柴油发动机故障诊断与排除.docx
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柴油发动机故障诊断与排除
学习任务十六之答禄夫天创作
创作时间：
贰零贰壹年柒月贰叁拾日
柴油发动机故障诊断与排除（明确故障现象）
知识目标
1.能叙述柴油发动机不容易启动故障发生的原因。
2.能叙述柴油机电控高压共轨系统类型、组成、功用及故障诊断方法。
3.能查阅维修资料收集信息，讨论和制定出相应的故障诊断流程。
技能目标
1.能叙述并执行发动机操纵、设备运用、消防等平安操纵规程。
2.能正确选择使用仪器和设备，对故障进行检测和记录，确认故障原因。
3.能对维修资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页的填写。
素养目标
1.能制定工作计划，独立完成故障诊断与排除流程。
2.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作，具备团队合作和平安操纵意识。
20学时
学习活动一：
任务分析与检查
学习活动二：
资讯获取
学习活动三：
维修方案制定
学习活动四：
任务实施
学习活动五：
结果检验
客户反映该车辆故障为发动机为不容易启动或启动后发动机易熄火，有时发动机无力，发动机故障指示灯常亮。
经班组长试车检查故障现象与客户所说的一致，现需要维修技工根据维修手册相关要求，在规定时间内对发动机的故障进行诊断和维修，维修完成后自检交付班组长验收。
学习活动一任务分析与检查
一、车辆的基本检查
1、参考实际案例以书面的形式列举共轨燃油系统检修注意事项？
2、请填写车辆的基本信息
基本信息
车辆识别代码号
车型
发动机型号
公里数
故障现象
3、填写下图中标示的检查项目名称
4、参照维修手册在车上做出发动机舱内基本检查
平安检查
机油液面：
正常□偏低□偏高□
冷却液液面：
正常□偏低□偏高□
刹车油液面：
正常□偏低□偏高□
蓄电池状态：
良好□需充电□需更换□
检查车辆仪表（打开点火开关，不起动发动机）
发动机故障灯是否点亮：
是□否□
其他异常状况说明：
记录工作要点和难点：
二、故障码的读取与分析
步调一
检测项目内容
备注说明
故障码检查
故障灯状态：
□亮/□不亮
仪器连接状态：
□正常/□不正常
故障代码记录：
故障码清除
是否能正常清除：
□能/□不克不及
步调二
检测项目内容
备注说明
启动发动机
确认故障症状
发动机状态：
□运转/□不转
故障灯状态：
□亮/□不亮
故障现象记录：
步调三
检测项目内容
备注说明
故障代码再次检查
故障灯状态：
□亮/□不亮
仪器连接状态：
□正常/□不正常
故障代码记录：
相关数据流内容记录
与本故障代码相关的数据参数进行记录
故障码再次清除
是否能正常清除：
□能/□不克不及
三、评价与反馈
评价反馈表
班级：
组别：
姓名：
项目
评价内容
评价等级
（学生自评）
A
B
C
关键能力考核项目
遵守纪律、遵守学习场合管理规定，服从安插
平安意识、责任意识，7S管理意识，注重节约、节能与环保
学习态度积极主动，能介入实习安插的活动
团队合作意识，注重沟通，能自主学习及相互协作
仪容仪表符合活动要求
专业能力考核项目
按时按要求独立完成工作页学习活动内容
工具、设备选择得当，使用符合技术要求
操纵规范，符合要求
学习准备充分、齐全
注重工作效率与工作质量
活动过程中严格遵守平安操纵规程
需要改进的地方
小组评语及建议
组长签名：
年月日
老师评语及建议
教师签名：
年月日
四、学习拓展
1、读取完故障码以后如何进行故障原因的分析和确认？
2、请叙说柴油发动机混合气形成过程。
学习活动二：
资讯获取
学习活动三：
维修方案制定
学习活动四：
任务实施
学习活动五：
结果检验
学习活动活动二：
资讯获取
