高压共轨柴油发动机故障案例分析《潍柴》

柴油车服务俱乐部2018-08-31 13:24:17

故障类型 :
故障一: 柴油机不起动、起动困难
故障二: 发动机功率不足(最高转速1500 1600 1700 )
故障三: 发动机1000转(与油门踏板相关)
故障四: 跛行回家(发动机最高转速只能达到1500)
故障五: 巡航不稳
故障六: 闪码灯常亮
故障七: 运行过程中忽然熄火
故障一:柴油机不起动、难起动


一:不起动
柴油机是压燃式内燃机。柴油机的顺利起动。
不仅需要大量燃油充分雾化后喷入气缸。
而且要求气缸内空气压缩后具有一定的温度和压力。
这样才能使柴油自燃。因此柴油机不能顺利起动。
原因一般在起动系统、电控燃油系统、进排气系统或柴油机配合间隙上。客户可根据故障的伴随特征。
按步骤入行分析判断。
1.1 起动机不工作
对于起动机受ECU控制的整车。
在启动时ECU首先检查空档信号。
然后输出一个电流驱动起动继电器,继电器接通后电瓶带动起动机起动。
检查时有几个要素:空档开关、起动继电器、电瓶、车下停车开关的关联。
? 检查是否挂在空档位置
? 检查车下停车开关的位置(应处于断开状态)
? 检查空档开关(一般安装在变速箱上)及接线是否完好,试着使用紧急起动(点火开关持续按下5秒以上)
变速箱
空档开关
车下停车开关
? 检查电瓶电压是否过低,以致不能带动起动机
? 起动机继电器及接线是否完好
? 检查起动机是否已烧坏
?
点火开关及起动开关是否已坏 起动机
点火钥匙开关
案例1:陕汽WP10.336牵引车,发动机无法启动。
起动机不转。
检查过程:当达到钥匙开关位置时。
自检灯自检。
说明ECU已经上电。检查1.40线路。
有电压。检查点火线路1.61无电压,发现保险烧坏。
更换一个保险后,通电。但仍然无法启动,并且报“主继电器错误”。重新连接主继电器接线后,故障排除。
案例2:陕汽WP10.336牵引车。
发动机无法启动,起动机不转。
检查过程:当达到钥匙开关位置时,自检灯自检。
说明ECU已经上电。1.40和1.61接线均有电压输出,继电器1.37线有电压输渗透。
但是1.51线不搭铁。
不能形成回路。单独给1.51线搭铁,启动正常。
案例3:陕汽WP10.336牵引车。
发动机无法启动,起动机不转。
检查过程:当达到钥匙开关位置时,自检灯不自检。
说明ECU没有上电。1.40和1.61均有电压。
检测两个公共高端线路1.04和2.03均无电压输出,初步判断ECU内部损坏。经过互换ECU后确定就是ECU故障。
更换新ECU后故障排除。
案例4:陕汽WP10.336牵引车。
发动机无法启动。
起动机不转。
检查过程:当达到钥匙开关位置时。
自检灯不自检。
说明ECU没有上电。排查发现整车线路烧坏,用户在接电瓶线时将正负极接反。
烧坏线路和ECU。
1.2 轨压无法建立(起动机正常,但无法起动)
数据流:实际轨压
共轨系统对燃油油路要求较高。
低压油路(油箱——粗滤——精滤,回油)、高压油路(高压油——共轨——高压油管——喷油器)都要保证密闭。
任何一个环节出了问题。
轨压都不能正常建立。
提示主机厂对整个燃油油路高度重视。
注意:车辆的第一次启动必须入行低压油路和高压油路的排气和充油。
检查方法:
? 检查油箱油位是否过低
? 检查手压泵是否工作正常
? 检查油路是否通畅,检查柴油滤清器是否堵塞,建议及时更换柴油滤芯。
检查方法:松开精滤出口螺栓,用起动机带动柴油机运转,观是否有柴油喷出或流出,若只有少量柴油流出,则可以判定滤芯堵塞。
? 检查低压油路是否有气,并排空气(有时低压油路泄漏不明显,需要仔细检查)。
排气方法:主要排粗滤里面的空气。松开粗滤上的放气螺栓,用手压动粗滤器上的手压泵,直至放气螺栓处持续出油为止。
手压泵
放气螺栓
回油空心螺栓
