共轨柴油机范文

共轨柴油机范文（精选9篇）

共轨柴油机 第1篇

(1) 高压共轨柴油机一般设置有预热器, 当柴油机处于低温状态时, 可以打开预热开关, 预热器指示灯亮起, 表示预热器正在工作。经过一段时间预热, 预热指示灯熄灭后, 再启动柴油机。同时, 预热指示灯具有报警功能, 在高压共轨柴油机运转过程中若该灯闪亮, 表示发动机管理系统出现了故障, 应当尽快检修。

(2) 不要使用高压水冲洗高压共轨柴油喷射系统, 因为电子控制单元 (ECU) 、传感器、执行器及其插接器进水后, 往往导致接头锈蚀, 使电子控制系统产生难以查找的“软故障”。

(3) 高压共轨柴油机的电控单元 (ECU) 、传感器和执行器对于蓄电池的存电量特别敏感, 即使蓄电池稍有亏电, 也将影响电子控制系统的正常工作, 因此需要经常保持蓄电池的存电量充足。

(4) 若在高压共轨柴油机上进行焊修, 必须拆开蓄电池的电缆, 脱开ECU的插接器, 最好取下精密的电子控制单元。因为电控单元、传感器、继电器等都是低电压元件, 焊接时产生的过电压极易烧坏上述电子元件。

2. 维护操作

(1) 绝对不允许松开喷油器的接头做“断缸”试验。传统柴油机需要做断缸试验时, 通常是松开某缸喷油器的高压油管接头进行检查, 如果发动机的转速没有变化, 或者故障现象减轻, 说明这个缸的喷油器工作不良。但是这种“断缸”试验方法不能用于电控高压共轨柴油机, 一旦松开共轨柴油机喷油器上的高压油管接头, 柴油机马上就会熄火。这是因为松开任何一只喷油器上的高压油管接头, 将无法建立共轨油压。

(2) 高压共轨柴油机停机至少5min以后, 才能进行下一步检查和操作, 以防高压燃油喷出伤人。

(3) 只有在断电的情况下, 才能进行控制电路导线连接器的拔插。若带电拔插接头, 会引起过高感应电压而损坏电控单元 (ECU) 。

(4) 诊断故障时, 一般先调取故障代码。若存在故障代码, 应当先检查导线侧连接器是否接触良好, 然后清除故障代码。如果故障代码无法清除, 说明柴油机确实存在实质性故障。

(5) 诊断设备与柴油机控制单元插接口的接插应当合适, 不要弄弯插接口的针脚。诊断设备应当与柴油机的机体可靠接地。

(6) 对于装备了喷油正时和喷射率控制系统 (TICS) 的高压油泵, 在检修装车后, 应当排完空气才可以启动柴油机, 否则容易烧坏预行程执行器。

(7) 高压共轨喷油器的电路只能采用数字式示波器 (DSO) 进行检测, 不可用试灯或万用表, 因为高压共轨喷油器的工作电流最大可达80A。此外, 检测高压共轨喷油器的工作状态还可以通过检测各喷油器的回油量来判断, 方法是:将各喷油器的回油管分别引导到量杯中, 然后启动柴油机, 再检查各缸喷油器的回油量, 如果某缸的回油量明显偏多或偏少, 说明该喷油器失常。

3. 保洁措施

(1) 油料运用。

必须使用高品质的柴油和机油。高压共轨柴油机对油品的要求非常高, 要求硫、磷和杂质的含量很低。劣质柴油容易造成喷油器堵塞和异常磨损, 因此需要经常放出柴油机油水分离器中的水和沉淀物, 定期更换或清洗柴油滤清器和机油滤清器。鉴于目前国内柴油的质量难以完全满足高压共轨柴油机的要求, 因此建议使用专用柴油添加剂加入燃油箱, 并定期清洗燃油系统。

(2) 零件清洗。

当发现喷油器、输油管的管口有灰尘时, 应当使用吸尘设备将灰尘吸掉, 不可以使用气泵吹、超声波清洗或者高压水冲洗。

(3) 维修车间。

必须保持维修车间的高度清洁。在维修车间内, 不允许存在污染喷油系统的微粒及纤维, 也不能放置可能污染喷油系统的焊接机、磨削机等设备。进入维修车间的设备必须清洗干净, 避免灰尘积累。

(4) 维修工具。

对拆卸和装配工具, 应当用吸尘设备加以清洁。在拆卸供油系统前, 建议采用吸尘设备将高压共轨零件周围的灰尘清除干净。

(5) 维修人员。

操作人员的衣着应当干净, 不允许携带灰尘以及金属细屑, 不允许穿有绒毛的衣服, 以免污染喷油系统。操作前应当洗手, 操作时绝对禁止抽烟和进食。

4.零件拆装及储运

(1) 在柴油机启动时, 绝对禁止拆卸高压共轨喷油系统。

(2) 拆卸或安装高压油泵的回油管时, 应当沿着轴线用力, 避免弯折。各螺母应当拧紧到规定的力矩, 切勿拧坏。

(3) 在拆卸供油系统后, 即使时间很短, 也应当戴上干净的保护帽, 在重新装配前才能取下保护帽。高压共轨系统的配件应该在使用前才打开包装, 保护帽应该在装配前才拆除。

(4) 拆卸喷油器应当标记缸号, 使喷油器与气缸一一对应。对于博世公司的高压共轨系统, 其喷油器的外表面印有喷油器油量修正代码 (IQA码) , 用于对单个喷油器依据实际工况修正喷油量, 每个喷油器的IQA码各不相同, 并且已经存储在ECU中, 喷油器油量修正代码与各气缸是一一对应的。因此在拆装中, 不能将喷油器与原来对应的气缸混淆。

(5) 高压油泵、喷油器及高压燃油轨道 (即油轨) 只能整体更换, 不可拆卸和更换其中的单个部件, 因为目前的维修工艺和设备水平达不到更换单个零件的要求。喷油器垫圈和高压油管为一次性零件, 每次拆卸后都应当更换。

共轨柴油机 第2篇

(上海海事大学商船学院，上海 201306)

0 引言

船用二冲程高压共轨电控柴油机相对于传统的柴油机具有明显优势:取消传统燃油喷射系统，通过附加共轨产生恒定高压，以电磁阀实现燃油喷射，实现柴油机定时、按人为设定的最佳速率喷油，以及定时、在线操纵柴油机排气阀［1］.因此，船用二冲程高压共轨电控柴油机有取代传统柴油机的趋势，对轮机员的船用二冲程高压共轨电控柴油机操作培训就显得愈加重要.由于具有开发周期短、投入小、可操练实船中不允许的操作等优点，轮机仿真模拟器成为各大院校进行轮机操作的首选.船用二冲程高压共轨电控柴油机的仿真研究凸显其重要性.为此，在轮机模拟器的建设中，要求所开发的船用二冲程高压共轨电控柴油机仿真系统，有较高精度且能够反映实际电控主机的工作参数，以期达到轮机员训练标准.

