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新聞主題 |
高壓共軌電噴柴油機原理、故障檢修和診斷方法 |
摘要：傳統柴油機振動(dòng)頻率強、噪聲污染大，實(shí)際運作時(shí)會(huì )引起嚴重的空氣污染。而康明斯共軌噴射系統的運用能有效克服上述缺陷，在發(fā)動(dòng)機運作時(shí)配合共軌噴射系統，能提高噴油壓力，加大對發(fā)動(dòng)機負荷狀態(tài)的控制，確保柴油發(fā)電機的排放性和經(jīng)濟性。此外，還可起到加強低溫能動(dòng)性的作用，降低排放氣體中的氮氧化物，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機運作效率?？得魉构驹诒疚闹饕槍Σ裼桶l(fā)電機共軌噴射系統故障診斷方法進(jìn)行分析，從該系統運行實(shí)際狀況出發(fā)，及時(shí)解決系統故障問(wèn)題，從而加大對系統性能的保護，減少后期維修成本，確保發(fā)動(dòng)機運作性能良好。
一、共軌噴射系統結構和工作原理
隨著(zhù)柴油發(fā)電機改造技術(shù)不斷進(jìn)步，能有效減少柴油發(fā)電機排放物中的顆粒物和有害氣體，將綠色理念滲透到柴油發(fā)電機設計和制造上。康明斯高壓共軌系統主要包括空氣流量計、電控單元、油軌、高壓油泵、噴油器、柴油濾清器和傳感器等構成部分（如圖2所示）。在共軌噴射系統運行時(shí)，會(huì )收集多種傳感器信號，將其輸入到電控單元，在電控單元數據存儲器中，包含發(fā)動(dòng)機調控參數和不同狀態(tài)下的目標數據，以促使柴油發(fā)電機達到最佳運行狀態(tài)為目的，通過(guò)實(shí)測和統計分析方法得到目標數據，為之后發(fā)動(dòng)機功能模塊運行提供有效指令。當傳感器檢測到柴油發(fā)電機某一參數傳入到電控單元后，將與最佳運行數據比較，當兩者相同時(shí)，系統維持原運作狀態(tài)。如果實(shí)際參數和目標數據不一致，則控制中心根據偏離情況計算出控制指令，進(jìn)行噴油時(shí)間、噴油壓力和噴油量的控制，確保柴油發(fā)電機處于最優(yōu)運作狀態(tài)。
柴油發(fā)電機電控單元在發(fā)動(dòng)機運行狀態(tài)控制上起到重要作用。其主要具有以下功能：
1、確定噴油正時(shí)
基于共軌電控噴射系統的柴油發(fā)電機，其噴油正時(shí)是結合發(fā)動(dòng)機加速踏板角度和轉速計算的，確定最恰當的噴油正時(shí)。電控單元可自由控制柴油發(fā)電機噴油時(shí)間。
2、修正噴油量
共軌噴油系統能根據傳感器提供的曲軸轉速信息，判定不同缸內噴油量變化，并通過(guò)調節電磁溢流閥，及時(shí)修正噴油量，以便提高發(fā)動(dòng)機運行穩定性。
3、控制起動(dòng)預熱
在電控單元作用下，控制起動(dòng)預熱塞運行狀態(tài)，由此加強柴油發(fā)電機低溫能動(dòng)性。
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圖1 柴油機電控系統實(shí)物零件組成圖 |
圖2 柴油機電控噴油器實(shí)物圖 |
二、共軌噴射系統故障診斷方法
為了保證柴油發(fā)電機共軌噴射系統功能的實(shí)現，要確保系統故障診斷的及時(shí)性和準確性，為系統運行創(chuàng )造良好條件。
1、從系統電路圖中確定故障類(lèi)型
