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。