使供油量达不到起动时的需要； 2、喷油泵油量调节机构卡滞，使柱塞不能转动或转动量过小； 3、出油阀密封不良，造成不供油或供油不足； 4、喷油器针阀开启压力调整过高； 5、喷油器喷孔堵塞； 6、高压油管中有空气或接头松动。 故障诊断与排除方法 （1）发动机无起动迹象，排气管无烟排出 发动机起动时无着车迹象，排气管不排烟，说明柴油没有进入气缸，重点检查分配供给系的堵塞、漏气和某些零件的损坏。首先应确定故障出自低压油路还是高压油路。 将喷油泵放气螺钉松开，扳动手油泵，观察放气螺钉处是否流油，若不流油或流出泡沫状柴油，而且长时间扳动也排不尽，表明低压油路有故障。如果流油正常，则说明故障出现在高压油路。 高压油路故障诊断： 松开喷油泵放气螺钉，扳动手油泵，放气螺钉处出油正常，但各缸喷油器无油喷出，可推断故障出自高压油路 诊断高压油路故障时，应首先确定故障出自喷油泵还是喷油器，可在发动机转动时，用手触试缸高压油管，若感到有喷油“脉动”，说明故障不在喷油泵而在喷油器；若无“脉动”或“脉动”甚弱，说明故障在喷油泵。 A ：泵故障的检查 1、接通起动机，查看喷油泵输入轴是否转动，联轴节是否连接可靠，否则应检查联轴节有无断裂，半圆是否完好。 2、拆开喷油泵侧盖，检查供油调节拉杆是总处于不供油位置，若总处于不供没位置，
应检查踏板拉杆，供油拉杆或调速器的卡滞故障。 3、检查供油调节机构是否工作不良。踏下加速踏板观察柱塞是否转动，若不转动，应检查调节叉或扇形小齿轮的固定螺钉是否松动，调节臂有无从中脱出或柱塞与柱塞套筒是否卡滞 4、检查喷油泵出油阀是否密封不严，拆下高压油管，用手油泵泵油，若出油阀溢油，说明出油阀密封不良。 5、检查溢油阀的密封情况 B ：检查喷油器 喷油器可在喷油器试验器上进行试验，若就车检查，可将喷油器从气缸盖上拆下接上高压油管，然后起动发动机，观察其喷油情况，哪雾化良好不滴油，说明无故障，若雾化不良应解体检查喷油器针阀是否卡滞，弹簧弹力，喷孔是否堵塞等。 柴油机排气管冒黑烟的故障判断与排除 一、故障现象：发动机不足，运转不均匀，排气管冒黑烟，加速时出现敲击声。 二、故障原因 1、空气滤清器严重堵塞，造成进气量不足 2、喷油泵供油量过多或各缸油不均匀度太大 3、喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油 4、供油时间过早 5、气缸压缩力不足 6、柴油质量低劣 三、故障诊断与排除方法：油机冒黑烟，大多是由各缸供油量不均匀或过多，吸 入空气量不足，雾化不良，喷射时间过早等原因引起的不完全燃烧造成的 1、拆下空气滤清器，观察排气烟色，若冒黑烟情况好转，故障系空气滤清滤芯堵 塞造成的。 2、检查供油时间是否过早，若过早应调整
电控高压共轨柴油发动机原理及特点
前言 电控柴油发动机进入海气已有十个年头了，我们的汽车维修工还没有正确认识它。目前进入我国燃油喷射系统技术有博世、电装、德尔福等几家柴油机用电控技术来控制供油，并非想象中的那么神秘,它的发动机工作原理是一样的。我们常见电控柴油发动机均采用电控共轨或单体泵技术,其主要差异在于发动机的燃油喷射系统,发动机的外形差异不是很大，电控部分的实现、更加有利于整正性能的优化，减少排放、经济性、动力性、以及整车的舒适性等。 第一章电控发动机与普通发动机的差异 一、技术原理上的差异性。 1、高压共轨与四气门技术结合。 电控发动机目前一般采用高压共轨、四气门和涡轮增压中冷技术相结合，四气门结构（二进、二排）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油未均匀分布，可为燃油和空气良好混合创造条件,同时可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有圆形状的结构以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质）,有效降低碳烟颗粒（ＨＣ)碳氢和（NOX)氮氧化物排放，并提高热效率。 ２、高压喷油和电控喷射技术。 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化,各缸的燃油和空气混合达到最佳,从而降低排放，提高整车性能。二、部件构成上的差异。 电控高压共轨技术是指在高压油泵、共轨管、压力传感器和