1 电控柴油机控制仿真

图1 共轨压力与主机负荷的关系

高压共轨喷射系统的燃油轨压、伺服油共轨压力、喷油起始角度及排气阀驱动单元的排气阀启闭时刻的设定值与主机的转速以及负荷相关.图1为燃油共轨压力和伺服油共轨压力与主机负荷的关系曲线［2］.根据曲线，可以建立各设定值与负荷相关表格，读入相应的数据，采取一维或二维插值方法完成不同转速及负荷下设定值的获取.

1.1 燃油共轨喷射系统

高压油泵排出燃油到燃油共轨，在燃油共轨中产生较高的压力，在主机每个工作过程中向气缸中喷油.燃油共轨压力的模型方程［3-4］:

式中:p为燃油共轨的压力，MPa;V为燃油共轨及联通部分容积，m3;E为燃油弹性模量;Qin为流入燃油共轨的燃油体积流量;Qout为流出燃油共轨的燃油体积流量.

燃油喷射控制单元由燃油共轨电磁阀控制燃油喷射控制阀动作，从而实现喷油起始及其喷油量控制.燃油共轨电磁阀依靠瞬间(1～2 ms)的高电流(50～60 A)动作，动作后只运动0.2 mm.轨阀开启后，液压油进入喷射控制阀，控制阀在液压油驱动下动作，控制阀动作方程［5］:

式中:m为阀芯的质量;k为弹簧弹性系数;f为摩擦力，始终与运动方向相反;A为控制活塞截面积;pso为液压伺服油压力;y为控制阀芯位移;δ为黏性阻尼系数.

燃油泵的凸轮有3个凸缘，凸轮每转1圈，高压油泵供油3次.因为泵的出口有中间蓄压器，可以采用平均流量计算.油泵的转速为柴油机转速和齿轮传动比i的乘积.流量控制方式:根据流量偏差，调节流量调节机构的设定位置输出.流量调节机构的设定位置x:0～1.

式中:ne为柴油机转速;Vp为每个泵的额定排量，即流量调节机构最大时每个行程的排量.

将喷嘴的针阀看作一个开关，在燃油压力大于37.5 MPa时开启，小于 32 MPa时关闭［6］.

1.2 液压伺服系统

伺服油共轨压力的模型方程:

式中:p为伺服油共轨压力，MPa;V为伺服油共轨及联通部分容积，m3;E为伺服油弹性模量;Qin为流入伺服油共轨体积流量;Qout为流出伺服油共轨体积流量.

伺服油系统油泵额定排量Vp为0.000048 m3.流入伺服油共轨的体积流量的计算公式:

式中:ne为柴油机转速;x为输出油量百分数.油泵流量采用脉冲宽度调制.一个脉宽调制电流信号作为安装在油泵上的电磁阀输入，用来设定油泵的输出即输入到伺服油共轨里的油量.

共轨压力采用比例积分微分(Proportion Integration Differentiation，PID)控制方法，通过设定压力与模拟计算的实际压力值获取压力偏差，调节油泵输出以控制油轨压力与目标值一致［7］.

排气阀伺服机构的动作过程分为:开启过程、关闭过程、其他过程.由于空气弹簧计算复杂，采用数据拟合［8］.依据拟合数据计算排气阀启闭时所需的伺服油量，用于计算伺服油共轨压力.由于电控高压共轨柴油机的排气阀启闭与柴油机转速无关，可以根据数据拟合排气阀升程的开启或关闭时间.

2 结构设计

仿真系统选用AT90CAN128单片机构成的微控制器，板内集成CAN(Controller Area Net)通信控制器，可用CAN总线与上位机进行数据传输，达到实时仿真的要求［9］.在仿真计算机中运用容易入门的面向对象编程语言VB 6.0进行编程，实现电控柴油机的控制仿真.

2.1 仿真系统的硬件设计

仿真系统由模拟集控室、模拟驾驶室、模拟机旁控制箱以及电控柴油机操纵系统模拟图解屏组成.系统集控室有1台仿真计算机，驾驶室有1台工控机，并有4个C型通用控制器，3个D型通用控制器，其中1个C型通用控制器通过I2C(Inter－Integrated Circuit)通信扩展2个油雾浓度遥测指示面板，图解屏上1个C型通用控制器通过I2C通信扩展2个AO扩展控制器.另有3个车钟和4块带CAN通信的监控面板、10块带CAN通信的仪表.集控室的仿真计算机通过PCI9810 CAN卡与下位机进行数据通信，共有22个CAN节点.驾驶室的工控机则通过RS485转232与C型通用控制器2进行数据通信，且与仿真计算机通过以太网相连，以传输数据.数字量、模拟量输入通过CAN总线采集到仿真计算机的仿真程序，在程序中进行各种逻辑以及仿真模型运算，再将结果通过CAN总线输出到下位机［10］.电控柴油机仿真系统的硬件设计见图2.

图2 电控柴油机仿真系统的硬件设计

2.2 仿真系统的上位机软件设计

船用高压共轨电控柴油机控制仿真系统上位机软件(简称上位机软件)运行于模拟集控室的主机仿真计算机，它是仿真系统的核心，实现主机遥控、主机安保、电子喷射控制、排气阀启闭控制、柴油机模型等仿真功能.［11］软件含多个人机界面窗口:主机遥控界面、共轨压力及喷油时刻监控界面、主机操纵系统动态界面等，实现对主机各参数的仿真计算、显示，如柴油机示功图绘制、打印监

测，主机共轨压力、喷油提前角、排气阀开启及关闭、曲柄转角监测，主机排气温度、指示功率及其油耗率的打印监测［12］.上位机软件采用改进的主机模型，加入燃油喷射时刻及排气阀启闭时刻对燃烧模型的影响.因此，控制模型对主机的影响可较精确地反映在主机仿真模型中.上位机软件总流程见图3.

