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電噴柴油發動機的電控系統

科技 更新时间:2024-07-17 18:24:27

我們還是先來了解一下電控高壓共軌柴油發動機電控系統的原理:

電控高壓共軌柴油發動機電控系統雖然複雜,但道理還是比較容易理解的。電控系統有三類電氣原件:傳感器與信号輸入元件(檢測元件)、控制單元模塊(ECU,分析計算元件)、電磁閥執行機構(執行原件)。傳感器相當人的感覺器官,ECU相當人的大腦,執行原件相當人的手、腳。比如:當人發現環境變化的時候,靠感覺器官将信息傳給大腦,大腦思考做出決定後,由手、腳做出行動。電控系統也是這樣:發動電控系統有進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、燃油溫度傳傳器、曲軸轉速傳感器、凸輪軸角度傳感器、共軌壓力傳感器等,它們檢測到發動機的工作狀态,結合人輸入的控制信号,ECU計算出結果,最終通過噴油器(電磁閥)、高壓油泵(電磁閥)、廢氣再循環系統(EGR)、尾氣處理系統實現對發動機工作狀态的控制。

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柴油發動機電控系統方框圖

學會使用修理柴油發動機電控系統專用儀器

為了方便修理工程機械電控系統及發動機電控系統,通常生産廠商會配置一套傳門用來診斷電控系統故障、調整系統參數的儀器,雖然它們名稱、用法可能有不同,但作用是一樣的。通過使用這樣的儀器,可以讀取機器的曆史工作數據,查看故障代碼及維修建議,調整機械的工作參數等。(現在,很多廠家的工程機械已使用了多功能的電子顯示監控儀表盤,也可以對整機的部分故障及修理提供一些信息)如果沒有專用的儀器,修理整機電控系統及功能設置、調整會有很大困難,有些故障也可能無法修理。所以,準備并學會使用專用的儀器很重要。

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日立專用修理儀器及軟件使用

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五十鈴電控柴油發動機維修專用儀器

要收集并學會使用故障代碼分析故障

現代的工程機械電控系統有很強大的功能,不僅可以對機械或發動機實現控制功能,還可以進行自我診斷、故障原因顯示(故障代碼),曆史數據存儲等多項功能。如果能了解了故障碼的含義,對分析發動機故障原因及修理會有很大幫助。有些故障代碼顯示的内容就是故障本質,直接更換部件就能解決問題。

(關注“工程機械與維修”微信公衆号,回複:4HK1,下載五十鈴4HK1&6HK1發動機手冊,有詳實代碼)

要了解軟件系統的控制方式

柴油發動機電控系統除了包括可以看到的電氣元件外,還有看不到的控制軟件,而且這些軟件有時還需要升級。工程機械電控系統是軟件對機械的控制,傳感器、電腦闆本身、執行電磁閥等元件是實現電控的條件,軟件是電控的核心。所以要了解電控系統中軟件的控制條件及方式,有利于對發動機故障的分析。因為軟件的控制方式,廠家是不會對外公布的,就是研發機構内部,也隻有少數人知道,所以需要我們技術人員在機器上實驗并積累。

比如:很多電控燃油系統發動機噴油器噴油的條件(設計原理)是(除系統硬件、軟件、電原等工作都須正常工作外的條件):凸輪軸角度傳感器、曲軸轉速傳感器檢測到的信号正常,電腦能分析出發動機第一缸壓縮沖程上止點的時間;發動機轉速達到最低噴油轉速,電腦闆才會發出控制電流,使噴油器打開,實現噴油。否則,其它系統都正常,噴油器仍然不噴油,發動機不能起動。

所以,這類發動機如果大修時,發動機凸輪軸安裝不對,電腦檢測到的信号不滿足電腦闆發出電流的條件,噴油器不噴油,發動機當然不能起動。

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五十鈴電控高壓共軌4HK1發動機凸輪軸安裝位置圖

柴油發動機電控系統多發故障

1.線束類故障

由于工程機械工作環境惡劣,發動機機體溫度較高,工程機械工作中機體振動較大,所以發動機電控系統故障線束類故障較多。

通常由于線束固定不到位,常期抖動,導緻線束磨損斷開、導線漏電等故障最為常見,加之機體髒亂,有時很難查找。這部分故障,如果是與傳感器連接的線束發生問題,通常會有故障代碼,通過解讀取故障代碼,可以分析出原因,大緻劃出故障範圍,然後認真查找線束故障點,即可找到故障;如果是與執行元件連接的線束有問題,通常沒有故障代碼,大部分會熔斷相應的保險,所以當檢查發現保險有熔斷時,不能直接更換保險,(尤其是第一次更換保險後又熔斷時)必須要找到漏電的原因,解決後才能更換保險,否則保險還會熔斷;如果是供電的導線短路,通常會熔斷供電保險,這時需要查找到故障點,解決問題後再更換保險,更不能盲目更換大容量的保險或用導線代之,否則有發生火災的可能,導緻重大事故。