ECU(电脑控制）组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开的一种技术。由高压油泵把高压燃油输送到共轨管,通过对共轨管内的油压进行闭环控制，喷油压力独立可调。 三、高压共轨系统的特点。 高压共轨系统改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离，以此对轨管内的油压实现精确控制。 1、可靠性:对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证,中型比较成熟。 2、继承性:结构简单，安装方便。 3、灵活性：高压共轨油压独立于发动机转速控制，整车控制功能强。 4、喷油压力:共轨管压力1６00baｒ、普通压力180kｇf／cｍ2。 5、多次喷油:可以实现多次喷射,目前最好的共轨系统可以进行6次喷射,共轨系统的灵活性好。 6、升级潜力:多次喷油特别是后喷能力使得共轨系统特别方便与后处理系统配合。 7、匹配适合性:结构移植方便，适应范围广,与柴油机均能很好匹配。 8、时间控制:时间控制系统抛弃了传统喷油系统的泵、管、嘴、系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的通与断，喷油量由电磁阀开启和切断的时间来确定,时间控制系统结构简单，将喷油量和喷油正时的控制合二为一，控制的自由度更大,同时能较大地提高喷
一、填空题 1.常用的加速踏板位置传感器有_____________ 、___________。 2.差动电感式加速踏板位置传感器主要由________、 _________和 _________等组成。 3.在柴油机电控燃油喷射系统中，ECU以柴油机___________ 和 ___________作为主控制信号，按设定的程序确定最佳的供油速率和供油规律。 4.柴油机的怠速控制主要包括_______________和 _____________________的控制。 5.柴油机的起动控制主要包括______________ 、____________ 、____________控制。 6.___________、 ___________是影响柴油机动力性和经济性的重要因素。 7.柴油机电控系统中，进气控制主要包括__________、 __________、 _________控制。 8.柴油机中的燃油温度传感器一般采用的是________________。 9. 第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以_____________或 _____________为特征。 10. “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制一般采用___________电磁阀。 11.柴油机电控系统的控制模式可分为___________、 ___________、 ________三大类。 12.柴油机执行器中所使用的执行电器主要有__________、 _________ 、_________ 、________和力矩电机等。 13.最早的柴油机电控燃油喷射系统就是以_______________为基础改造的。 14.加速踏板位置传感器用以检测____________________信号。 15.发动机负荷信号和_____________信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角。 16.柴油机电子控制系统的执行器由____________ 、_____________两部分组成。 17.最佳喷油提前角受____________、 __________ 、__________燃油温度、进气温度、及压力等多种因素的影 响。 18.