不同康明斯發(fā)電機組生產(chǎn)廠(chǎng)家在運用共軌電控噴射系統時(shí)，會(huì )結合實(shí)際需求設計系統結構體系，由此產(chǎn)生多樣化線(xiàn)路連接方式。在進(jìn)行系統故障診斷時(shí)，應充分利用電控電路圖（控制電路如圖3所示，系統電路如圖4所示），在明確電路體系的情況下，確定故障診斷要點(diǎn)。進(jìn)行電控單元線(xiàn)路連接故障檢查時(shí)，在ECU端子上插入大頭針，判斷傳感器是否正常作業(yè)。例如，某一發(fā)動(dòng)機行駛過(guò)程中發(fā)出故障信號，在連接檢測儀后，測得故障原因為缺少另一個(gè)加速踏板信號。針對這一問(wèn)題采取更換加速踏板的措施，之后發(fā)現故障問(wèn)題仍然存在。這時(shí)拔下電控單元導線(xiàn)連接器，清理連接器表面后重新嘗試，發(fā)現發(fā)動(dòng)機正常運作。由此可知，在柴油發(fā)電機共軌噴射系統故障診斷方面，應逐步排查故障，結合電控電路圖，有序進(jìn)行故障診斷作業(yè)，有助于提高診斷效率和準確性，為系統正常運作提供保障。
2、利用專(zhuān)用故障診斷儀器讀取故障碼
共軌噴射系統中設備發(fā)生故障時(shí)，則設備無(wú)法正常運作，這時(shí)設備維修工作難度較大，并且嚴重影響了發(fā)動(dòng)機運行效益。在設備故障發(fā)生前要及時(shí)進(jìn)行維護和管理，盡可能避免故障的發(fā)生。在進(jìn)行柴油發(fā)電機共軌電控噴射系統故障診斷時(shí)，應充分利用診斷儀器，將故障對應的故障碼輸入系統中，能顯示出故障發(fā)生部位和應對措施。隨著(zhù)系統存儲器中各類(lèi)數據信息的豐富，可為系統故障及時(shí)診斷提供條件。當設備發(fā)生多個(gè)故障時(shí)，需要同時(shí)輸入對應的故障碼，確保故障診斷全面性，及時(shí)消除故障問(wèn)題[2]。大部分故障條碼安裝在發(fā)動(dòng)機內側，根據傳感器信號來(lái)調控電磁閥，提高柴油發(fā)電機運行質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，采用故障碼來(lái)判斷共軌噴射系統故障問(wèn)題，能實(shí)現系統自我診斷，及時(shí)解決故障問(wèn)題。
3、利用專(zhuān)用故障診斷儀器排除故障
采用讀取故障碼的故障診斷方法時(shí)，能明確故障發(fā)生時(shí)間，同時(shí)可檢測出故障具體發(fā)生部位，為之后維修作業(yè)的展開(kāi)提供依據。進(jìn)行故障記錄后的故障碼，可在柴油發(fā)電機運作過(guò)程中進(jìn)行檢測，簡(jiǎn)化了故障診斷步驟。實(shí)踐表明，運用故障檢測儀來(lái)檢測故障碼，可及時(shí)排查故障，采取針對性處理措施。在維修檢測中，要適當擰松進(jìn)油管，這一過(guò)程中將有大量燃油流出，是高壓泵正?，F象。故障碼為柴油發(fā)電機共軌噴射系統故障診斷提供了信息依據，同時(shí)需要借助故障診斷儀器清除故障碼，根據儀器上顯示的數據，明確故障類(lèi)型和位置，并且可自由選擇檢測模式，進(jìn)行設備保養和維護，使發(fā)動(dòng)機始終保持穩定運行狀態(tài)。
4、人工排除故障
為了保證柴油發(fā)電機共軌噴射系統故障問(wèn)題及時(shí)解決，要逐步排除故障，如上文所述，當擰松高壓泵供油管時(shí)，流出較多燃油，表明高壓泵之前供油正常。當擰松高壓泵和軌道間的出油管時(shí)，沒(méi)有燃油流出，確定故障位置為該壓泵，在排除故障時(shí)，要分解高壓泵，清洗出油閥后安裝在設備上，保證設備正常運作。柴油發(fā)電機核心部分為燃油系統，將電子技術(shù)應用在燃油噴射系統中，能實(shí)現噴射系統性能良好，根據發(fā)動(dòng)機實(shí)時(shí)運行狀態(tài)控制電磁閥，調整噴射的開(kāi)始和停止。在故障檢查中，需要合理運用輔助軟件，檢測需要的數據，通過(guò)計算確定故障部位，及時(shí)處理柴油發(fā)電機共軌噴射系統中的各種故障。
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圖3 柴油機噴油器控制電路圖 |
