潍柴WP10240发动机油路故障诊断讲解.docx

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潍柴WP10240发动机油路故障诊断讲解

高等教育自学考试

毕业设计说明书

潍柴WP10.240发动机油路故障诊断

办学单位：

广州市博导自学考试辅导中心

班级：

汽车维修与检测10级自考专升本相沟通班

学生：

指导教师：

提交日期：

2012年3月16日

中文摘要

高压共轨柴油发动机是柴油机发展的主流控制方式，在售后维护阶段普通快修店和规模较少的维修厂，在遇到高压共轨柴油机油路方面的故障难于下手修理，不能迅速查找原因解决故障。

而高压共轨柴油机的专修店在每个地区的服务点不多，不能满足高压共轨柴油机维修的需要，致使高压共轨柴油机出现故障后因得不到及时的修理，造成长时间停用，造成工作、生产不能按原计划进行，影响企业经济效益等现象。

本文以潍柴WP10.240发动机油路故障诊断为例，介绍了潍柴WP10.240发动机高压共轨系统结构组成和工作原理；阐述了潍柴WP10.240发动机的常规检测方法，分析了潍柴WP10.240发动机因油路故障引起发动机启动困难、运转不稳、动力不足、飞车、游车等故障的原因，提出了针对以上故障的诊断方法和操作过程，通过该车型油路故障的介绍为同类发动机油路故障排查提供可借鉴的方法。

关键词柴油机高压共轨故障诊断

Abstract

Thehigh-pressurecommonraildieselengineisthemajorcontrolmethodfordieselenginedevelopment,after-salemaintenancephaseordinaryrepairshopsandthesmallscaleofthemaintenanceofplantfailureintheencounterofhigh-pressurecommon-raildieselengineoilisdifficulttostarttorepair,cannotquicklyfindthereasontosolvefailure.High-pressurecommonraildieselenginespecializinginshopservicepointineachregionnotcannotmeettheneedsofhigh-pressurecommonraildieselenginemaintenance,resultinginahigh-pressurecommonraildieselenginefailureduetolackoftimelyrepairs,resultinginalongtimedisabledcausedbytheworkofproductionasplanned,affectingtheeconomicefficiencyofenterprisesandotherphenomena.

TotheWeichaiWP10.240engineoilcircuitfaultdiagnosis,forexample,thetheWeichaiWP10.240enginestructureandtheworkingprincipleofthecommonrailsystem;describedtheWeichaiWP10.240engineconventionaldetectionmethods,analysisofWeichaiWP10.240enginefailureduetooilcausedtheenginedifficulttostartoperationoftheinstability,lackofmotivation,thecausesofthecoaster,ride,etc.,proposeddiagnosticmethodsandprocedurefortheabovefailure,throughtheintroductionofthemodeloillinefailuretroubleshootingasimilarengineoiltoprovideareferencemethod.

KeywordsDieselengineHighpressuretotaltrackBreakdowndiagnosis

目录

1绪论…………………………………………………………………………………………1

1.1高压共轨的概述…………………………………………………………………………1

1.2本文的主题与宗旨………………………………………………………………………1

2潍柴WP10.240发动机油路的组成及工作原理…………………………………………3

2.1潍柴WP10.240发动机油路的组成……………………………………………………3

2.2潍柴WP10.240发动机油路系统的工作原理…………………………………………3

2.3本章小结…………………………………………………………………………………7

3潍柴WP10.240发动机油路故障检测与排除……………………………………………8

3.1潍柴WP10.240发动机因油路故障造成起动困难的检测与排除……………………8

3.2潍柴WP10.240发动机因油路故障造成运转不稳的检测与排除……………………9

3.3潍柴WP10.240发动机因油路故障造成动力不足的检查与排除…………………10

3.4潍柴WP10.240发动机因油路故障造成飞车的检测与排除………………………12

3.5本章小结………………………………………………………………………………12

总结……………………………………………………………………………………………13

参考文献………………………………………………………………………………………14

致谢……………………………………………………………………………………………15

1绪论

1.1高压共轨的概述

1.1.1高压共轨的概念

高压共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元（ECU）组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。