仿真系统采用1 ms的步长，以四阶龙格库塔法对电控柴油机控制模型的微分方程进行求解，满足电磁阀仿真动作快速性的要求，精度较高.［13］

图3 上位机软件总流程

电控柴油机的控制模型留有主机遥控系统接口.系统在主机遥控仿真模型运行后，进入控制模型，可以模拟船舶上电控柴油机的起动、停车、换向等遥控操作，之后进行主机模型发火做功等计算，计算模拟船舶航速、主机转速、增压器转速等参数.图4是仿真系统主界面，指示燃油刻度值、主控气阀状态、柴油机运行动画、主机转速、盘车机状态等.

图4 仿真系统主界面

3 仿真结果

在集控室手动控制主机时，在120 s内将主机由最低稳定转速15 r/min逐渐加速到额定转速95 r/min，以时间为横坐标，作出燃油共轨压力、伺服油共轨压力等仿真数据的动态变化曲线.动态曲线包括燃油共轨压力、伺服油共轨压力、燃油泵输出百分比、主机燃油喷油刻度、主机功率预估量等数据曲线.

图5和6是主机转速n以及主机预估功率与额定功率百分比P/Pe随时间变化的曲线，可以据此查询各仿真时间相对应的主机转速及功率.

图7是燃油共轨压力以及伺服油共轨压力随时间变化的动态曲线图.从图7可见，在主机逐渐加速的过程中，主机的伺服油共轨压力随负荷增大而增大，并且有一定的超调量，而燃油共轨压力则随着负荷增大先减小再增大.

图7 燃油共轨压力和伺服油共轨压力随时间的变化

图8是燃油共轨压力执行机构输出的百分值以及燃油刻度百分值随时间的变化曲线.燃油共轨压力以燃油共轨压力偏差值进行PID控制，而后调节燃油泵的排量来控制油压.主机转速根据实际转速与设定转速的偏差值进行PID(PI)控制［12］，通过调节燃油刻度控制主机转速.

图8 燃油共轨压力执行机构输出及燃油刻度百分值随时间的变化

综合图5～8可知，随着主机转速的逐渐升高，主机负荷增大，燃油共轨压力首先由70 MPa减少到60 MPa再增大到90 MPa;而伺服油共轨压力则逐渐上升，在微量的超调之后稳定在18 MPa左右(主机达到稳定转速，但主机的负荷仍然小于额定负荷，因此伺服油共轨压力小于20 MPa，燃油共轨压力小于100 MPa).由此，测出的仿真数据曲线与实际中的曲线变化相符，根据计算机仿真技术要求，满足仿真的精度要求［14］.

4 结束语

船用二冲程高压共轨电控柴油机控制仿真系统能实现电控柴油机的实时仿真，已成功运用于教学培训中.该系统的仿真精度较高，充分体现新型柴油机的控制特点.且系统界面美观、培训功能强，为船用二冲程高压共轨电控柴油机的仿真研究打下坚实的基础.

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［13］毋玉芝.四阶龙格-库塔算法的C语言实现［J］.焦作大学学报，2001(1):55-56.

共轨式电控柴油机控制特性分析 第3篇

(1)喷油量控制:电控柴油机喷油量控制功能是指在发动机启动、怠速及正常运转等各种工况下,电控单元ECM根据发动机的转速信号、负荷信号和内存控制模式来确定基本喷油量,再根据冷却液温度、进气温度传感器等对喷油量进行修正。为了获取实际喷油量,还应计算出喷油器电磁阀开启时间,并向执行器发送信号,控制喷油器电磁阀供油开始、供油结束的时间,从而控制喷油量。

(2)喷油正时控制:电控单元ECM根据发动机的凸轮轴位置信号、转速信号和ECM中内存的控制模式来确定基本喷油提前角,再根据反馈信号进行修正。

(3)喷油压力控制:在高压共轨系统中,ECM根据安装在高压共轨上的燃油压力传感器的反馈信号,计算出实际所需要的喷射压力。并将其值与目标压力值进行比较,然后发出指令控制高压油泵中的压力调节阀使高油共轨中的燃油压力实现闭环控制,完成最佳喷油压力控制。

(4)喷油速率控制:电控单元ECM根据发动机运行的需要,可以设置并控制喷油速率。喷油速率分预喷射、主喷射、后喷射等多段喷射。理想的喷油规律要求喷射初期缓慢、喷油速率不要太高,目的是减少在滞燃期内的可燃混合气量,降低初期燃烧速率,以达到降低最高燃烧温度和压力升高率,来抑制氮氧化合物的生成、降低燃烧噪声。采用预喷射是实现初期缓慢燃烧的方法。主喷射发生在喷油中期,在主喷射阶段,采用高喷射压力和高喷油速率可以加快燃烧速度,防止生成微粒和降低热效率,还可以加快可燃混合气的扩散燃烧速度。在喷油后期要求迅速结束喷射,防止在较低的喷油压力和喷油速率下燃油雾化变差,导致燃烧不完全而使HC和微粒物排放增加。后喷射可有效降低排放物。在高压共轨系统进行多次喷射,可使喷油规律得到优化。

(5)进气控制:电控柴油机进气控制主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。进气节流控制是ECM根据柴油机的转速和负荷信号,控制进气管中的节气门开度,以满足不同工况下进气量的大小。可变进气涡流控制也是ECM根据柴油机转速和负荷信号,按ECM内部储存的程序对进气涡流强度进行控制,以满足柴油机在不同工况下对进气涡流强度的要求。可变配气正时控制也是ECM根据柴油机转速和负荷信号、按ECM内部储存的程序对配气正时进行控制,以满足柴油机在不同工况下对配气正时的要求。

(6)增压控制:ECM根据柴油机转速和负荷信号、增压压力信号等,通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度、增压器涡轮废气进口截面大小等,实现对废气涡轮增压器工作状况和增压压力的控制,借以改善柴油机的扭矩特性,提高加速性能,降低排放和噪声。

(7)排放控制:柴油机的排放控制主要是对废气再循环阀(EGR)、选择性催化还原装置(SCR)或微粒捕集器(DPF)进行控制。电控单元ECM根据柴油机转速和负荷信号,对安装的机外净化装置进行控制,以使柴油机排放达欧Ⅲ标准。

(8)巡航控制:安装有巡航控制系统的电控柴油机车辆,当使用巡航控制时,电控柴油机按选定的巡航控制模式运转,电控单元ECM根据车速信号等使柴油车自动维持所设定的车速保持稳定行驶。而当按下解除巡航控制开关时,可使巡航控制自动解除。