圖4 柴油機高壓共軌系統電路圖 |
三、電控噴射系統的常見(jiàn)故障檢修
1、故障一
（1）故障現象：
發(fā)動(dòng)機動(dòng)力下降，怠速發(fā)抖，起動(dòng)困難，嚴重時(shí)甚至不能起動(dòng)。
（2）故障原因：
噴油器堵塞，噴油霧狀不良，噴油器卡滯等，造成噴油量減少或各噴油器的噴油量相差太大；或者是某個(gè)噴油器卡死或線(xiàn)圈有故障，造成個(gè)別噴油器不噴油所致。
（3）故障檢測：
① 檢測電磁噴油器線(xiàn)圈的電阻值
噴油器按線(xiàn)圈電阻值分為低阻值型（2～3歐姆）和高阻值型（11～17歐姆）兩種，多數車(chē)型采用高阻值的線(xiàn)圈。檢測時(shí)，拔下噴油器的接頭，將數字萬(wàn)用表兩表棒接到噴油器的兩個(gè)接線(xiàn)端，測量噴油器線(xiàn)圈的電阻值，要求電阻值應符合要求，各缸噴油器的阻值應相等。否則，應更換噴油器。
② 檢測噴油器工作情況
首先，拔下噴油器的接頭，然后，將蓄電池12伏的電壓接到噴油器線(xiàn)圈的兩接線(xiàn)端，單獨給噴油器通電，應能聽(tīng)到清脆的吸合聲，否則是噴油器有卡滯，應換新件。低阻型的噴油器檢測時(shí)，要串聯(lián)一個(gè)合適的電阻器。在檢測中每次通電的時(shí)間要短，以免線(xiàn)圈過(guò)熱燒毀。
③ 檢測噴油量和噴油霧狀
首先，將噴油器和供油總管一起拆下來(lái)，然后，將蓄電池的電壓接到燃油泵的繼電器的插座上，使燃油泵連續工作，接著(zhù)，拔下噴油器的接頭，并接上12伏的工作電壓，使噴油器單獨通電，測量連續噴油15秒的噴油量，要求應為50～60毫升，各個(gè)噴油器的噴油量相差應少于5毫升。同時(shí)觀(guān)察噴出的汽油應形成均勻并分散成一定錐度的良好霧狀。否則，清洗或者更換噴油器。
2、故障二
（1）故障現象：
發(fā)動(dòng)機熱起動(dòng)困難，油耗高，嚴重時(shí)還會(huì )冒黑煙。
（2）故障原因：
噴油器漏油，造成混合氣過(guò)濃，發(fā)動(dòng)機熄滅后，汽油還不斷地滴入進(jìn)氣管內，造成熱車(chē)起動(dòng)困難。
（3）故障檢測
① 噴油器漏油的檢查，首先，應保持燃油泵連續工作，使油壓達到正常，然后，將噴油器的噴口擦拭干凈，觀(guān)察其漏油情況，要求滴油量每分鐘不能超過(guò)1滴，否則，應清洗或者更換噴油器。
② 噴油控制信號的檢查，應先在噴油器的控制接線(xiàn)端接上示波器，然后，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機運轉，觀(guān)察控制信號的噴油時(shí)間，正常怠速的噴油時(shí)間一般為2～3毫秒，加速時(shí)的噴油時(shí)間應隨著(zhù)轉速增加而增加，特別是急加速時(shí)，噴油時(shí)間可增加到7～12毫秒。
③ 噴油時(shí)間不正?；驔](méi)有控制信號，應檢查與噴油量有關(guān)的各傳感器信號、噴油器與ECU的連接線(xiàn)路、ECU等是否正常，該故障和噴油器本身無(wú)關(guān)。
總結：
綜上所述，為了促進(jìn)康明斯發(fā)電機組和機械設備領(lǐng)域發(fā)展，需要注重柴油發(fā)電機運行性能的不斷優(yōu)化，提高發(fā)動(dòng)機能動(dòng)性，達到減少環(huán)境污染和提高運行效益的目的。通過(guò)運用共軌噴射系統，能有效實(shí)現上述目的，為了突出柴油發(fā)電機運行優(yōu)勢，有必要加大對共軌噴射系統故障診斷方法的研究，旨在及時(shí)掌握系統故障問(wèn)題并制定處理策略，確保柴油發(fā)電機正常運行。
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