车型:福田欧马可轻卡 4JB1发动机 博世EDC-16柴油共轨电喷系统
故障:启动不着车。
接车时这辆车已经在修理厂及维修站转过一圈了,客户说之前是行驶中熄火,偶尔还可以启动着车,再后来启动困难,突突几下,再后来就再怎么拉车都没有任何反应了。
前后经历了半年的维修过程,车的当前状态几乎可想而知,喷油器、高压油泵、油轨、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器全都换过一遍了,发动机电脑换过2个。
不管多难修的车,万里长征还是从脚下走起!先做基本检查。长时间的拉车,电瓶是废了,需要外接电瓶来启动,起动机在拉车时动力强劲,没有缸压表,只能通过起动机拉车的声音来判断缸压是否足够,感觉还可以。
柴油车与汽油车不同,油路的空气会引起启动困难,先给油路排气,用力按压油水分离器上的膜片式手油泵,直到回油管没有气泡流出。打开点火开关,故障灯正常点亮,提故障码,只有一个油水分离器加热线路故障,可以清除。
启动发动机,同时检查油轨压力,启动车时油轨压力可以达到270Bar以上,轨压正常,但是发动机没有任何着火的迹象。再提故障码,系统无故障。
柴油电喷的发动机原理和汽油直喷类似,都是机械的高压油泵把油压提升到所需压力,然后把高压燃油输送到一根油轨中,油轨连接4个喷油器。
只不过柴油共轨的油压更高,怠速时一般在300Bar左右,高速时可以达到1100Bar,现在新款的柴油发动机油压最高可达1600Bar的压力。这么高的油压在喷油器的控制上就与汽油车的不同(图-1),
因为任何电磁阀都不能够在300-1100Bar的压力下通过磁力打开阀门。因此柴油车的油嘴控制是通过回油来打开针阀的。高压燃油同时进入到喷油器的针阀底部和针阀控制阀的顶部,针阀控制阀顶部被电磁阀的针阀关闭,针阀控制阀的顶部的燃油向下的压力加上针阀上部弹簧向下的推力大于针阀底部高压燃油向上的推力(图-2),
喷油器针阀关闭,喷油器不喷油。档喷油器电磁阀衔铁被高电压产生的磁力向上提起时,喷油器控制阀顶部的高压燃油压力突然降低,针阀底部的高压燃油的压力迅速的把喷油器针阀顶起,针阀被打开,喷油器喷油(图-3)。
根据这个原理,喷油器是否工作只要看喷油器的回油管是否回油就可以。
知道了原理,诊断就变得简单,拔掉喷油器的回油管,再启动车,同时观察油轨压力在正常范围内,这是发现,四个喷油器,没有一个有回油现象,也就是说喷油器根本就不工作,喷油器不喷油怎么可能着车!
现在分析一下,发动机没有跟启动相关的故障码,可以认为发动机控制系统不存在电气断路和短路故障,但是肯定有某一个跟启动相关的传感器和执行器信号或状态有问题,电脑认为没有达到可以启动车的条件。
梳理一下博世EDC-16的共轨电喷系统。这套系统结构很简单,主要的输入信号有曲轴位置传感器的上止点信号及转速信号,凸轮轴位置传感器的判缸信号,这个信号至关重要,柴油车没有点火线圈,更不会像汽油车那样一个喷油嘴管两个缸,柴油车的喷油信号就是点火线号,顺序都不能错,油轨压力信号也是一个至关重要的信号,因为这套系统的高压油轨上连限压阀都没有,油轨的压力全靠轨压传感器反馈,再由控制进油的燃油流量控制阀(流量单元)调节进油量来控制油压。
水温信号、进气温度信号,增压压力传感器信号,等这些传感器都是修正信号,不会影响到启动。 输出的燃油流量控制阀(流量单元)也是可以影响到启动的一个执行器。
根据控制原理,在发动机的轨压信号正常,流量单元没有断路和短路的情况下,只要有曲轴的转速和上止点信号,有凸轮轴的判缸信号就可以启动着车,现在不着车,一定是两个转速传感器和轨压传感器再加流量单元中的一个或几个有问题。电脑可以读取油压压力,基本可以排除轨压传感器和流量单元的可能,只剩下曲位和凸位信号。
先检查曲轴位置传感器信号,该传感器是一个磁感应式转速传感器,由一个永磁的铁芯和缠绕在铁心上的线圈组成,因为柴油发动机的转速低,在低转速要获得足够强的转速信号,这个传感器的线圈匝数交汽油发动机的要多,因此,他的电阻值就大,传感器电阻在常温下是1500欧姆左右,测量电阻,在正常范围内,再测量电压,启动发动机时,用万用表交流当测量传感器的电压,启动车时电压为3.5伏以上,电压足够。
再检查凸轮轴传感器,安装在凸轮轴的前部,凸轮轴的转速更低,因此一般的凸轮轴转速传感器都是霍尔式的转速传感器,3根线,一根电源线,是5伏的,一根搭铁线,一根转速信号输出线。
检查传感器的电源打铁都正常,在启动车时用示波器检查凸轮轴信号波形,有5伏左右的方波信号输出。双通道示波器同时连接曲位和凸位传感器的信号线,示波器时间调整到20MS,启动发动机,在出现曲轴信号齿缺齿的位置(图-4)
不定期的会有凸轮轴的方波信号,凸轮轴在曲轴转2圈时,输出一个方波信号,在示波器的20MS档时,信号清晰,但是不能够捕捉2个曲轴循环的全部信号。
因此在示波器显示的时候就会有时曲位信号和凸位信号重合,有时候不重合,信号也是正常的,这就奇怪了!
把电脑控制系统的线路全部排查了3遍,所有的可能虚接或是锈蚀的连接器统统维修一遍,结果还是不喷油!再次分析原因,又回到了正时相位上来了,齿轮传动的正时系统不存在跳齿错齿,那还会有什么原因呢,这次再次连接示波器,把时间范围调整到100ms,启动车,在捕捉了2个曲轴位置信号的时候看两个信号的位置,似乎也没问题,在把时间范围调整到200ms,连续捕捉几个曲轴循环信号,这时无意中发现,在两个凸位信号齿的中间,居然有4个曲位缺齿信号!
这显然不对,检查曲位信号齿,在信号齿的一个位置有两个信号齿被人为地掰断了,而且这个位置正好和曲位正常缺齿位置相差差不多180度。
拆下变速箱,重新补焊两个信号齿,在装车启动,一次启动成功,故障排除!
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