柴油机电控系统是由______________、 ____________ 、___________三部分组成。 19.在装用电子调速器的柱塞泵电控系统中，喷油量控制是由ECU通过控制_____________来实现的。 20.直流电动机式电子调速器主要由___________、 ____________ 和控制杆等组成。 21.电动助推器实际上就是直线运动的__________________。 22.控制杆位置传感器安装在______________内，用来检测___________的位置。 23. 第二代柴油机电控燃油喷射系统包括_______________燃油喷射系统；________________燃油喷射系统和 _____________________燃油喷射系统。 24.直列柱塞泵供油正时电控系统的两个电磁阀分别安装在___________________中。 25.直列柱塞泵供油正时电控系统的转速传感器安装在________________________上。 26.直列柱塞泵常用的正时控制器为___________________。 27.电控柴油机燃油喷射控制主要包括______________控制；______________控制； __________________控制等。 28. 柱塞泵正时控制器的组成主要由_______、 _______ 、________、 ________、 ________、调整弹簧等组成。 二、判断题 1.柴油电控系统能在不同工况及工作条件下对喷油量进行校正补偿。（） 2.对于不同用途、不同机型的柴油机，柴油机电子控制系统应有较强的适应性。（） 3.着火正时传感器检测燃烧室开始燃烧的时刻，修正喷油正时。（） 4.柴油机电控燃油喷射系统一般对供油量采用开环控制。（） 5.在不同柴油机电控燃油喷射系统中，供油正时和供油量的执行元件是不同的。（） 6.在多缸柴油机工作时，由于喷油量控制指令值一定，所以各缸喷油量就一定。（） 7.喷油提前角对柴油机的动力性、经济性及排放影响很大。（） 8.柴油机是压燃式，发动机在低温条件下着火相当困难。（） 9.柴油机的排放控制主要是废气再循环控制。（）
柴柴油机喷油器常见故障及排除方法 201喷油器是柴油机的精密件之一，它易产生的故障有：针阀锥面与针阀体锥面磨损、针阀与针阀孔导向面磨损、喷孔扩大、针阀卡住、喷孔阻塞、喷油压力过高或过低等。本文详细分析了这些故障产生的原因，并提出了排除故障的方法。 喷油器是柴油机精密件之一，针阀与针阀体之间的配合间隙只有0.002～0.003 mm。喷油嘴的形状是燃油系统中一个非常重要的参数，它对喷雾质量、喷注形态、燃油与空气混合状态有很大的影响，这些因素直接影响柴油机的排放指标。近年来，为满足日益严格的柴油机排放要求，获得较好的经济性能和排放性能，喷油器出现了如下发展趋势： （1）提高喷射压力，特别是在低速工况； （2）增加喷油嘴的喷孔数，减小喷孔直径； （3）可变的燃油喷射率，如预喷射等。 喷油器的作用是将一定压力的柴油雾化成细小均匀的油粒，使柴油在燃烧室内与空气很好地混合。喷油嘴结构参数有喷嘴的孔数、孔径、锥角等，它位于燃烧室顶部，直接暴露在高温高压可燃混合气体中，工作温度高，工作条件差。热负荷和机械负荷常常会引起针阀偶件密封不良、燃气回窜，甚至停止工作，此外，喷油器工作状况的好坏，直接影响柴油机的经济性、动力性、排放、可靠性等。因此，对喷油器常见故障进行分析及排除是十分必要的。 一、喷油器磨损 喷油器(轴针式) 经常发生磨损的部位有密封锥面、喷孔、针阀与针阀孔导向面。
密封锥面(针阀锥面与针阀体锥面) 的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的作用所致。密封锥面磨损后会使锥面密封环带接触面加宽、锥面变形，光洁度降低。其结果造成喷油嘴滴油，喷孔附近形成积炭，甚至堵塞喷孔。滴油严重的喷油嘴，在工作中还会出现断续的敲击声，导致柴油机工作不均匀，排气冒黑烟等。排除的方法为：拆开喷油器，在针阀头部沾少许氧化铬细研磨膏对锥面进行研磨，然后用柴油洗净，最后装入喷油器进行性能检测。若性能检测不合格，则需更换针阀偶件。