(9)故障诊断和失效保护:柴油机电控系统具有故障诊断和失效保护功能。当柴油机电控系统出现故障时,电控单元ECM能识别已出现的故障,使故障指示灯点亮,提醒驾驶员应尽快停车检修。维修人员可以调出相关故障码,进行检修。当电控柴油机出现故障时,失效保护功能起作用,可使柴油机强制切断燃油供给,以免发动机继续运转而受到损坏。

(10)调速器形式转换:通过设在驾驶室内的开关,驾驶员可对ECM的调速器功能进行转换,即可在传统的车用两极调速器和全程调速器之间进行转换。除了通过开关控制外,也可以使用故障诊断服务软件直接对ECM进行调速器的设定。调速器形式的转换只能在零油门位置的时候进行。

(11)发动机保护:发动机保护功能是电控柴油机的标准特性。ECM通过监测下列4个运行参数(冷却液位、冷却液温度、机油压力和进气温度)来决定是否启动发动机保护功能;当ECM监测到上述的一个或几个参数超出一定的范围,会采取降低输出扭矩,降低发动机转速直至强行关闭发动机等措施,以保护发动机。

(12)排气制动:由ECM来控制,当司机打开仪表台上的排气制动开关后,ECM根据一定的条件来决定是否启动排气制动。如发动机转速是否在1 000 rpm以上,油门和离合器踏板的状态等。另外ECM控制的排气制动还可以和巡航控制配合工作,以充分发挥排气制动的功能。例如在巡航状态下,当车速高于设定的巡航车速时,可以启动排气制动,以使车速稳定在设定的巡航车速。

(13)怠速停机:发动机长时间低怠速运转会产生很多不利的影响。比如柴油燃烧不充分,容易在缸内形成积碳;未燃烧的柴油在缸内积聚,进入油底壳稀释机油;另外尾气排放污染也很严重。ECM的怠速关机功能能够监测到发动机长时间低怠速运转状态而没有任何司机指令输入时,ECM将启动怠速关机功能,首先通过黄色警告灯闪烁30 s来警告司机,如果司机在此30 s内依然没有任何的指令输入,发动机将自动停机。

(14)安全回家:因为在油门发生故障时,ECM没有得到油门信号,如果安全回家功能已经启用,此时ECM将根据怠速有效开关的状态来决定是否给油。如果此时司机踩下油门,则ECM将给出一个固定的喷油量,以使发动机可以保证车辆安全行驶回维修厂做维修。

(15)低怠速的调整:发动机低怠速的调整范围一般是600~800 rpm,低怠速可以通过故障诊断服务软件来调整,也可以通过仪表台上的开关来实时进行调整。

(16)保养提醒功能:保养提醒功能就像一个闹钟一样会定时提醒司机做车辆保养,在保养功能提醒设置中,司机可以根据自己的运行工况和用油情况自己设定保养间隔。在保养间隔前的一定时间内,ECM将通过仪表台上的保养指示灯提醒司机及时做车辆保养。

(17)远程油门:远程油门为装在驾驶室以外的、用于控制发动机的油门,大部分电控发动机都提供了安装远程油门的选项。

(18)PTO调速控制:在PTO模式下,发动机工作在一个设定的PTO工作转速下,PTO调速功能保证发动机转速的稳定,而不管负荷如何变化。

高压共轨系统是目前世界上最先进的燃油系统,德国博世(Bosch)公司已经将高压共轨系统发展到第三代,其优点是可以实现高压喷射,最高压力达到200 MPa,并且高压燃油的产生和喷射完全独立,燃油喷射的时刻和数量控制精度高,能够有效地抑制和减少尾气排放物中的有害成分,减少了噪音,满足了更加严格的排放法规。目前,高压共轨系统已广泛应用在载货汽车、客车以及工程机械等柴油发动机上。

参考文献

[1]康明斯发动机有限公司.ISBe系列发动机故障判断和维修手册[Z].2004.

共轨柴油机 第4篇

③活塞与气缸壁的配合间隙过大。

④活塞环对口，或卡死在环槽内失去弹性。

⑤扭曲环或锥形环装反失去刮油性能，反而向燃烧室泵油。

⑥气门油封损坏。

⑦增压器密封圈失效漏油。

⑧曲轴油封漏油。

⑨与曲轴箱结合部的衬垫处渗漏机油。

⑩空气压缩机窜机油。

诊断与处理方法：

①首先应检查缸体曲轴箱结合部和油管接头等处有无机油渗漏痕迹，曲轴前后油 封是否密封。如发现油底壳与曲轴箱的结合面边缘普遍渗油，而油底壳螺钉紧固，衬垫 良好，则说明曲轴箱内压力过高。

②抽出机油尺，若从机油尺孔感觉曲轴箱压力确实过高，则可认为是曲轴箱通风 装置堵塞必须进行疏通处理。

③若检查出曲轴前后油封漏油严重，应及时维修。如果只是渗油，仍可暂时继续 使用待二级保养时一并排除，但使用中应经常注意检查油面高度。

④若在贮气筒放气阀处排污中有很多机油，则说明空气压缩机窜机油。应检查空压机活塞、活塞环与缸壁的磨损是否过甚，并予以修复。

⑤如果发动机的排气冒蓝烟，说明机油被吸入气缸燃烧排出。应该先检查进气管中有无机油，若有机油则说明增压器的密封圈损坏，机油顺轴流入气道，需更换密封圈。 ⑥检查气门油封是否完好，进气门杆与导管的配合间隙是否过大，并给予更换维修。 ⑦若上述检查均良好，再拆下缸盖和油底壳，对气缸、活塞、活塞环进行全面检查测量达到排除故障的目的。

⑧ 检查冷却液中是否有机油，如有，则是缸体或缸盖某处开裂，缸垫油道损坏或机油冷却器损坏，使机油进入冷却液的缘故，应找到相应损坏部位予以维修。[6]

3.10拉缸响

发动机拉缸是指在气缸壁上沿活塞移动方向出现沟纹的现象，它能产生漏气和敲击声使动力性、经济性变差，严重时使活塞卡死在缸内，发动机不能正常工作。气缸被活塞拉伤会使机油窜入燃烧室，积炭过多，燃油漏至油底壳冲淡机油，有时候可从加机油口处观察到有燃油味的油烟和喘气现象。