? 低压油路空气排净后仍不能起动柴油机,则判断高压油路有空气。
也需要排出高压油路的空气。
排气方法:松开某缸高压油管。
用起动机带动柴油机运转直至高压油管持续出油为止。(不建议经常拆卸高压油管接头)
? 检查高压油路有无泄漏
排查方法:如果高压油管空气排完,还不能建立轨压,则要考虑是否是喷油器故障。WP10系列可拆开喷油器往返油管,用起动机带动,观察有无回油异常现象。正常情况下。
在未启车前。
喷油器应该无来回油。若有。
则可判断为喷油器泄露。一般都是因为油质问题造成。
? 检查轨压传感器初始电压值是否在0.5V左右。
或设定轨压是否为350-500bar,若不正常首先检查接插件是否牢靠。若无检查设备。
可以拔掉轨压传感器接插件尝试再起动。
? 检查流量计量单元是否完好,拔掉接插件尝试再起动。当拔掉流量计量单元的接插件后,起动时油泵将以最大的供油量向共轨管内供油。
注:检测轨压建立情况
检测轨压建立情况,可以连接上故障诊断仪。
通过检测数据流中轨压的变化,来判断是否是轨压问题。
通常。
在未起车状态下,轨压理论值应该为0bar。但实际过程中。
可能会检测到10 bar或15bar等,都可以试为无轨压。车辆启动时只有当轨压达到350-500bar之间时。
ECU才控制喷油器喷油。
发动机才有可能启动。
一般情况下不报故障
1.3 多个喷油器卡死不能启车
当出现两个或两个以上喷油器卡死。
不喷油时。
不能启动。
案例:宇通客车,起动机可以启动但是发动机无法启动。经检测电路均正常。
起动机带动时
轨压可以达到400bar。但是仍然无法启动。
检查气门推杆和气门均正常。初步判断两个以上喷油器出现故障。
经过对调喷油器后。
故障排除。
1.4 曲轴信号和凸轮轴信号丧失 同步信号错误
柴油机上安装两个转速传感器,分别在飞轮壳和高压油泵外侧。功能分别为:曲轴位置传感器和判缸传感器。电控发动机的喷油正时取决于这两个传感器。如果两个信号全部丢失,将出现柴油机不能起动情况。
凸轮轴转速传感器
曲轴转速传感器
1.4 曲轴信号和凸轮轴信号丧失
两信号全部丢失可能的原因
①传感器损坏,线束短路或断路。
②传感器固定不牢,造成传感器与感应齿之间间隙过大或过小。(一般为1±0.5mm)
排除方法:检查传感器是否损坏,线束是否连接良好。
传感器是否松动等。
注:拆装高压油泵及飞轮后的安装应严格按照相关工艺文件执行,以确保信号同步。
二:柴油机启动困难
柴油机启动困难的原因及排除方法
①柴油机较长时间没有运转:往返油管要伸在柴油液面下
②低压管路有少量空气:排气
③曲轴转速信号、凸轮轴信号太弱,同步判断时间较长:重新调整
④环境温度太低。
并且预热装置失效:更换预热装置
⑤柴油、机油品质太差未达标:更换标准油品
⑥起动机或飞轮齿圈打齿:更换起动机及飞轮齿圈
⑦活塞环、缸套磨损或气门密封不严:更换活塞环、缸套或气门座、气门
⑧排气制动蝶阀卡死在关闭位置,导致排气不畅:更换蝶阀
⑨燃油箱入回油管未达到内径和压力设计要求
案例1:宇通客车wp10.336反映启动时间过长。
检修过程:经检查发现轨压建立过程太慢。检查油路,发现低压油路油管太细,内径大约为6mm左右。
遥小于潍柴规定的最小12mm的要求。
要求客户更换油箱内油管在内的所有低压油管,更换后启动正常。
案例2: 陕汽wp10.336牵引车,反映启动困难
检修过程:经检查发现报“曲轴信号不可信”故障,并存在启动困难故障。排查发现,由于飞轮壳上的曲轴转速传感器安装孔尺寸有偏差。
导致曲轴传感器安装后。
和飞轮上的信号孔有偏差,导致“曲轴信号不可信”。更换飞轮壳,故障排除。
故障二:柴油机功率不足
2.1 喷油器出现故障
喷油器出现故障。
一般分为机械故障和接线故障。
? 机械故障为:
针阀卡死,由于柴油中污物较多或进水腐蚀,针阀卡死在喷油器内,不能动作。(注重:ECU可能不报错!)