1.能查阅维修手册，列举出燃油系统的组成以及各部分的作用。
2.能根据故障现象对故障可能的原因进行合理的分析和判断。
3.能根据检查情况制定合理的维修方案。
4.能小组展示学习成果，并与他人进行有效的沟通和合作。
建议学时：
6课时
一、资讯获取
（一）柴油机电控技术的发展
电控燃油供给系统的功用是按柴油柴油机工作要求定时、定量、定压，有规律地将柴油喷入燃烧室，为柴油良好燃烧提供需要条件；同时根据柴油柴油机的负荷情况由电控单元（ECU）进行自动控制供油量，包管柴油柴油机的稳定运转。
1、柴油机高压共轨的基本概念
1）高压共轨的含义是几个喷油器共用一个高压轨。
轨内的压力由高压泵建立。
2）在此喷油系统中，消除了传统供油系中压力的发生与燃油喷射彼此间的相互影响，喷油压力的发生不完全依赖于发动机转速与喷油量，燃油在压力下贮存在高压油轨中随时准备喷油。
3）高压共轨电控柴油机的工作完全由ECU控制。
ECU根据当前发动机的转速、水温、大气压力及油门位置（即驾驶员的要求）等情况来确定发动机的运行工况。
4）由于高压共轨电控系统为发动机提供了理想的空气/燃油混合，因此使得该柴油机排放满足欧3及更高的排放法规要求。
与传统柴油机相比，它使得整车的噪声、驾乘舒适感受，动力性、排放等都得到大幅度的提高。
下图为一个典型的高压共轨发动机的燃油系统构成示意图。
（见图16-1）
图16-1
2、柴油机电控技术类型
柴油机电控喷油系统的开发研究从20世纪70年代开始，己经经历了三代。
第一代:
位置控制式
结构特点:
保存喷油泵一高压油管一喷油嘴系统，喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上控油螺旋槽等控制油量的机械传统机构，只是对齿条或滑套的运动位置，由原来的机械调速器控制改变成电子控制，使控制精度和响应速度得以提高。
优点:
生产继承性好，便于升级改造。
缺点:
控制自由度小，控制精度差，喷油率和喷射压力难于控制，而且不克不及改变传统燃油系统固有的喷射特性，也很难大幅度地提高喷射压力。
第二代:
时间控制
结构特点:
是用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。
这种系统可以是保存原来的喷油泵一高压油管一喷油嘴系统，也可以采取新型的发生高压的燃油系统。
优点:
控制较精确,泵结构可以更简单。
缺点:
低速、低负荷时，其喷油压力不高，而且难以实现多次喷射，极晦气于降低柴油机的噪声和振动。
第三代:
时间一压力控制式（共轨式燃油系统）（见图16-2、16-3）
结构特点:
在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，包管柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。
优点:
低速性能好,省油,环保,经济。
图16-2
图16-3
3、电控高压共轨系统的优点
1）可以实现高压燃油喷射，目前喷射压力可达到160Mpa，正在发展喷射
压力达到180Mpa。
2）燃油喷射压力完全独立于发动机转速，在低速低负荷工况下同样可以
实现高压喷射，改善了发动机低速低负荷时的性能。
3）可以实现预喷射或多次预喷射，可以调节喷油速率及形状，实现理想
的喷油规律，对降低油耗和改善排放都有好处。
4）能自由的调节喷油定时和喷油量。
5）具有良好的喷射特性，可以优化燃烧过程，使发动机油耗、噪声、烟
度和排放等性能指标得到明显改善，同时有利于改进发动机的扭矩特
性，实现低速大扭矩。
6）结构简单，可靠性好，适应性强，可在所有新老发动机上应用。
7）具有很高的控制自由度，很容易实现更低的排放（欧-4，欧-5）。
8）具有很高的可靠性。
（以上内容应当进行简化）
（二）柴油机电控高压共轨系统的构成及工作原理