原因 ：

①使用不规范。新车走合期未按规定操作，甚至使发动机超负荷工作，温度过高，破坏了气缸上的润滑油膜，引起活塞环与气缸壁间熔结拉伤，严重时，使活塞膨胀过大，

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山东交通学院毕业论文

与缸壁咬住位伤。

②保养不规范。未及时清除活塞环上的积炭，使环卡在环槽内失去弹性。

③刮除积炭时，未清除干净，使极硬的积炭颗粒落入缸隙，形成磨料拉伤。 ④维修后装配时，活塞与气缸壁间隙过小，活塞环端隙过小。

⑤活塞环断裂出现刃角，活塞销卡簧脱落，使活塞销窜出拉伤气缸。

⑥机油冷却喷嘴故障，造成散热和润滑不良。

⑦冷起动或低温下猛轰油门，燃油雾化不良，过多燃油进入气缸冲洗缸壁上的油膜拉缸。

⑧连杆变形使活塞在缸内歪斜。

诊断与处理方法：

①发动机运转中，若出现类似敲缸的声音，且响声不随发动机的温度升高而减弱，即可初步断定为拉缸响。

②拆卸气缸盖，检查缸壁的拉伤情况，一般可分为初期、中期和后期三个阶段。一、初期拉缸的发动机响声不很清晰，但有机油窜入燃烧室，使积炭增多。此外，压缩时燃气漏到曲轴箱，使机油变质，且在加大油门或断续加速，从加机油口处及曲轴箱通风管处有油烟窜出。对于初期拉缸，应抽出活塞连杆组检查、清洗并换机油和机油滤芯，清洗油底壳。装复后试车、走合，并使用一段时间后，气缸的密封性会有所改善，但动力性有可能稍差二、中期拉缸的发动机漏气严重，类似敲缸的异响声较为清楚，打开加机油口盖，大量油烟有节奏的冒出，排气管排浓蓝烟，同时怠速不良。当用断油法检查时，异响声减弱。若中期拉缸发生于多缸，用断油法检查时，异响声虽能减弱，但不能消失。 对于中期拉缸若气缸壁的拉痕不深，可用油石磨光，换上同型号、质量的活塞和同规格的活塞环，即可继续使用，异响声也会大大减小。三、后期拉缸有明显的敲缸和窜气声，动力也明显下降。随油门加大响声也随之加重，声音杂乱，发动机出现抖动。严重时会打碎活塞或损坏缸体。对于这种状况必须更换气缸套、活塞和活塞环。

共轨柴油机虚拟标定方法研究 第5篇

共轨柴油机因其可靠性高,耐久性强,热效率突出,功率覆盖面广等优点,在国民经济各个领域得到广泛应用。高压共轨柴油机的标定技术及精度在很大程度上决定了柴油机的性能,即在不同的工况点域需要不同的控制参数,以保证柴油机获得最优的经济性、动力性以及排放性等[1]。因此,柴油机的标定工作已经成为高压共轨柴油机电控系统开发环节中的重要组成部分[2,3]。随着科技的发展和逐步完善,在线标定成为柴油机标定技术的主流[4]。在对高压共轨电控柴油机电控系统的相关参数进行标定时,应用数学原理中的优化理论及方法进行标定过程,在柴油机数学模型的基础上进行参数优化的方法被称作为基于模型的优化标定方法[5]。基于模型及参数优化的柴油机标定方法现在在全球范围内已经得到了一定的应用。我们以某型共轨柴油机为研究对象,以标定不同负载工况下,柴油机的喷油提前角与轨压的最优组合为目标,探求一种基于模型的虚拟标定方法。

1 试验用机相关参数

1.1 柴油机参数

表为试验用某型共轨柴油机基本技术参1数。

1.2 试验点选取

由于整机试验全工况试验点数量较大,我们在研究中采用正交试验方法选取相应的试验点共49组。正交试验设计方法具有如下优点:

a.经过正交试验设计之后,试验中各个因素的不同水平出现的概率是一致的,因此,试验数据具有良好的全局性。

b.试验中各个因素的各水平间所有可能的组合存在的次数是一致的,因此,能够得到较为整齐的试验数据。

2 建立柴油机GT-Power模型

2.1 建立模型

我们基于GT-Power软件平台,依次输入某型共轨柴油机气缸、涡轮增压器、中冷器等主要部件的结构性能参数,建立该型柴油机GT-Power模型。单缸柴油机模型见图。1

2.2 模型验证

为确保建立的314共轨柴油机GT-Power模型满足可靠性和精度的要求,参考文献选取柴油机缸内压力曲线及油耗作为评判指标,将模型计算结果与台架试验结果相对误差≤5%作为评判准则。

如图2、图3所示,在试验数据和模型仿真结果中,缸内压力和油耗的最大误差分别为2.95%和4.02%,满足精度要求,故该模型可靠。

2.3 模型计算

将经过正交试验设计方法筛选的工况输入模型进行计算,得到相应的计算结果。部分结果输出结果见图3、图4。

3 二阶响应曲面代理模型寻优

利用design expert软件,基于某型共轨柴油机GT-Power模型仿真计算数据构造的二阶响应曲面代理模型如下:

式中,Inj为喷油提前角,(°);Pr为轨压,MPa;Ld为柴油机负载,k W。

基于上述二阶曲面代理模型,将共轨柴油机模型仿真计算获取的49组数据导入模型进行寻优计算,得到共轨柴油机额定负载的10%(24k W)、20%(48 k W)、30%(72 k W)、40%(96 k W)、50%(120 k W)、60%(144 k W)、70%(168 k W)下分别对应的喷油提前角和轨压的最优组合,见表2。

对所有的寻优结果进行314共轨柴油机台架试验验证,得到相应的油耗、排放温度及NOx排放结果数据,将上述结果数据与其他工况点的台架试验结果相对比。对比结果见表。3

4 结论

由表3的对比结果可知,经二阶响应曲面代理模型寻优的工况点作为共轨柴油机台架试验的输入。从输出结果看出,当所研究的共轨柴油机在某一确定负载工况下时,寻优得到的喷油提前角和轨压的组合下,油耗较一般工况台架试验输出值有所下降,最大降幅达10.83%,最小降幅为1.74%。氮氧化物排放值均在允许范围内,达到标准要求。排放温度总体低于一般工况下的输出值,在个别工况点略高,但增幅仅为2.25%。因此,基于模型的虚拟标定方法,可在相对于整机台架试验更快速确定共轨柴油机在不同负载工况下,最优的喷油提前角和轨压参数组合,使柴油机的油耗最小,并同时降低NOx的排放及排温。

对比该型共轨柴油机台架试验输出数据和GT-Power模型仿真计算数据的寻优结果可知,在柴油机额定负载的10%~70%对应的喷油提前角和轨压的最优组合是一致的。

摘要：虚拟标定技术是柴油机标定研究的主要方向之一。我们以某型共轨柴油机为研究对象,以标定不同负载工况下,柴油机的喷油提前角与轨压的最优组合为目标,探求一种基于模型的虚拟标定方法。

关键词：共轨柴油机,标定,GT-Power模型,二阶响应曲面模型,寻优

参考文献

[1]庄继晖,谢辉,等.基于模型的电控柴油机自动标定平台的开发[J].汽车工程,2013,35(7):624-628.