? 接线故障为:
线束由于振动、磨损等原因,连接断开或直接搭在缸盖上与地短接。ECU会报错。
? 怠速不稳,听柴油机声音异常
? 利用断缸法或高压油管触感法判断
? 利用故障诊断仪做 加速测试判断
案例:wp10.290牵引车。
反映发动机动力不足。
无力。
检修过程:经排查。
无故障码。初步分析属于油路或是气路故障。用故障诊断仪做“加速测试”,发现第5缸工作能力差,更换第5缸喷油器后,故障排除。
备注:加速测试的数据分析
数据分析中,相差50之内的。
一般情况可以认为是工作能力相当。相差50之外的。
需要考虑是否存在问题。
若无法做“加速测试”,可以采用手动断缸来判断故障。具体方法:关闭电源开关,断开喷油器接线头(需要用绝缘胶带将两个线头分别绝缘)。
分别入行断缸测试。方法同欧II发动机。
2.2 水温、机油温、进气温度过高
水温、机油温、入气温度过高时,ECU会进渗入渗出过热保护功能,限制发动机功率。
? 造成水温高的原因及排除方法
①水箱水面过低:检查有无漏水处,加水
②风扇转速过慢或不转:检查风扇传动部件
③水箱堵塞:检查水箱,清理或修复
④水泵皮带松弛:按规定调整张紧力
⑤水泵垫片损坏。
水泵叶轮磨损:检查并修复或更换
⑥节温器故障:更换
⑦水管密封件损坏。
漏入空气:检查水管、接头、垫片等。
更换损坏件
⑧水温传感器传输数据不正确。
更换传感器
? 机油温过高的原因及排除方法:
①油底壳油面低或缺油:检查油面及漏油处。
修复并加油
②水温高:检查上述造成水温高的原因并排除之
③机油心灰意冷却器流通不畅:检查并清理
? 进气温度过高的原因及排除方法:
中意气消沉器意气消沉却能力下降,检查中冷器的散热能力。进气压力温度传感器故障,更换传感器。
2.3烟度限制:发动机在优先考虑排气烟度的情况下。
当入气出现问题时。
通过限制喷油量达到限制烟度的效果。
案例1:WP10.375宇通客车反映发动机动力不足。
检修过程:现场检查无故障码。
初步分析属于油路或气路问题。利用诊断仪检测其原地起车状态下的进气压力,怠速状态下压力大致1.012bar。
原地油门到底进气压力无明显变化,大致1.1bar左右。
怀疑空滤阻塞或进气系统漏气。经排查增压器及中心灰意冷器。
发现中冷器下端裂开了大概15cm的口子(后附图)。拆下中冷器铝焊。
之后用户试车动力恢复正常。
案例2:欧曼WP10.336牵引车。
发动机转速提升慢。
特别是在怠速600转提升到1500转的过程中,转速提升比较缓慢。并且车辆在行驶过程中,也有动力不足的现象。
检修过程:第一次检查,未发现有故障,重新拔插传感器后故障排除。后行驶一段时间,又出现同样故障。
经再次检测,报“入气压力传感器电压过低。”更换进气压力传感器后故障排除。
2.4 流量计量单元故障
流量计量单元是控制轨压的执行机构。
安装在高压油泵上,它出现问题以后,高压油泵会以最大的能力向共轨管供油。
此时共轨管上的泄压阀一般会打开,柴油机会有“咔咔”的噪音。发动机有可能会出现最大转速不超过1700转的现象。
轨压传感器出现问题也会有类似的现象。
流量计量单元