1、电控高压共轨系统组成
电控高压共轨系统主要由油箱、柴油滤清器（预滤、精滤）、输油泵、高压泵、共轨管、电控喷油器、高低压油管、各种传感器、电控单元（ECU）、各种执行器、电子油门、连接线束等组成。
（见图16—4、图16—5）
图16-4
图16-5
2、电控高压共轨喷油系统主要部件
1）低压部分
低压油路中有进油和回油两部分：
进油，燃油从油箱内通过粗滤到燃油滤清器再到齿轮式输油泵；回油，喷油器回油、油轨和电控高压泵回油接到一起回到油箱。
发动机油路走向原理图（见图16-6）（CP3.3油泵：
适用于玉柴4E、4G、6J、6A、6G等中型等系列博世共轨发动机）
图16-6
燃油的主要走向：
油箱→粗滤带（手油泵）→燃油分配器→输油泵（在高压油泵后端）→细滤→压油泵→共轨管→喷油器。
2）高压部分
通过电控高压泵的持续工作，将燃油输送到高压轨中，在轨内蓄压。
ECU通过油泵上的油泵执行器（内压控制阀）来控制在高压轨中的燃油压力，高压轨上的轨压传感器反馈轨压信息给ECU，形成一个闭环控制，高压轨中在任何时刻都蓄有一定压力的高压燃油。
在ECU根据内部的标定数据计算出需要某缸喷油的时候，由ECU通过控制喷油器的磁电电磁阀的工作来使喷油器在计算的时刻喷出计算出的燃油量。
相对于传统喷油系统有以下的优点：
①喷油压力的发生不依赖于发动机转速与喷油量，轨内供喷油器喷油的压力
可达1450bar，甚至更高。
②喷油器可以在任何时刻喷油，可根据性能排放要求完成多次喷射。
③高的喷射压力使喷油器的喷孔可以做的更小，由此缸内可完成更好的雾化，混合更均匀。
④供油均匀，使喷油泵与传统机械喷油系统相比，尺寸更小，且驱动装置不必承受高压负载峰值。
⑤喷油压力固定，喷射均匀，混合均匀，燃烧更稳定。
（三）请根据您所学习的理论知识，写出电控柴油发动机高压共轨系统组成元件的作用和工作原理。
1.名称：
2.作用：
1.名称：
2.作用：
1.名称：
2.作用：
1.名称：
2.作用：
（四）请根据您所读取的故障代码，通过查阅维修手册填写以下故障代码描述表（表16-1）。
（表16-1）
故障代码
DTC检测条件
故障部位
学习活动三：
维修方案制定
1.能查阅维修手册，列举出高压共轨系统的组成以及各部分的作用。
2.能根据故障现象对故障可能的原因进行合理的分析和判断。
3.能根据检查情况制定合理的维修方案。
4．能掌握发动机电控高压共轨系统故障诊断的方法。
5.能小组展示学习成果，并与他人进行有效的沟通和合作。
建议学时：
6课时
1.画出该车型共轨燃油系统图并简述其工作原理
画出玉柴4F发动机燃油系统图
简述喷油器工作原理
二、请根据您所学习的原理知识，制定出正确的故障诊断流程图。
画出燃油系统故障诊断流程图（故障树）
学习活动四：
任务实施
1.能依照维修手册规范对电控高压共轨系统相关部件进行检查与记录。
2.能准确查找出故障原因，并对故障点进行修复。
3.能通过查阅维修手册和相关资料，完成工作页的填写。
建议学时：
8课时
一、高压共轨系统检修基础知识
1、柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。
它不但能达到较高的、实现和的控制，而且能实现和后喷射，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。
2、填写下图所示传感器或执行器的名称
1
7
13
2
8
14
3
9
15
4
10
16
5
11
17
6
12
（1）图中传感器有，执行器有_（填写序号即可）
（2）找出图中的一处明显错误，请找出并改正
（3）高压共轨管的作用：
一是，二是抑止因而发生的压力动摇。
（4）共轨管上压力限制阀的作用：
确保共轨管中的后不会超压，它采取的是原理。
3、油轨压力传感器通常装置在发动机上的哪个位置？
它的作用是什么？