新型高压共轨柴油机的合理维护 第6篇

1. 高压共轨柴油机的结构和特点

(1) 高压共轨喷射是一种将燃油压力的产生与燃油喷射过程完全分开的供油方式, 燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出后, 油轨内的燃油压力几乎不变。

(2) 传统柴油机的一大缺陷是喷油压力随发动机转速高低的变化而波动, 而高压共轨柴油喷射系统的燃油压力、喷油过程和喷油持续时间不受柴油机负荷和转速的影响。由于采用了微电脑对油轨内的燃油压力实行精确控制, 高压共轨燃油喷射系统明显减小了供油压力因柴油机转速变化所产生的波动, 喷油量的大小仅取决于油轨内的燃油压力和喷油器电磁阀开启时间的长短。

(3) 喷油定时与喷油计量分别控制, 可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷油起始角。

(4) 采用高压共轨燃油喷射技术有利于提高柴油机的输出功率, 同时改善燃油消耗和废气排放等综合性能。

机手朋友不要认为高压共轨柴油机高深莫测, 随着我国经济实力和科技水平的迅猛发展, 高压共轨柴油机很快就会来到我们身边, 就像手机迅速普及那样。对于普通用户来说, 不要求全部理解高压共轨柴油机的复杂结构及工作原理, 但是应当了解这种新型柴油机的正确使用与维护方法。

2. 日常维护

(1) 高压共轨柴油机一般设置有预热器, 当柴油机处于低温状态时, 可以打开预热开关, 预热器指示灯亮起, 表示预热器正在工作。经过一段时间预热, 预热指示灯熄灭后, 再启动柴油机。同时, 预热指示灯具有报警功能, 在高压共轨柴油机运转过程中若该灯闪亮, 表示发动机管理系统出现了故障, 应当尽快检修。

(2) 不要使用高压水冲洗高压共轨柴油喷射系统, 因为ECU、传感器、执行器及其插接器进水后, 往往导致接头锈蚀, 使电子控制系统产生难以查找的“软故障”。

(3) 高压共轨柴油机的ECU、传感器和执行器对于蓄电池的存电量特别敏感, 即使蓄电池稍有亏电, 也将影响电子控制系统的正常工作, 因此需要经常保持蓄电池的存电量充足。

(4) 若要在高压共轨柴油机上进行焊修, 必须拆开蓄电池的电缆, 脱开ECU的插接器, 最好取下精密的ECU。因为ECU、传感器、继电器等都是低电压元件, 焊接时产生的过电压极易烧坏上述电子元件。

3. 诊断原则

(1) 故障诊断必须严格按照维修工艺进行, 只有经过专业技术培训的维修技师方能从事新型高压共轨柴油机的故障诊断。

(2) 应当遵循制造厂的要求, 使用合适的诊断设备及专用工具进行高压共轨柴油机的检测和诊断。

(3) 在故障诊断之前, 必须详细阅读高压共轨柴油机的使用说明书和操作指南。不能采用传统的方法进行高压共轨柴油机的故障诊断。

(4) 诊断高压共轨柴油机时, 不要随便拔下传感器的插接器, 因为每拔下一次传感器的插接器, 自诊断系统将记录一个故障代码, 即使这种代码是“虚码”, 也会给故障诊断带来麻烦。

(5) 建议采用“逆源诊断法”, 即先分析故障的可能原因, 然后从外围设备开始, 逐步寻找故障所在的部位, 最后检查ECU是否正常。

4. 维护操作

(1) 绝对不允许松开喷油器的接头做“断缸”试验。传统柴油机需要做断缸试验时, 通常是松开某缸喷油器的高压油管接头进行检查, 如果发动机的转速没有变化, 或者故障现象减轻, 说明这个缸的喷油器工作不良。但是这种断缸试验方法不能用于电控高压共轨柴油机, 一旦松开共轨柴油机喷油器上的高压油管接头, 柴油机马上就会熄火。这是因为松开任何一只喷油器上的高压油管接头, 将无法建立共轨油压。

(2) 高压共轨柴油机停机至少5min以后, 才能进行下一步检查和操作, 以防高压燃油喷出伤人。

(3) 只有在断电的情况下, 才能进行控制电路导线连接器的拔插。若带电拔插接头, 会引起过高感应电压而损坏ECU。

(4) 诊断故障时, 一般先调取故障代码。若存在故障代码, 应当先检查导线侧连接器是否接触良好, 然后清除故障代码。如果故障代码无法清除, 说明柴油机确实存在实质性故障。

(5) 诊断设备与柴油机ECU插接口的接插应当合适, 不要弄弯插接口的针脚。诊断设备应当与柴油机的机体可靠接地。

(6) 对于装备了喷油正时和喷射率控制系统 (TICS) 的高压油泵, 在检修装车后, 应当排完空气才可以启动柴油机, 否则容易烧坏预行程执行器。

(7) 高压共轨喷油器的电路只能采用数字式示波器 (DSO) 进行检测, 不可用试灯或万用表, 因为高压共轨喷油器的工作电流最大可达80 A。此外, 检测高压共轨喷油器的工作状态还可以通过检测各喷油器的回油量来判断, 方法是:将各喷油器的回油管分别引导到量杯中, 然后启动柴油机, 再检查各缸喷油器的回油量, 如果某缸的回油量明显偏多或偏少, 说明该喷油器失常。

5. 保洁措施

(1) 油料使用。必须使用高品质的柴油和机油。高压共轨柴油机对油品的要求非常高, 要求硫、磷和杂质的含量很低。劣质柴油容易造成喷油器堵塞和异常磨损, 因此需要经常放出柴油机油水分离器中的水和沉淀物, 定期更换或清洗柴油滤清器和机油滤清器。鉴于目前国内柴油的质量难以完全满足高压共轨柴油机的要求, 因此建议使用专用柴油添加剂加入燃油箱, 并定期清洗燃油系统。