案例1:陕汽WP10.336N半挂牵引车。
反映发动机功率不足。
最高转速只能达到1600转。
经故障诊断仪检测。
报134故障码(共轨管限压阀打开故障)。拆开共轨管来回油管(用矿泉水瓶接油),启动发动机。
发现在刚启动时有油从共轨管回油管排出,但启动数分钟后。
共轨管往返油管无回油现象。
根据共轨管原理:共轨管限压阀是个机械阀。
不受ECU控制。当管内轨压大于1600bar时,限压阀打开。分析上面现象,初步判断为轨压瞬间过高。
超过1600bar。
共轨管限压阀打开,往返油。因轨压波动太大,发动机入入设定的程序工作。共轨管限压阀应该正常。
怀疑是流量计量单元损坏。更换油泵后。
故障排除。
因该用户油质不达标,油中水分过多,使油泵内锈蚀,造成该故障。
2.5 燃油管路泄漏引起轨压异常波动
在车运行过程中,会出现车速不稳,车有向前一窜一窜的现象出现,感觉进油时有时无。
? 排除方法:
首先断电一分钟重新起动,若问题仍然存在则检查燃油管路密封性并排除。
2.6 传感器故障
进气压力传感器是ECU用来估算进气量的传感器(安装在进气管上),水温传感器是用来判断发动机热负荷的传感器(安装在出水管上)。
轨压传感器是用来检测共轨管的燃油压力(安装在共轨管上)。车速传感器用来测整车车速,并非所有车辆都配装,带巡航的车辆必须安装(安装在变速箱上)。
排除方法:
检查进气温度压力、水温、轨压传感器。
看接插件是否牢靠。用故障诊断仪检测数据流。
看检测值和整车仪表显示数值是否相同。
案例1:欧曼WP10.336牵引车。
发动机转速提升慢,特别是在怠速600转提升到1500转的过程中,转速提升比较缓慢。并且车辆在行驶过程中,也有动力不足的现象。
检修过程:第一次检查。
未发现有故障,重新拔插传感器后故障排除。后行驶一段时间。
又出现同样故障。
经再次检测。
报“入气压力传感器电压过低。”更换入气压力传感器后故障排除。
故障三:发动机1000 转
ECU通过踏板电位计给出的信号来判断负荷。
当踏板出故障时。
出于安全考虑,ECU会控制柴油机自动往返到1000转的怠速。
原因分析:
? 电子油门踏线松脱或接错重新拔插或检查油门接线是否正确,重新接线
? 测量油门踏板高端和低端的电压和电阻,判断是否是线路问题。正常情况两个高端电压均为5伏。若不是5伏。
则需查找线路故障。
? 电子油门接插件进水用工具把接插件吹干再起动
? 油门踏板质量问题,更换油门踏板
注意:更换油门时,需要同一型号的油门。
案例1:红岩wp10.290自卸车。
反映车辆在怠速运转时。
几分钟后转速会自动提升到1000转。
并且故障灯亮。
检查过程:经检查,发动机报“油门踏板1和2电压信号不可信”。删除故障码后,启动发动机。
刚开始运转时。
正常,数分钟后。
转速自动提升到1000转。
并且故障灯亮。分析属于油门踏板线路问题。测量油门踏板2个高端接线的电压均为5伏,但是接头处无倒扣。停车状态,线束连接正常。
但是启动车辆后。
车辆振动。
接头处松动。
造成电压不稳定。用胶带紧固接头后,故障排除。
故障四:跛行来回家
跛行来回家的含义?