实际维修过程中，特别要注意不要将研磨膏粘到针阀孔内，维修中如没有研磨膏也可用牙膏或机油替代。 喷孔扩大是由喷油器工作时高压油流不断喷射冲刷喷孔导致。喷孔扩大导致喷油压力下降，喷射距离缩短，柴油雾化不良，缸内积碳增多。对于多孔直喷式喷油器，由于孔数多、孔径小，喷孔扩大的维修难度较大。一般情况下采取更换针阀偶件的办法来修复喷油器。如暂时没有针阀偶件可供更换，则用高速钢磨制的冲样在各孔端轻轻敲击，使喷孔塑形变小，若经调试仍不合格，则应更换针阀偶件。 针阀与针阀孔导向面磨损是由于柴油中含有杂质所致。磨损后使导向部分磨成锥形(下端磨损大)。其结果使喷油嘴的回油量增多，供油量减少，喷油压力降低，喷油时间延迟。这种状态下，柴油机既不能全负荷工作，也会造成起动困难。为防止针阀及针阀孔导向面磨损，应按时保养柴油滤清器，经常排放滤清器和油箱内的沉淀油，以防灰砂杂质的侵入而加速针阀偶件的磨损。对于磨损严重的针阀，应及时更换新的针阀偶件。 二、针阀卡住 针阀卡住的主要原因有: （1）喷油器安装不当，导致喷油嘴局部温度过高而烧坏； （2）喷油器没有定期保养和调整喷油压力； （3）柴油中含有杂质或过多的水分； （4）喷油嘴针阀锥面密封不严，渗漏到喷油嘴端面的柴油燃烧时导致喷油嘴烧坏； （5）柴油机的工作温度过高。 针阀如果在开启状态时卡住，则喷油嘴喷出的柴油不能雾化，造成不完全燃烧，同时还会有冒大量黑烟现象发生。此外，未燃烧的柴油还会冲刷到气缸壁上稀释机油，加速活塞环及气缸套的磨损。如果针阀在关闭状态时卡住，不管喷油泵的供油压力多大，都不能使针阀打开，并且还会在燃烧系统中产生高压敲击声，甚至损坏喷油泵柱塞。 喷油器卡住后不一定全部报废。有时用较软的物体(如棒等) 除去针阀上的积炭，并用机油进行适当的研磨后，仍可继续使用。若喷油器卡住后针阀拔不出来，可将喷油器放入盛有柴油的容器中，然后将喷油器加热至柴油沸腾并开始冒烟为止。此时，将喷油器取出并夹在虎钳上，然后用一把鲤鱼钳（钳口应包着铜皮等软物）夹住针阀用力往外拔，一面拔，一面旋转，反复多次即可将喷油器针阀拔出。
第六章习题 一、填空题 . ___、喷油量、喷油正时____是影响柴油机动力性和经济性的重要因素。 2.柴油机电控系统中，进气控制主要包括___、进气节流控制、可变进气涡流控制、可变配气正时控制 ___控制。 3.在柴油机电控燃油喷射系统中，ECU以柴油机____转速信号、负荷信号_____作为主控制信号，按设定的程序确定最佳的供油速率和供油规律。 4.柴油机的怠速控制主要包括_____.怠速转速控制、怠速时各缸均匀性______的控制。 5.柴油机的起动控制主要包括_______供油量控制、供油正时控制、预热装置、____ 、控制。 6.常用的加速踏板位置传感器有___电位计式、差动电感式___。 7.差动电感式加速踏板位置传感器主要由____、铁心、感应线圈、线束连接器____等组成。 8.柴油机中的燃油温度传感器一般采用的是_______热敏电阻式_________。 9. 第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以______电控直列柱塞泵、电控转子分配泵 __为特征。 10. “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制一般采用_____.占空比控制型______电磁阀。 11.柴油机电控系统的控制模式可分为_____、开环控制、闭环控制、开环—闭环综合控制______三大类。 12.最佳喷油提前角受_____、发动机转速、负荷、冷却水温度、___燃油温度、进气温度、及压力等多种因素的影响。 13.柴油机电控系统是由____、输入装置、电子控制模块、执行器____三部分组成。 14.加速踏板位置传感器用以检测__发动机负荷___信号。 15.发动机负荷信号和___发动机转速____信号共同决定柴油机的喷油量及喷油提前角。 16.柴油机电子控制系统的执行器由________执行电器、机械执行机构、_______两部分组成。 17.柴油机执行器中所使用的执行电器主要有____电磁铁、螺线管、直流电机、步进电机___ 、________和力矩电机等。 