它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。

1.1.2高压共轨应用的背景

日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行业关注的焦点，也使柴油机越来越受到用户青睐。

与汽油机相比柴油机有很多优势：

能减少20%～25%的CO2废气排放，车速较低时的加速性能更有优势，平均燃油消耗低25%～30%。

但是，与汽油机相比，柴油机的排放控制又是一个难点。

1.1.3高压共轨的发展前景

而随着全球化和国内环境等一系列的问题，我国对汽车排放作出了一系列的法律法规。

如：

2005年12月30日，北京率先实施国Ⅲ排放标准。

2006年7月31日，上海公交、出租车行业新车实施国Ⅲ排放标准。

2006年9月1日，广州开始实施国Ⅲ排放标准。

2008年7月1日全国将全面实施国Ⅲ排放标准。

国Ⅳ排放标准已有部分城市实施。

为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统———高压共轨技术成为业内人士关注的焦点。

共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。

高压共轨系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射。

所以高压共轨技术是减少柴油及排放的首选途径之一。

1.1.4高压共轨存在的问题

高压共轨系统是近年才发展起来的一项新技术，除制造技术还不是很成熟外，在维修技术方面亦不怎样。

虽说国外在高压共轨的上应用已有一段较长的历史，但至今还未有一套完整的维修技术标准。

致使很多维修厂家在遇到柴油机高压共轨方面的问题都不敢随意的去维修，害怕这一问题未修好另一问题又出现，就连一些生厂家直属的一些4S店亦不敢动手维修。

造成高压共轨柴油机在后期维护方面得不到一个较好的保障。

1.2本文的主题与宗旨

1.2.1本文的主题

本文的主题是以潍柴WP10.240发动机的油路故障为例，讲述高压共轨系统的常见故障，以及基本的常规检测方法。

潍柴WP10.240发动机油路的常见故障：

发动机启动困难、运转不稳、动力不足、飞车等故障。

尤其是启动困难，它约占总故障率的百分之六、七十，发动机能否正常启动，决定了汽车的出车迅速性能；运转不稳将会影响汽车能否正常驾驶的问题；动力不足将会影响汽车的载重能力、爬坡能力等；若在行车过程中出现飞车，如果驾驶员采取措施不当将会造成车毁人亡。

1.2.2本文的宗旨

本文的宗旨是通过本文的阐述，以提高人们对高压系统的认识，以提高业内人士对高压共轨的维修技术，使高压共轨系统在今后有一个良好的发展前景，在后期维护方面有一个完善的维护程序。

2潍柴WP10.240发动机油路的组成及工作原理

2.1潍柴WP10.240发动机油路的组成

潍柴WP10.240发动机油路是：

电子控制高压共轨系统。

由电子控制和燃油供给两大部分组成，其结构组成如图2-1所示。

图2-1潍柴电控高压共轨系统结构图

2.1.1电子控制部分

电子控制部分由ECM、各种传感器和执行器，如喷油器、电磁阀等组成。

电控系统的功能是根据各种传感器输入的信号，由ECM经过比较、运算、处理后，得出最佳喷油时间和喷油量，向喷油器发出开启或关闭电磁阀的指令，从而精确控制发动机的工作过程。

2.1.2燃油供给部分

燃油供给系统的组成，高压共轨系统为蓄压器式共轨系统，该系统由油箱、柴油滤清器、电动输油泵、高压油泵、高压、低压燃油管、蓄压器（油轨）、喷油器、回油管和ECM等组成，燃油供给系统又分低压部分和高压部分。