最難的是上述三類故障原因有時會出現第四類故障現象:線束由于被磨損而漏電,但線束抖動,漏電現象時有時無,機械工作情況時好時壞,即所謂“幽靈”故障。這類故障難度最大,隻能靠認真觀察,抓住細微,仔細分析解決問題。理論上,解決問題的方法與上述三種方法相同。

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線束連接器(線束故障多發點)

2.執行元件故障

執行原件本身故障一般沒有故障代碼,如果顯示故障代碼,顯示的也不是元件本身故障,顯示的是故障現象代碼。這種故障,需要通過現象或故障代碼進行分析,才能找到原因。

下邊以日立ZX330-3挖掘機為例,做一下說明。

客戶反應,挖掘機動力不足,有時會熄火。嚴重的時候可能發動機不能起動。

如修哥《學會将柴油發動機系統獨立,維修從難變易》(點擊查看)一文所述,日立ZX330-3挖掘機使用的是五十鈴6HK1電控高壓共軌柴油發動機,日本電裝公司的電控高壓共軌燃油系統。如果燃油系統低壓部份供油不足;共軌壓力不足;發動機缺缸工作,都可能導緻上述現象。

燃油濾芯堵塞;低壓電子燃油泵故障;高壓油泵上的擺線齒輪泵磨損,燃油系統低壓部分供油不足,會出現發動機動力不足。此部分故障,發動機控制系統無故障代碼。

高壓共軌壓力限制閥漏油,高壓油泵供油電磁閥(PCV閥)故障,導緻共軌壓力不足(故障碼1239-1),也會出現上述故障現象。此部分故障,有故障代碼,但代碼指示的不是故障元件,是現故障象代碼(高壓共軌燃油不足)。

噴油器故障,嚴重時發動機缺缸工作,也會出現上述故障。此部分故障也無故障代碼。

執行元件故障,隻能通過分析鎖定故障元件。如果需要進行更換元件試驗來找到故障部位,原則是:先更換容易拆裝的部件,然後更換不容易拆裝的部件;先更換價格便宜的部件後更換價格昂貴的部件;更換的順序是先更換外部部件後内部部件,即所謂的:先易後難,先便宜後昂貴,先外邊後内部。

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五十鈴電控高壓共軌4HK1發動機高壓油泵電磁閥(SCV閥)

3.傳感器類故障

傳感器類故障,通常有故障代碼。代感器故障,可以使用更換法進行實驗。如更換後故障及代碼依舊,就要考慮線束或電腦闆故障了。

4.電腦闆(ECU,電腦控制單元)類故障

上述故障部位都檢查過了,依然不能解決問題,就要考慮電腦闆故障了。電腦闆故障,在沒有專用檢測設備的情況下,隻能采用更換法進行試驗了。因為電腦闆價格昂貴,所以通常要對其外圍元件先進行檢查。需要提示的是:如果電原供電有問題,電腦闆不會正常工作;傳感器故障,通常不會損壞電腦闆本身,外圍元件故障或線束故障可能導緻電腦闆不能正常工作;電磁閥、線束等故障,可能會損壞電腦闆;電腦闆故障分硬件故障與軟件故障,電腦闆硬件故障需要更換電腦闆,軟件有故障時可以通過軟件更新的辦法修複;工程機械電子控制系統中,不同的電腦闆之間可能會因自身軟、硬件故障導緻其它電腦闆軟、硬件的損壞。綜上所述,更換工程機械電腦闆時,一定要慎重。

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五十鈴電控高壓共軌4HK1發動機控制模塊(電腦闆,ECM)

以上是修哥學習及修理工作中的一些體會與經驗,與大家共享。歡迎行業專家們批評指正。後續修哥還會就柴油發動機的電控高壓共軌燃油系統的修理與電控高壓共軌柴油發動機大修問題與大家交流,歡迎關注。

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