18.最早的柴油机电控燃油喷射系统就是以____直列柱塞式喷油泵___为基础改造的。 19.在装用电子调速器的柱塞泵电控系统中，喷油量控制是由ECU通过控制_____电子调速器___来实现的。 20.直流电动机式电子调速器主要由_____.电动助推器、杠杆机构____ 和控制杆等组成。 21.电动助推器实际上就是直线运动的____直流电动机___。 22.控制杆位置传感器安装在____内，用来检测_____的位置。(电子调节器、控制杆) 23.柱塞泵正时控制器的组成主要由___缸体、活塞、偏心轮、凸轮轴法兰、驱动盘___、调整弹簧等组成。 24.直列柱塞泵供油正时电控系统的两个电磁阀分别安装在__正时控制器进、回油路中___中。 25.直列柱塞泵供油正时电控系统的转速传感器安装在____喷油泵驱动轴上__上。 26.直列柱塞泵常用的正时控制器为_____电控液压式___。 27.电控柴油机燃油喷射控制主要包括____控制；_____控制； ____控制等。(供（喷）油量；供（喷）油正时；供（喷）油速率喷油压力) 28.第二代柴油机电控燃油喷射系统包括________燃油喷射系统； ____燃油喷射系统和____燃油喷射系统。(电控共轨式；（电控单体泵电控P-T喷油器)
长城哈弗柴油机无法启动 故障现象： 一辆后轮驱动的长城哈弗CUV，行驶里程约4万km，搭载GW2.8TC型增压共轨柴油发动机、5速手动变速器。因意外油底壳挂碎，造成划瓦故障。在某保险公司定点修理厂修复后，发动机始终启动不着火。 故障诊断与排除： 首先，对GW2.8TC型增压共轨柴油机的电控高压共轨系统进行简单的介绍。GW2.8TC型柴油机采用了BOSCH公司的CRS2.0(第二代)高压共轨式供油系统，系统的最大供油压力为145MPa，供油过程由BOSCHEDC16C39型电控单元进行控制。GW2.8TC型柴油机电控系统主要由各种传感器、ECU、执行器及连接线束等组成。传感器有：水温传感器(负温度系数、2个端子)、曲轴位置传感器(电磁感应式、2个端子)、凸轮轴相位传感器(霍尔效应式、3个端子)、脚踏板位置传感器(双电位级式、6个端子)、空气流量传感器(热膜式、带进气温度、5个端子)、共轨压力传感器(压敏元件式、3个端子)以及大气压力传感器(在ECU内)、燃油含水率传感器(3个端子)等。 ECU控制的执行器有：喷油器电磁阀、高压油泵的进油计量比例电磁阀、EGR电磁阀等。ECU根据加速脚踏板位置传感器、空气流量传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器等的信号，确定共轨内的燃油压力，ECU通过占空比信号控制高压油泵上的进油计量比例电磁阀实现所需的共轨压力，再根据共轨压力传感器的信号，实现对进油计量比例电磁阀的反馈控制，从而实现共轨压力的闭环控制;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。在电控高压共轨系统中，高压油泵是独立的燃油压力源，ECU 除了直接控制供油系统内的有关执行器外，还控制EGR装置、预热塞、空调、电风扇等与柴油机工作有关的其他装置的工作。 接修该车后，试车，无着火迹象。用元征X-431故障诊断仪(V50程序)读故障码，无故障码。 GW2.8TC型增压共轨柴油机，启动不着火故障可能的故障原因有：防盗系统故障;电源电压不正确;主继电器不能闭合;保险丝、导线连接或插头不良;配气正时不正确;曲轴位置传感器损坏;凸轮轴位置传感器损坏;共轨压力传感器损坏;没有燃油或燃油品质不正确;燃油系统有空气;低压油路堵塞或漏气;预热电路(冬季)故障;高压油泵或进油计量比例电磁阀故障(不能建立高压);ECU故障;喷油器电磁阀故障。 据原维修该车的技师介绍，他们已经仔细检查过防盗、主继电器、相关的的传感器及执行器的插头连接、油路放气、燃油品质、配气相位、凸轮轴位置传感器、喷油器电磁阀及ECU的电源电路及搭铁电路等，均未发现故障;同时对比更换过曲轴位置传感器、共轨压力传感器以及ECU，但是故障依旧。 考虑到GW2.8TC型增压共轨柴油机的曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及共轨压力传感器故障(如断路)，进油计量比例电磁阀故障、喷油器电磁阀故障(两个以上)，发动机不可能打着火，决定对上述内容进行重点检查。 (1)曲轴位置传感器检查。测量曲轴位置传感器与信号轮间的间隙约为1.3mm左右，曲轴位置传感器信号线圈的电阻为0.8kΩ，启动时用示波器测量输出波形，上述检查都未发现异常。