2.2潍柴WP10.240发动机油路系统的工作原理

油路系统的工作原理，如图2-2所示。

燃油从油箱被电动输油泵吸出，经油水分离器和滤清器后，送入高压油泵，这时燃油压力为0.2MPa。

一部分进入油泵的润滑和冷却油路后，流回油箱；另一部分进入高压油泵，在高压油泵中，燃油被加压到135MPa后，被输送到蓄压器。

在蓄压器上有一个压力传感器和一个通过切断油路来控制油量的压力限制阀。

用压力限制阀来调节ECM设定的共轨压力。

高压柴油从蓄压器、流量限制阀经高压油管进入喷油器后，又分两路：

一路直接喷入燃烧室；另一路在喷油期间针阀导向部分和控制套筒与柱塞缝隙处泄漏的多余的燃油一起流回油箱。

图2-2潍柴电控高压共轨系统工作原理

在电子控制系统中，由各种传感器（如曲轴转速传感器、油门踏板传感器、凸轮轴位置传感器、各种温度和压力传感器等）及时检测出发动机的实际运行状态，由ECM根据预置的程序进行运算后，确定适合于该工况下的最佳喷油量、喷油时刻、喷油速率模型参数等，发出指令喷油，使发动机始终处在最有工作状态，使发动机的动力性、经济性得到有效的发挥，并且可使排放污染降到最低。

2.2.1潍柴WP10.240发动机高压油泵的工作原理

潍柴WP10.240发动机油路系统使用的是CP系列高压油泵。

CP2.2高压油泵，如图2-3所示。

图2-3CP2.2高压油泵示意图

CP2.2高压油泵由曲轴正时齿轮通过齿轮传动而带动旋转，泵内有2个直列柱塞，驱动每个直列柱塞的凸轮轴凸轮有3个凸起，驱动轴每转1转，每个直列柱塞有3次供油（2缸共6次）。

CP2.2高压油泵上，集成了燃油输油泵，并安装了燃油计量阀（进油调节），ECU通过占空比信号对燃油计量阀控制，实现对共轨内压力的调节。

2.2.2潍柴WP10.240发动机高压蓄压器的工作原理

高压蓄压器（即油轨），如图2-4所示。

图2-4潍柴WP10.240发动机油轨示意图

它是一根锻造钢管，各缸上的喷油器通过各自的油管与油轨连接。

燃油压力控制阀，它按装在高压油泵上。

当油轨中的燃油压力超过发动机运转状态下的期望设定值时，控制阀将会开启，允许油轨中的压力燃油通过回油管流回油箱；如果油轨中燃油压力过低，控制阀将会关闭，允许高压油泵增大油轨中的燃油压力。

油轨压力传感器安装在蓄压器（油轨）上，油轨压力传感器的作用是检测油轨内燃油压力，该传感器将燃油压力信号反馈给ECM，ECM通过该电信号对共轨燃油系统的燃油压力进行闭环控制。