(2) 零件清洗。当发现喷油器、输油管的管口有灰尘时, 应当使用吸尘设备将灰尘吸掉, 不可以使用气泵吹、超声波清洗或者高压水冲洗。

(3) 维修车间。必须保持维修车间的高度清洁。在维修车间内, 不允许存在污染喷油系统的微粒及纤维, 也不能放置可能污染喷油系统的焊接机、磨削机等设备。进入维修车间的设备必须清洗干净, 避免灰尘积累。

(4) 维修工具。对拆卸和装配工具, 应当用吸尘设备加以清洁。在拆卸供油系统前, 建议采用吸尘设备将高压共轨零件周围的灰尘清除干净。

(5) 维修人员。操作人员的衣着应当干净, 不允许携带灰尘以及金属细屑, 不允许穿有绒毛的衣服, 以免污染喷油系统。操作前应当洗手, 操作时绝对禁止抽烟和饮食。

6. 零件拆装及储运

(1) 在柴油机启动时, 绝对禁止拆卸高压共轨喷油系统。

(2) 拆卸或安装高压油泵的回油管时, 应当沿着轴线用力, 避免弯折。各螺母应当拧紧到规定的力矩, 切勿拧坏。

(3) 在拆卸供油系统后, 即使时间很短, 也应当戴上干净的保护帽, 在重新装配前才能取下保护帽。高压共轨系统的配件应该在使用前才打开包装, 保护帽应该在装配前才拆除。

(4) 拆卸喷油器应当标记缸号, 使喷油器与气缸一一对应。对于博世公司的高压共轨系统, 其喷油器的外表面印有喷油器油量修正代码 (IQA码) , 用于对单个喷油器依据实际工况修正喷油量, 每个喷油器的IQA码各不相同, 并且已经存储在ECU中, 喷油器油量修正代码与各气缸是一一对应的。因此在拆装中, 不能将喷油器与原来对应的气缸混淆。

(5) 高压油泵、喷油器及高压燃油轨道 (即油轨) 只能整体更换, 不可拆卸和更换其中的单个部件, 因为目前的维修工艺和设备水平达不到更换单个零件的要求。喷油器垫圈和高压油管为一次性零件, 每次拆卸后都应当更换。

高压共轨柴油机常见故障排查方法 第7篇

1.燃油供给系统原理

日本小松WA500-6型装载机采用SAA6D140E-5型柴油机。该型柴油机燃油供给系统采用日本电装公司的ECD-U2型高压共轨电控燃油喷射系统,简称CRI系统。该系统可对柴油机的喷油定时、喷油持续期、喷油压力、喷油规律进行调节,能使柴油机较好地满足装载机的动力性、经济性和排放性能等要求。

SAA6D140E-5型柴油机所用CRI系统如附图所示,其主要由低压输油泵1、燃油箱2、油水分离器3、燃油滤清器4、高压泵5、溢流阀6、高压油轨7、PCV控制阀8、ECU电控单元9、油压传感器10、限压阀11、高压油管12、电控喷油器13以及各种传感器等组成。

1.低压输油泵2.燃油箱3.油水分离器4.燃油滤清器5.高压泵6.溢流阀7.高压油轨8.PCV控制阀9.ECU电控单元10.油压传感器11.限压阀12.高压油管13.电控喷油器

低压输油泵1用于将燃油箱2中的燃油吸出,从而避免吸油时产生负压,造成吸油阻力。燃油箱2的油箱盖处设置通气孔,燃油箱2的出口处设置油水分离器3,用于将燃油中的水份分离。低压输油泵1的出口设置燃油滤清器4,燃油滤清器4设置旁通阀,当燃油滤清器4堵塞时,燃油可从旁通阀通过。低压油路中设置溢流阀6,用于控制低压油路的压力。

输入高压泵5的燃油经高压泵5加压后,输入高压油轨7。高压泵5出口设置PCV控制阀8,用于控制输入高压油轨7的流量。油压传感器10用于检测高压油轨7的燃油压力,该压力信号传输给ECU电控单元9,经过处理后输至限压阀11,由限压阀11对高压油轨7的燃油压力进行调节。

高压油轨7内的燃油经高压油管12输至电子喷油器13,电子喷油器13将燃油喷入柴油机汽缸。ECU电控单元9根据装载机的运行状态,从预设的数据中选定合适的喷油定时、喷油持续期,便可控制电子喷油器13的喷油量。

2.故障排查

分析认为,装载机出现的突然降速、自动熄火故障,可能由于低压油路、电器系统、限压阀和喷油器故障所致,可以按照以下方法进行排查。

(1)检查低压油路

启动柴油机,在高怠速条件下测量低压供油管路压力,若其低于0.15MPa,则可判定为低压油路故障。此时需检查燃油箱油位是否过低,油箱盖通气孔是否堵塞,油水分离器是否存有大量水分,油水分离器、燃油滤清器及其旁通阀是否堵塞,低压输油泵输油压力是否过低等。

(2)检查电气系统

先检查各连接线束是否完好,再使用ECU电控单元的监控功能检查各传感器输入的信号是否正常。若出现故障代码,可按照故障代码查找相关电气原件的故障。

(3)检查限压阀

在柴油机高怠速状态下,若高压油轨燃油压力超过140MPa时,限压阀应开启泄压;当高压油轨燃油压力低于30MPa时,限压阀应关闭蓄压。如果限压阀不能按照规定的压力开、闭,应将限压阀更换。此外,还应测量限压阀的回油量,若其高于允许最大量(10mL),则可判断为限压阀内部出现泄漏,更换限压阀即可。

(4)检查喷油器

柴油机高压共轨喷射系统的合理维护 第8篇

1 高压共轨柴油喷射系统的特点

(1) 高压共轨喷射是一种将燃油压力的产生与燃油喷射过程完全分开的供油方式, 燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出后, 油轨内燃油压力几乎不变。

(2) 传统柴油机的一大缺陷是喷油压力随发动机转速高低的变化而波动, 而高压共轨柴油喷射系统的燃油压力、喷油过程和喷油持续时间不受柴油机负荷和转速的影响。由于采用了微电脑对油轨内的燃油压力实行精确控制, 高压共轨燃油喷射系统明显减小了供油压力因柴油机转速变化所产生的波动, 喷油量的大小仅取决于油轨内的燃油压力和喷油器电磁阀开启时间的长短。