柴油机电控技术发展三个阶段的技术简介 柴油机电控技术的发展 柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。 柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间—压力控制（压力控制）
第一代柴油机电控燃油喷射系统（常规压力电控喷油系统） 优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。 缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。 第二代柴油机电控燃油喷射系统（高压电控喷油系统） 改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间－压力控制”或“压力控制”。 特点：通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。 ●柴油机电控燃油喷射系统的优点 1.改善低温起动性。 电子控制系统能够以最佳的程序替代驾驶员进行这种麻烦的起动操作，使柴油机低温起动更容易。 2.降低氮氧化物和烟度的排放。 采用柴油机电控技术，可精确地将喷油量控制在不超过冒烟界限的适当范围内，同时根据发动机工况调节喷油时刻，从而有效地抑制排烟。 3.提高发动机运转稳定性。 4.提高发动机的动力性和经济性。 采用柴油机电控系统，无论负荷怎样增减，都能保证发动机怠速工况下以最低的转速稳定运转，有利于提高其经济性。 5.控制涡轮增压。 柴油机电控系统中，ECU根据传感器信号精确计算喷油量和喷油正时。从而提高发动机的动力性和经济性。采用电子控制技术可以对增压装置进行精确的控制。 6.适应性广。
柴油发动机故障诊断与排除（明确故障现象） 1. 能叙述柴油发动机不易启动故障发生的原因。 2. 能叙述柴油机电控高压共轨系统类型、组成、功用及故障诊断方法。 3. 能查阅维修资料收集信息，讨论和制定出相应的故障诊断流程。 技能目标 1. 能叙述并执行发动机操作、设备运用、消防等安全操作规程。 2. 能正确选择使用仪器和设备，对故障进行检测和记录，确认故障原因。 3. 能对维修资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页的填写。 素养目标 1.能制定工作计划，独立完成故障诊断与排除流程。 学习活动二：资讯获取 学习活动三：维修方案制定 学习活动四：任务实施 有时发动机无力，发动机故障指示灯常亮。 经班组长试车检查故障现象与客户所说的一致，现需要维修技工根据维修手
册相关要求，在规定时间对发动机的故障进行诊断和维修，维修完成后自检交付班组长验收。 学习活动一任务分析与检查 一、车辆的基本检查 1、参考实际案例以书面的形式列举共轨燃油系统检修注意事项？ 2、请填写车辆的基本信息 基本信息 车辆识别代 码号车型 发动机型号公里数故障现象 3、填写下图中标示的检查项目名称 1. 能完成车辆相关信息资料的收集。 2. 能正确判断和描述故障现象，并对故障进行初步检查与分析。 3. 能正确选择并使用工量具与诊断仪器，对故障进行检查与记录，对检测 数据进行分析，初步确认故障原因。 建议学时：2课时
4、参照维修手册在车上做出发动机舱基本检查 安全检查机油液面：正常□偏低□偏高□ 冷却液液面：正常□偏低□偏高□ 刹车油液面：正常□偏低□偏高□ 蓄电池状态：良好□需充电□需更换□ 检查车辆仪表（打开点火开关，不起动发动 机） 发动机故障灯是否点亮：是□否□ 其他异常状况说明： 记录工作要点 和难点： 二、故障码的读取与分析