在蓄压器上还装有限压阀和流量限制阀，限压阀与溢流阀的作用相同。

在压力限定值被超出时，限压阀通过打开溢流口来限制油轨中的压力。

限压阀允许油轨中的最大压力为150MPa。

在油轨的连接端，阀体上有一通道，通过柱塞的锥形头部与阀体的密封座保持关闭。

在正常工作压力（一般为150MPa）下，弹簧使柱塞紧紧压在密封座上，使蓄压器保持关闭。

当压力超过系统最大压力时，弹簧被压缩，柱塞被顶起，高压燃油溢出、流回油箱，即当阀打开时，燃油从油轨中溢出，油轨压力下降。

流量限制阀的作用是，当油轨输出的油量超过规定值时，流量限制阀关闭通往喷油器的油路。

正常工作时柱塞停留在静止位置，靠在流量限制阀油轨端的接头上。

当喷油器打开、开始喷油时，喷油压力端的压力下降，导致柱塞向喷油器方向移动。

流量限制阀通过柱塞移动而产生的排油量用来补偿喷油器从油轨中获得的油量。

而当喷油停止时，柱塞停止移动，压力弹簧将柱塞推回到静止位置，燃油从节流孔内流出。

弹簧压力和节流孔都经过计算，无论燃油大量泄漏还是少量泄漏，柱塞都会回到油轨侧的限位件上，阻止燃油进入喷油器。

2.2.3潍柴WP10.240发动机喷油器工作原理

高压共轨系统电磁喷油器结构如图2-5所示。

1-球阀2-电枢轴3-高压燃油连接管4-线圈5-回位弹簧6-回油管7-针阀控制活塞8-承压腔9-喷油器10-针阀11-进油口12-泄油孔13-针阀控制腔

图2-5潍柴发动机电磁喷油器结构示意图

电磁喷油器的工作原理，如图2-6所示。

图2-6潍柴WP10.240发动机电磁喷油器工作原理示意图

当喷油器电磁阀未被触发时，喷油器关闭，泄油孔也关闭，小弹簧将电枢的球阀压向会有节流孔上，在阀控制腔内形成共轨高压。

同样，在喷嘴腔内也形成共轨高压，共轨高压对控制柱塞端面的压力和喷嘴弹簧的压力与高压燃油作用在针阀锥面上的开启力相平衡，使针阀保持关闭状态，当电磁阀被触发时，电枢将泄油口打开，燃油从阀控制室流到上方的空腔中，并从空腔通过回油通道返回油箱，使阀控制室中的压力降低，减小作用在控制柱塞上的力，这时喷嘴针阀被打开，喷油器开始喷油，电磁阀一旦断电不被触发，小弹簧力会使电磁阀电枢下压，阀球就将泄油孔关闭。

泄油孔关闭后，燃油从进油孔进入阀控制室建立起油压，这个压力为油轨压力，这个轨道高压作用在控制柱塞端面上，轨道压力加上弹簧力大于喷嘴腔中的压力，使喷嘴针阀关闭。

2.3本章小结

本章主要讲述了，潍柴WP10.240发动机油路的组成及工作原理。

从其组成可知高压共轨柴油机与传统柴油机相比是截然不同的，不单只是机械部件较多，而在传统柴油机是没有电子元件的，而在高压共轨柴油机上的电子元件非常的多。

从而可知为什么共轨柴油机要比传统柴油机要复杂得多。

而且该系统的绝大部分的工作部件都是由ECU通过接收各传感器的信号，然后通过数据处理后，再发出控制信号，执行器根据控制信号控制各工作部件的动作，所以各部件之间关联性很大，其工作过程也较为复杂。

3潍柴WP10.240发动机油路故障检测与排除

3.1潍柴WP10.240发动机因油路故障造成起动困难的检测与排除

1.故障现象

发动机曲轴在启动机带动下以启动转速转动，但发动机不能启动，通常表现为：

1）启动时听不到爆发声，排气管没有烟排出，不能启动。

2）启动时可听到不连续的爆发声音，排气管有少量排烟或大量排白烟，但不能启动。

2.故障原因

第一种现象的实质是柴油没有进入气缸，应从燃料的输送方面查找故障的原因；第二种现象的实质使柴油已进入气缸，但未能正常组织燃烧，应从供油时刻、燃油雾化、压缩终了时的气缸压力和温度等方面查找故障的原因，造成发动机不能启动的油路原因如下：