4、油轨压力传感器（见图16-7）的3个接线端分别是、和。
分别对应线束颜色：
1号线；2号线；3号线。
图16-7
5、油轨压力传感器接插器端引线通/断丈量：
用万用表直流电压时，打开点火开关，丈量传感器1号和3号端子间电压尺度值为5V左右，你在实训中实侧电压值为V，说明该端子到ECU端子间的线路是□正常，□短路。
（√填写）
6、BOSCH共轨系统中如果检测出油轨压力传感器损坏，是更换（）。
A.油轨压力传感器；B.连同共轨管一起更换。
二、油轨压力传感器的初步检查
图示
步调及操纵要求
图16-8
（1）打开点火开关到ON档；
（2）检查发动机故障指示灯应常亮；
（3）启动发动机，打到START档；
（4）观察发动机故障指示灯，若指示灯熄灭，暗示发动机电子控制系统正常；若指示灯亮，则暗示发动机电子控制系统存在故障，应进行下一步检测；
（5）关闭点火开关；
（6）连接发动机故障诊断仪；
（7）再次将点火开关开到ON档；
（8）开启发动机故障诊断仪软件，进行检测操纵；
（表16-2）博世共轨系统
故障代码
故障闪码
故障码解释
P2263
432
轨压控制偏差超出下限
P2263
433
轨压控制偏差超出上限
P0192
P0193
441
轨压传感器信号范围故障（低限/高限）
P0191
442
轨压传感器信号飘移故障
P1011
443
轨压控制偏差故障---轨压正偏差超高
P1012
444
轨压控制偏差故障--轨压正偏差超高
P1018
445
轨压控制偏差故障--轨压泄漏
P1019
451
轨压控制偏差故障—供油量过大
P1013
452
轨压控制偏差故障--轨压负偏差超高
P0087
453
轨压控制偏差故障--轨压超低限
P0088
454
轨压控制偏差故障--轨压超高限
P101A
455
轨压控制偏差故障--轨压下降速率过大
P1014
511
轨压控制偏差故障—voerrun壮态供油量过大
（9）根据故障代码提示信息查找维修资料，并记录相关维诊诊断信息（见表16-2）；
图16-9
（10）关闭点火开关；
（11）断开油轨压力传感器连接器（见图16-9）
（12）打开点火开关，启动发动机；
图16-10
（13）用万用表电压档丈量连接器各端子电压，如图16-10所示。
应知应会：
将万用表调整到（直流、交流）电压档的V量程位置，用红、黑表笔分别接触连接器的正、负极柱丈量。
参考尺度：
电源端子：
5V；信号线端子：
0.5V；搭铁端子：
0V
若电压值符合规定值，则进行A步检测；
若电压值不符合规定值，则进行B步检侧：
若以上检测结果均正常，则进行C步操纵；
A.连接好接插器，在接插器背插大头针，用万用表电压档丈量油轨压力传感器元件的信号端子电压，测得电压值应随发动机转速升高而增大，最高值4.5V。
若符合，则检查接插器连接是否良好，若不符合，则更换油轨压力传感器。
参考数据流状态如表16-3所示。
数据流状态
点火开关NO
怠速
加速1
加速2
燃油系统轨压/MPa
25
轨压传感器输出电压/V
B.断开蓄电池负极，断开ECU接插器，用万用表电阻档丈量1、2、3端子与发动机控制模块（ECM）对应的通/断，若显示断路则检查相应线束的断路。
C.更换发动机控制模块。
1、检测油轨压力传感器的性能（见表16-4）
油轨压力传感器检测记录表
表16-4
检测项目
检测结果
技术尺度
判断结论
教师复查
静态下，油轨压力传感器接插件各端子电压
电源端子：
5V；信号线端子：
0.5V；搭铁端子：
0V
动态下，油轨压力传感器接插件信号端子电压
三、油轨压力传感器的更换（以连同共轨管一起更换为例介绍）
图16-11
（1）断开蓄电池负极电缆（见图16-11）
应知应会：
断开蓄电池负极电缆前，必须先检查点火钥匙是否处于□ON□ACC□LOCK位置（√填写），而且所有电器负载必须关闭，否则可能伤人或损坏车辆。
.