跛行往返家:发动机带故障运行的一种模式。ECU检测到发动机出现了故障。
但不会立即停车,而是会限制发动机的功率,使发动机转速只能达到1500转,司机能将车开到就近的维修站进行维修。是一种自我保护的模式。
市场上服务时常碰到的几种能引起跛行往返家的故障类型:
4.1. 油路问题:
油路包括低压油路、高压油路。低压油路入油阻塞。
进油不足以及回油管路被压到时能引起跛行回家故障模式;高压油路泄漏、流量计量单元故障、高压油泵损坏、喷油器入油口泄漏或者喷油器针阀卡死等同样能引起跛行来回家故障。
案例:陕汽wp10.336牵引车。
在行驶过程中,故障灯忽然发亮。
同时会出现加不上油的现象。
转速只能达到1500转。停车重新启动后。
又正常。运行一段距离又出现同样故障。
检查过程:经检查,报“轨压偏差超限或喷油量超限”。排查发现进油管接头处被折住,处理好油管后。
故障排除。
备注:“轨压偏差超限或喷油量超限”为典型的供油不畅故障。一般故障表现为a:平路运转正常,但是上坡会忽然加不上油。
并且闪码灯亮。b:平路和上坡都会突然加不上油,并且闪码灯亮。停车重新启动后又正常,但是行使中又会突然出现该故障。可以根据处理欧II车辆供油不畅的情况处理。
4.2. 传感器问题:
国三发动机采用比较人性化的设计,更多的考虑安全因素。ECU有过暖保护功能,当水温、机油温、进气温过高时会启动保护功能。
限制发动机功率。
发动机进入跛行模式市场上服务时常遇到由于水温传感器、机油压力温度传感器损坏造成跛行的故障现象。另外轨压传感器损坏时,也同样会引起跛行来回家故障模式。
案例1:陕汽牵引车,发动机转速不正常。
报“只有凸轮轴信号没有曲轴信号”
检查过程:曲轴转速传感器正常,飞轮边缘也有58个孔,也无破损和堵孔等现象。该车辆以前行驶正常。初步分析,飞轮加工精度不够。
更换后,故障排除。
4.3. 数据问题:
由于现在数据管理还存在或多或少的问题,EOL工具的刷写功能还有不完善的地方,在极少数情况下不免出现刷错数据的现象。这样就有可能造成ECU内部控制逻辑错误引起发动机跛行。
附:发动机的很多故障是相互联系的。
很多情况下都是一种故障引起其他故障的产生,对我们的服务人员是一种考验,要经过长期的经验积累。
故障五:巡航不稳
解决巡航不稳是个比较棘手的问题,确切的说现在还没有完全找到问题的根源,当出现巡航不稳时一般考虑三方面的因素:
1.车速传感器信号强弱
2.数据中的PID参数调整
3.整车匹配问题
一般出现巡航不稳和主机厂的匹配有很大的关系。
当然车速传感器信号的强弱也有较大的影响。标定及服务人员解决巡航不稳一般是更改相应PID参数、保证档位标定的正确性。
故障六:闪码灯常亮
市场服务时经常碰到闪码灯常亮,造成闪码灯常亮的因素可以分为两种:
6.1.主机厂的接线问题:
案例1:离合开关为例。
如果离合开关行程间隙过大。
踩下离合时ECU接收不到信号就会报出一个“NPL——即信号不可信的错误”。
从而造成闪码灯常亮。
6.2. 数据问题:
发动机出厂时数据里面将所有整车功能打开。
标定人员在主机厂标定时。
忘了将一些不要的功能给屏蔽。
造成闪码灯常亮。
附:市场上碰到的闪码灯常亮问题,一般都是由于接线问题造成的。
故障实例:发动机闪码灯常亮
柴油机系列:WP6.240 配套厂家:丹东黄海
故障描述:因未进行整车标定。
故障灯常亮。并且 ECU2.15、2.16针脚弯曲。
造成水温传感器故障。
故障原因分析:功能数据问题或者线束本身质量问题。
维修方法:
该发动机在黄海客车厂上装。
因为该车为公交用车,没有巡航功能,而我们ECU数据中巡航功能开着,所以造成故障灯常亮。