（一）柴油不进入气缸的原因

1）油箱无油，油箱开关未打开、邮箱滤网脏、堵。

2）柴油滤清器滤芯脏堵。

3）输油泵故障：

进油口滤网堵塞、活塞弹簧折断、活塞磨损严重或活塞、推杆发卡。

4）油路中有空气，油管破裂或管接头漏油、堵塞。

5）油路中有水，冬季结冰使油路堵塞。

6）柴油牌号不对，冬季使用夏季用油，冷凝后析出石蜡，堵塞油路。

7）燃油油泵损坏：

泵内有空气、发动机不能驱动喷油泵、柱塞磨损严重。

8）喷油器不喷油：

针阀被卡死在关闭位置、喷孔被积碳堵塞。

9）共轨与喷油嘴间的限流阀因油路不良或卡滞在常闭位置，喷油器无高压油供应。

10）低压燃油泵不良造成无燃油供应。

11）传感器信号错误造成不喷油。

（二）柴油进入气缸内，不能正常燃烧的原因

1）供油时间过迟：

电控单元电源电压低，或电源线路接触不良，各传感器输出信号值有偏差，造成喷油提前角修正错误等。

2）供油量太小：

低压油路堵塞会导致供油量不足；低压燃油泵不良造成燃油量供应不足；电控单元电源电压低，或电源线路接触不良，各传感器输出信号值有偏差，造成启动是喷油量低，喷油提前角修正错误；高压油油压压力不足，造成喷油量不足；喷油器控制腔进油节流孔不畅使喷油压力降低；负荷油量调整电磁阀的油泵由于信号线故障，使控制阀常开不闭，油泵不泵油或泵油量不足，油压过低；共轨中的单向阀密封不严，停机时泄压，每次启动均需补压后才能正常启动着车。

3）喷雾质量差：

油质不佳会造成燃油雾化不好；喷油器不良造成燃油雾化不良；高压油油压压力不足造成雾化不良；喷油器控制腔进油节流孔不畅使燃油雾化不良。

4）柴油中含水量严重超标。

5）温度过低，预热装置失效。

3.故障诊断

柴油机不能启动，排气管不排烟，此故障主要是由于燃油供给系统不工作，不能向燃烧室喷油所致。

在诊断故障时，应首先判断故障是出在柴油供给系的低压油路还是高压油路。

为此，可先将喷油泵上的放气螺塞旋松用手油泵泵油。

若放气螺孔不流油或流出泡沫柴油，则表明低压油路故障。

若放气螺孔处流油正常且无气泡出现，但各缸喷油器无油喷出，则说明故障在高压油路。

应按下列程序进行诊断与排除：

（一）低压油路部分

1）检查油箱内的油面是否过低，油箱开关是否打开，油箱盖空气孔是否堵塞。

2）检查油箱内低压油泵或油箱外的低压油泵是否转动，即点火开关处于启动状态时，油泵应产生转动声音。

如果油泵不转，应先检查油泵的工作电源是否正常，如果无工作电源，则应查找原因。

如果正常，应从低压燃油进入高压油泵入口处，向低压油泵的出口处，逐一松开接头，观察在低压油泵旋转泵油时，低压燃油是否从松开的接头流出.如果在相邻的接头中，出现前一接头流油通畅，后一接头不出油或出油不畅，则两相邻接头间的管路或滤清器有堵塞。

3）检查低压油路是否混有空气，检查的办法是将低压燃油与高压油泵的进油孔之间接头松开，在油泵工作时，看是否有气泡产生。

如有气泡产生，应检查低压油路各油管接头是否漏气，检查油泵是否有问题。

4）检查低压燃油泵的供油量是否正常，供油量的检查方法：

先将燃油泵的出油孔的连接管拧开接上软管，将供油节流阀打开，然后转动燃油泵直至里面的空气排完为止，再将软管的另一端伸到量杯中，接着再转动燃油泵100转，查看量杯中的燃油量是否达到标准。