图16-12
（2）裁撤油轨压力传感器连接器（见图16-12）。
图16-13
（4）裁撤高压油管连接接头（见图16-13）
图16-14
（5）裁撤共轨管油管接头（见图16-14）
图16-15
（6）裁撤共轨管固定螺栓（见图16-15）
图16-16
（7）取下共轨管（见图16-16）
提示：
清洁过程中对油管接头做好防护措施。
（8）装置步调与装配步调相反。
四、复检
图16-17
（1）打开点火开关至ON档，观察发动机故障指示灯应常亮。
（2）启动发动机，观察发动机故障指示灯状况，应熄灭。
（3）连接发动机故障诊断仪，进入柴油发动机控制模块。
（4）单击“清除故障码”，然后在读取故障码，系统显示“没有故障码”（见图16-17）。
五、故障原因分析
故障原因是：
判断依据是：
六、拓展问题
1、共轨压力控制是如何实现的？
2、共轨平安阀（限压阀）的压力是多大？
3、共轨到各缸之间要有限流器，为什么？
知识拓展:
在高压共轨系统中，油轨压力传感器（见图16-18）的作用是测定油轨中的燃油压力，并向ECM提供电信号。
目前，直喷式电控柴油机的最高喷油压力已超出150MPa欧IV、欧V尺度电控柴油机的喷油压力在180-200MPa范围。
高压共轨燃油系统中的喷油器油电/液控制，喷油器针阀的开启由ECM控制的电磁阀实现。
所以，油轨压力的高低，决定了喷油压力的高低。
在高压共轨系统中，为了精确控制共轨油压，在高压油泵发生的的高压燃油送入油轨后，由设置在油轨上的油压传感器测定油轨的实际燃油压力，然后向ECM提供反馈信息，由ECM对高压油泵的PCV阀实施反馈控制，通过增减控油量来调节油轨中的油压，使其稳定在目标值范围。
图16—18
共轨系统油轨压力传感器由压力敏感元件（焊接在压力接头上）、带求值电路的电路板和带电气插头的外壳组成。
燃油经过一小孔流向油轨压力传感器，传感器的膜片将小孔的末端封住。
高压燃油经压力室的小孔流向膜片。
膜片上装置有半导体敏感元件，可将压力装换成电信号。
通过导线将发生的电信号传送到一个向ECM提供丈量信号的求值电路。
油轨压力传感器的工作原理是：
当膜片形状变更时，膜片涂层的电阻变更。
当由系统压力引起膜片形状变更（150MPa时的变更量为1mm），促使电阻值改变，并在5V供电的电阻电桥中发生电压变更。
电压力：
0～70mV之间变更（具体数值由压力决定），经求值电路放大到0.5～4.5V。
精确丈量油轨中的压力是共轨系统正常工作要求的需要条件。
油轨压力传感器的丈量精度约为最大值的2%。
当油轨压力传感器失效时，具有应急行驶功能的调压阀以固定的预定值控制油压。
学习活动五：
结果检验
1.能依照维修手册尺度，准确评价车辆维修结果
2.能根据项目的实施情况进行自我评价与反馈
建议学时2学时
学习地点一体化实训室
学习准备
汽车维修手册、汽车使用手册、互联网资源、车辆、举升机、多媒体设备
学习过程
一、请根据车辆检查情况完成下表
步调一
检测项目内容
备注说明
再次启动发动机
确认故障症状
发动机状态：
□运转/□不转
故障灯状态：
□亮/□不亮
故障现象记录：
步调二
检测项目内容
备注说明
故障代码再次读取
故障灯状态：
□亮/□不亮
仪器连接状态：
□正常/□不正常
故障代码记录：
操纵能力考核
学习活动评价表
基本信息
学习任务16—发动机不容易启动故障诊断与排除
姓名
班级
学号
组别
考核方式
分组进行，单人操纵，小组成员与教师介入考评
基本职业能力考评
考评项目
考评尺度
教师和同学评判
分值
得分
社会能力（30分）
教师考评
考勤
是否缺勤
是
否
6
自评、互评、教师评价
团队合作
是否和谐
是
否
4
沟通讨论
是否积极
是
否
4
设备平安
有无损坏
有
无
4
人身平安
有无损伤
有
无
4
生产纪律
是否守纪
是
否
4
现场7S
是否遵循
是
否
4
方法能力（30分）
自评、教师评价
任务工单
是否完整、正确
完整、正确
完整、基本正确
不正确
15
教师评价
回答问题
是否正确
正确
基本正确
不正确
15
专业能力（40分）
教师评价
考评项目
技术要求考评尺度
分值
得分
准备工作
检查举升机是否工作正常，检测仪器是否工作正常，准备需要的拆装工具，酌情评分。
5
检测仪器使用
根据工具选择使用及熟练程度酌情评分。
5
高共轨系统工作原理认识和维修方案的制定是否合理正确
认知、分析错误每处扣2分。
10
高压共轨系统油轨压传感器检测并正确诊断排除故障
装配/装置方法错误每项扣2分，检测方法错误每项扣2分，不按规定技术要求操纵，每处扣2分。
20
总评（注：
造成设备、工具人为损坏或人身伤害的本学习任务计0分）
创作时间：
贰零贰壹年柒月贰叁拾日
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