屏蔽巡航后仍未解决故障灯常亮问题,经闪码读出242故障,为:水温过高报警。经检查为ECU上2.15、2.16针脚弯曲,未连接。将两个针脚拨直。
插渗入渗出接插件后故障排除。该故障为厂内责任事故。
故障七:发动机运行过程中突然熄火
发动机运行过程中忽然熄火。
一般是由于以下原因造成的:
1.稳定电源电压不稳定,过高或者过低
2.电源线束接触不量或者断路。
钥匙开关T15断开
3.芯片通讯错误(CY33X SPI)
4.轨压波动过大,超出许用限值
4.1 低压油路
4.1.1齿轮泵之前的压力太低,阻力大,供油不足
4.1.2管路密封性差,有气体入入低压油路
4.1.3有气体直接从进油口入入低压油路
4.1.4柴滤器阻塞,阻力过大。
造成供油不足
4.1.5泄漏
4.1.6喷油器铜垫失效。
缸内气体反串入渗透低压油路
4.1.7回油管路压力太高
4.2 高压油路:
4.2.1喷油器针阀开启
4.2.2高压油泵柱塞磨损
4.2.3喷油器针阀磨损
4.2.4限压阀打开
4.2.5高压油管处泄漏
4.2.6连接器与喷油器锥面密封不严
案例1:欧曼WP10.336牵引车,行驶过程中突然熄火,无法启动。
检修过程:经排查。
ECU可以自检,连接诊断仪。
发现轨压无法建立。排油路空气。
高压油泵出油口出油正常,但仍无法启动。查高压油管和喷油器接头处喷油,喷油正常,但是仍无法建立轨压。初步判断油路有泄露,拆开喷油器来回油管,发现在启动过程中,第5缸喷油器往返油孔泄油。更换喷油器,故障排除。
案例2:陕汽WP10.336牵引车。
车辆在使用大灯时,会自动熄火。
检修过程:经排查,发现连接在变速箱上的搭铁线短路。处理后。
故障排除。
说明:
? 潍柴动力国三系列柴油机采用Bosch公司的第二代高压共轨系统。高压共轨系统对油路(包括低压油路和高压油路)要求较高,很多问题都是由油路问题引起的。
? 整车线束问题也是主要的故障源,出现故障时应先考虑此两方面的原因。
在国三市场服务过程中。
经常碰到以下问题:
一.整车线束中存在的问题,接插件问题
二.油路问题(高压、低压)
三.入气系统问题(空滤器——增压器——中冷器)
四.整车匹配问题
问题一:整车线束中存在的问题,接插件问题
在国三市场服务中。
经常会遇到一些由于整车线束或者接插件问题而引起发动机故障:如接触不量引起发动机忽然熄火等。
由于国三发动机采用电控系统,对整车电路要求较高。
问题二:油路问题(高压、低压)
博世电控系统。
对油路的要求非常苛刻,油路中有气,发动机轨压就很难建立起来。
就会出现难起动或不起动。整车对油路的要求(内径不小于12mm。
进来回油管伸渗入渗出油面以下。
且回油管低于进油管,二者之间的距离大于30cm)。
市场上出现的发动机难起动现象多数都是油路不合格造成的。
问题三:进气系统问题(空滤器—增压器—中冷器)
入气系统是影响发动机功率的一个很重要的环节。
进气不足,发动机内部燃烧不充分。
造成功率不足。
发动机冒黑烟等状况。
入气温度过高,ECU会过暖保护。
入渗入渗出跛行回家模式,限制发动机功率。
所以当发动机出现功率不足故障时,不但要检查油路,还要检查进气系统,看空滤器是否堵塞、增压器是否漏气、中心灰意冷器冷却功能是否下降等。
问题四:整车匹配问题
匹配的合理性直接影响到发动机性能的体现以及驾乘舒适度等。
同一款发动机匹配给不同的整车厂家,由于整车厂家采用不同的车桥、变速箱、底盘,都将对发动机的动力性、经济性产生较大的影响。
主减速比大:整车加速性与爬坡能力较强,但油耗偏高;主减速比小:最高车速高,油耗低,但加速性与爬坡性能力差;所以主减速比的选择与发动机性能的体现直接相关。


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