若不达标应检查低压燃油泵。

5）检查柴油标号，要符合发动机的要求使用标准，并且一定要注意柴油中是否有水，若柴油标号不符合发动机的使用标准或有水，则更换柴油。

（二）高压油路部分

1）检查喷油器是否不喷油或雾化不良，检查方法：

将喷油器安装在标准的试验台上，启动喷油器的喷油电磁阀看喷油器是否喷油和雾化质量，若不喷油或雾化不正常，则检查喷油器。

2）检查共轨压力，检查方法：

检查压力传感器电阻值和高速电磁阀电阻值以及灵敏度，以及调压电磁阀电阻值，线路是否正常，若不正常，则更换不正常件。

3）检查高压共轨系统喷油器控制腔进油节流孔是否通畅。

4）检查共轨高压油泵负荷油量调整电磁阀的信号线是否正常。

5）检查共轨与喷嘴油间的限流阀的油路是否工作不良或卡滞在常闭位置，喷油器无高压油供应。

6）检查共轨中的单向阀是否密封不严。

3.2潍柴WP10.240发动机因油路故障造成运转不稳的检测与排除

1.故障现象

运转不稳可或分为只是怠速不稳和发动机在任何工况下均不稳两种情况。

运转不稳的现象：

其中怠速不稳发动机抖动，转速不稳定，在怠速时易熄火或怠速过高；任何工况均不稳运转不稳，伴随着排气管排黑烟，而产生敲击声，在加速时敲击声加剧，转速升高后敲击声减弱或消失，怠速时有出现敲击声。

2.故障原因

1）各缸喷油器喷油不均，雾化不良，有积炭堵塞、柱塞磨损不一致，针阀磨损不一致，关闭不严、卡滞，喷孔堵；燃油中有水、气。

2）凸轮轴位置传感器、发动机转速传感器、油门位置传感器信号失准，造成喷油提前交过大；或个别气缸喷油器电磁阀因线路或电磁阀本身故障，不能正确控制电磁阀动作，使该缸不喷油，喷油提前角失准。

3）个别气缸安装在喷油器及共轨间的限流阀卡滞或漏油，使该缸喷油不良或不喷油。

3.故障诊断

运转不稳可或分为只是怠速不稳和发动机在任何工况下均不稳两种情况。

首先要分清故障是属于哪一种。

为此，将油门踏下，在除怠速外的其他各种工况下，发动机均工作平稳，只是怠速不稳，则可判断此故障为怠速不稳故障，应从只影响怠速不稳的原因查起。

如果油门踏下避开怠速位置，发动机在各种油门开度下均工作不良，则证明此故障和怠速控制无关。

应检查影响发动机在各种转速下均不稳原因。

1）采用单缸断油法，检查有无故障缸。

若有检查故障缸的喷油器、控制电磁阀，以及检查安装在该气缸喷油器及共轨间的限流阀是否卡滞或漏油。

2）检查油压是否过低，若过低则检查燃油滤清器是否堵塞；燃油泵滤网是否堵塞；燃油泵的泵油能力是否不足；燃油泵安全阀弹簧弹力是否过小；进油管是否变形；燃油压力传感器是否有故障；回油管是否压瘪堵塞。

3）检查凸轮轴位置传感器、发动机转速传感器、油门位置传感器信号失准。

3.3潍柴WP10.240发动机因油路故障造成动力不足的检查与排除

潍柴WP10.240发动机动力不足可分为以下几种情况：

3.3.1潍柴WP10.240发动机动力不足、排烟少，运转均匀

1.故障现象

发动机运转均匀，排烟较少，但无力。

急加速迟钝，达不到最高转速。

2.故障原因

上述故障现象，说明汽缸内混合气燃烧较完全，但最大供油量达不到要求，导致柴油机难以输出额定功率。

具体原因如下：

1）燃油滤清器、输油泵滤网、油管堵塞，低压油供应不足，以及高压有压力调节阀失效，使高压油油压达不到标准油压。

造成高压油油压过低，使各缸喷油量减小。

2）喷油器积碳，柴油牌号不符合使用要求。

3）带有针阀升程传感器的喷油器信号不正确，油门位置传感器信号不准确，使喷油量不足。

4）油泵泵油量控制电磁阀失效或堵塞，使燃油泵供油量不足。

3.故障诊断

1）检查柴油牌号是否符合使用要求。

2）检查是否因燃油滤清器、输油泵滤网、油管堵塞，低压油供应不足，以及高压有压力调节阀失效，使高压油油压达不到标准油压。

造成高压油油压过低，使各缸喷油量减小。

3）检查是否针阀升程传感器的喷油器信号不正确，油门位置传感器信号不准确，油泵泵油量控制