电控柴油机控制系统共轨压力调节阀的检修.docx

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电控柴油机控制系统共轨压力调节阀的检修

电控柴油机控制系统共轨压力调节阀的检修

共轨柴油机主要的执行器有：

共轨压力调节阀和喷油器电磁阀，而国Ⅲ柴油机单体泵系统由于采用了机械式喷油器，因此，执行器只有电控单体泵电磁阀。

一、共轨压力调节阀检修

共轨压力是共轨系统的重要参数之一，目前，国内生产的国Ⅲ共轨柴油机，共轨压力都是可调节的（第一代Bosch共轨系统，共轨压力是固定值，不可调节）。

1.共轨压力调节阀的结构及工作原理

ECU根据加速脚踏板位置传感器、空气流量传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器等的信号，确定高压共轨内的燃油压力（喷油器的供油压力，简称共轨压力或轨压），通过占空比信号（PWM）调节共轨压力调节阀控制共轨压力，并通过共轨压力传感器的反馈信号，ECU实现对共轨内的燃油压力闭环控制。

1）共轨压力调节阀的安装位置

燃油压力调节阀可以根据需要，安装在共轨上或高压油泵上，如图4-47、4-48、4-49所示。

图4-47GW2.8TC柴油机共轨压力调节阀安装在高压油泵上（进油调节）

2）燃油压力调节阀油压调节方式的比较

图4-48D4EA柴油机共轨压力调节阀安装在共轨上（高压调节）

①高压端压力调节参考图4-48、4-49，高压油泵产生的高压油送至共轨，ECU根据相关传感器的信号，确定高压共轨内的燃油压力，通过占空比信号（PWM）调节燃油压力调节阀控制共轨压力，将多余的燃油卸掉，回流到油箱。

该种共轨压力的调节方式，会造成部分燃油的不必要压缩，造成柴油机的功率耗损，燃油温度的提高。

这类共轨压力的调节方式在我国生产的国Ⅲ柴油机已很少采用。

②进油端压力调节输油泵送来的低压油，经过计量，然后送到高压油泵的柱塞，产生高压，再送至共轨。

该种共轨压力的调节方式，避免了燃油的不必要压缩，因此，目前得到广泛的采用。

采用进油端压力调节时，燃油压力调节阀一般称为燃油进油计量（比例）电磁阀。

图4-49依维柯索菲姆8140-43柴油机压力调节阀安装在高压泵上（高压调节）

1-气缸；2-三瓣凸轮；3-带调整垫片的进油阀；4-球形出油阀；4-活塞；

6-泵轴；7-低压燃油；8-高压燃油输出口；9-燃油回油口；10-安全阀（断油）

3）Bosch共轨系统压力调节阀（高压调节）的工作原理

调压阀的作用是根据柴油机的负荷状况调整和保持共轨中的压力。

当共轨压力过高时，调压阀打开，一部分燃油经集油管流回油箱;当共轨压力过低时，调压阀关闭，高压端对低压端密封。

图4-50共轨压力调节阀（常闭式、高压调节）

1-球阀；2-衔铁销；3-电磁线圈；4-弹簧；4-电器接头

BOSCH电控共轨系统中的用于高压调节的压力调压阀（图4-50）有一个固定凸缘，通过该凸缘将其固定在供油泵或者共轨上。

电枢将一钢球压人密封座，使高压端对低压端密封。

为此，一方面弹簧将电枢往下压，另一方面电磁铁对电枢作用一个力。

为进行润滑和散热，整个电枢周围有燃油流过。

调压阀有两个调节回路：

一个是低速电子调节回路，用于调整共轨中可变化的平均压力值；另一个是高速机械液压式调节回路，用以补偿高频压力波动。

3）限压阀的工作原理

在共轨系统的很多方案中，设置了限压阀用来限制共轨系统的最大压力。

限压阀的安装位置如图4-51所示。

图4-51限压阀的安装位置

限压阀的作用相当于安全阀，它的基本作用是限制共轨中的压力。

当共轨中燃油压力过高时，打开放油孔卸压。

共轨内允许的短时间最高压力值与设定值有关。

Bosch电控共轨系统中的限压阀（图4-52），主要由下列构件组成:

外壳（有外螺纹，以便拧装在共轨上）、通往油箱的回油管接头及活塞和弹簧。

图4-52限压阀的工作原理示意图

外壳在通往共轨的连接端有一个小孔，一般工况下，此孔被外壳内部密封面上的锥形活塞头部关闭。

在正常的工作压力下，弹簧将活塞紧压在座面上。

此时，共轨呈关闭状态。

当共轨中的燃油压力超过规定的最大压力时，活塞在高压燃油压力的作用下压缩弹簧，高压燃油从共轨中流出。

燃油经过通道流人活塞中央的孔，然后经集油管流回油箱。

随着阀的开启，燃油从共轨中流出，共轨中的压力降低。

4）进油计量电磁阀（进油端压力调节）

Bosch共轨系统某四缸机的燃油管路布置及进油计量电磁阀如图4-53所示。

（1）Bosch共轨系统进油计量电磁阀的工作原理：

参考图4-54，进油计量比例阀安装在高压油泵的进油位置，用于调整燃油供给量和燃油压力值。

而其调整要求受ECU控制。

进油计量比例阀在控制线圈没有通电时，进油计量比例阀是导通的，可以提供最大流量的燃油。

ECU通过脉冲信号改变高压油泵进油截面积而增大或减小油量。

图4-53Bosch共轨系统的进油计量电磁阀

图4-54进油计量比例电磁阀及工作原理

A--来自输油泵　B--送至高压油泵

1-插座2-电磁阀壳体3-轴承4-带挺杆的枢轴4-带壳体的线圈6-外壳

7-剩余气隙垫片8-磁芯9-O型圈10-柱塞11-弹簧（内部）12-安全元件

（2）进油计量电磁阀的检修

下面以GW2.8TC型柴油机为例，如图4-55所示，进油计量比例电磁阀有2个接线端子，其1＃端子接ECU的A49＃端子（低电位）、2＃端子接ECU的A19＃端子（高电位）。

图4-55GW2.8TC型柴油机的进油计量比例电磁阀与ECU的电路连接

①外线路检查。

参考图4-55，用万用表的电阻挡，分别测量1＃端子与A49＃端子、2＃端子与A19＃端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。

②传感器电阻值测量。

关闭点火开关，拔下进油计量比例电磁阀插头，测量传感器侧1＃与2＃端子间的电阻，20℃情况下，两端子间的电阻值应在3Ω左右。

③听声音判断工作是否异常。

进油计量比例电磁阀在断电时关闭，切断低压油路与高压油路的联系，在通电时则打开。

因此，点火开关ON时，应听到进油计量比例电磁阀发出连续不断的嗡鸣声，且把手放上应能够感到明显震动；

④数据流检测。

用“X-431故障诊断仪”可以读取“油量计量单元供油设定值”、“油量计量单元输出占空比”和“轨压控制器供油预控值”等3个参数的数据流。

Bosch共轨系统进油计量电磁阀的参数如下：

PWM信号频率：

（164-195Hz）；线圈电阻：

2.6-3.15Ω；最大电流：

1.8A

特别说明：

进油计量比例阀有常开型、常闭型两种，检修时应特别注意。

3.进油计量电磁阀失效策略分析

当进油计量电磁阀失效（例如，拔掉其插头）时，柴油机能否打着火，不能一概而定，应视具体机型而考虑，即使采用了同一个电控系统（如Bosch的CRS2.0），有的车型可以打着火，有的车型不能，主要取决于系统的控制策略，下面具体举例说明。

（1）长城GW2.8TC型增压共轨柴油机（Bosch的CRS2.0系统）

当进油计量电磁阀失效时，柴油机无法起动及运行。

当进油计量比例电磁阀失效如卡滞，无法打开，导致高压燃油无法进入油轨，导致出现此类故障现象出现多为燃油中含有杂质造成的，可对进油计量比例阀进行清洗；进油计量比例电磁阀与ECU连接线路断路，导致ECU无法对进油计量比例电磁阀控制，因此，柴油机熄火或无法起动。

说明：

该车采用的进油计量电磁阀为常闭式。

图4-56常开式燃油计量电磁阀的供油特性

（2）玉柴及潍柴国Ⅲ柴油机Bosch共轨系统

玉柴及潍柴国Ⅲ柴油机Bosch共轨系统采用常开式燃油计量电磁阀（缺省状态全开），其共有特性如图4-56所示。

当进油计量电磁阀失效，柴油机可以正常起动及运行（跛行回家-LimpHome）。

当ECU判断进油计量阀驱动失效（如进油计量阀损坏、驱动线路的开路及短路）时，ECU采取系列处理措施如下：

①点亮故障灯；

②产生故障码P0251、P0252、P0253、P0254、P025C、P025D；

③燃油压力超高、限压阀被冲开；（用手分别放在回油管及共轨上，能明显感觉到50°左右的温度差）

④诊断仪显示轨压位于70.0-76.0MPa范围，随转速升高而增大；

⑤限制柴油机转速（1700r/min左右，通过控制喷油量实现），在限制范围内，油门仍然起作用；

⑥关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，回复正常；

⑦如柴油机起动过程已进入（燃油计量电磁阀失效）策略，仍能起动且没有明显感觉。

（3）玉柴国Ⅲ柴油机Delphi共轨系统

当进油计量电磁阀失效时，柴油机无法起动及运行。

当ECU判断进油计量阀驱动失效（如进油计量阀损坏、驱动线路的开路及短路）时，ECU采取系列处理措施：

①停机或无法起动；②产生故障码：

P0251、P0253、P0255。