(3) 喷油定时与喷油计量分别控制, 可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷油起始角。

(4) 采用高压共轨燃油喷射技术有利于提高柴油机的输出功率, 同时改善燃油消耗和废气排放等综合性能。

2 日常维护

(1) 高压共轨柴油机一般设有预热器, 当柴油机处于低温状态时, 可以打开预热开关, 预热器指示灯亮起, 表示预热器正在工作。经过一段时间预热, 预热指示灯熄灭后, 再启动柴油机。同时, 预热指示灯具有报警功能, 在高压共轨柴油机运转过程中若该灯闪亮, 表示发动机管理系统出现了故障, 应当尽快检修。

(2) 不要使用高压水冲洗高压共轨柴油喷射系统, 因为电子控制单元、传感器、执行器及其插接器进水后, 往往导致接头锈蚀, 使电子控制系统产生难以查找的“软故障”。

(3) 高压共轨柴油机的电控单元、传感器和执行器对于蓄电池的存电量特别敏感, 即使蓄电池稍有亏电, 也将影响电子控制系统的正常工作, 因此需要经常保持蓄电池的存电量充足。

(4) 若要在高压共轨柴油机上进行焊修, 必须拆开蓄电池的电缆, 脱开电控单元的插接器, 最好取下精密的电子控制单元。因为电控单元、传感器、继电器等都是低电压元件, 焊接时产生的过电压极易烧坏上述电子元件。

3 故障诊断原则

(1) 故障诊断必须严格按照维修工艺进行, 只有经过专业技术培训的维修技师方能从事新型高压共轨柴油机的故障诊断。

(2) 应当遵循制造厂的要求, 使用合适的诊断设备及专用工具进行检测和诊断。

(3) 在故障诊断之前, 必须详细阅读高压共轨柴油机的使用说明书和操作指南。不能采用传统的方法进行高压共轨柴油喷射系统的故障诊断。

(4) 诊断故障时, 不要随便拔下传感器的插接器, 因为每拔下一次传感器的插接器, 自诊断系统将记录一个故障代码, 即使这种代码是“虚码”, 也会给故障诊断带来麻烦。

(5) 建议采用“逆源诊断法”, 即先分析故障的可能原因, 然后从外围设备开始, 逐步寻找故障所在部位, 最后检查电控单元是否正常。

4 维护操作

(1) 绝对不允许松开喷油器接头做“断缸”试验。传统柴油机需要做断缸试验时, 通常是松开某缸喷油器高压油管接头进行检查, 如果发动机转速没有变化, 或者故障现象减轻, 说明这个缸的喷油器工作不良。但是这种“断缸”试验方法不能用于电控高压共轨柴油机, 一旦松开共轨柴油机喷油器上的高压油管接头, 柴油机马上就会熄火。这是因为松开任何一只喷油器上的高压油管接头, 就无法建立共轨油压。

(2) 高压共轨柴油机停机至少5min以后, 才能进行下一步检查和操作, 否则高压燃油可能喷出伤人。

(3) 只有在断电的情况下, 才能进行控制电路导线连接器的拔插。若带电拔插接头, 会引起过高感应电压而损坏电控单元。

(4) 诊断故障时, 一般先调取故障代码。若存在故障代码, 应当先检查导线侧连接器是否接触良好, 然后清除故障代码。如果故障代码无法清除, 说明柴油机确实存在实质性故障。

(5) 诊断设备与柴油机控制单元插接口的接插应当合适, 不要弄弯插接口的针脚。诊断设备应当与柴油机机体可靠接地。

(6) 对于装备了喷油正时和喷射率控制系统 (TICS) 的高压油泵, 在检修装车后, 应当排完空气才可以启动柴油机, 否则容易烧坏预行程执行器。

(7) 高压共轨喷油器的电路只能采用数字式示波器 (DSO) 进行检测, 不可用试灯或万用表, 因为高压共轨喷油器的工作电流最大可达80 A。此外, 检测高压共轨喷油器的工作状态还可以通过检测各喷油器的回油量来判断, 即将各喷油器的回油管分别引导到量杯中, 然后启动柴油机, 再检查各缸喷油器的回油量, 如果某缸的回油量明显偏多或偏少, 说明该喷油器失常。

5 保洁措施

(1) 必须使用高品质的柴油和机油。高压共轨柴油机对油品的要求非常高, 要求硫、磷和杂质的含量很低。劣质柴油容易造成喷油器堵塞和异常磨损, 因此需要经常放出柴油机油水分离器中的水和沉淀物, 定期更换或清洗柴油滤清器和机油滤清器。当柴油质量难以完全满足高压共轨柴油机的要求时, 建议使用专用柴油添加剂加入燃油箱, 并定期清洗燃油系统。

(2) 当发现喷油器、输油管管口有灰尘时, 应当使用吸尘设备将灰尘吸掉, 不可以使用气泵吹、超声波清洗或者高压水冲洗。

(3) 必须保持维修车间高度清洁。在维修车间内, 不允许存在污染喷油系统的微粒及纤维, 也不能放置可能污染喷油系统的焊接机、磨削机等设备。进入维修车间的设备必须清洗干净, 避免灰尘积累。

(4) 拆卸和装配工具应当用吸尘设备加以清洁。在拆卸供油系统前, 建议采用吸尘设备将高压共轨零件周围的灰尘清除干净。

(5) 操作人员的衣着应当干净, 不允许携带灰尘以及金属细屑, 不允许穿有绒毛的衣服, 以免污染喷油系统。操作前应当洗手, 操作时绝对禁止抽烟和饮食。

6 零件拆装及储运

(1) 柴油机启动时, 绝对禁止拆卸高压共轨喷油系统。

(2) 拆卸或安装高压油泵回油管时, 应当沿着轴线用力, 避免弯折。各螺母应当拧紧到规定的力矩, 切勿拧坏。

(3) 在拆卸供油系统后, 即使时间很短, 暴露的管口也应当戴上干净的保护帽, 在重新装配前才能取下保护帽。高压共轨系统的配件应该在使用前才打开包装, 配件上的保护帽应该在装配前才拆除。

(4) 拆卸喷油器应当标记缸号, 使喷油器与气缸一一对应。对于博世公司的高压共轨系统, 其喷油器外表面印有喷油器油量修正代码 (IQA码) , 用于对单个喷油器依据实际工况修正喷油量, 每个喷油器的修正代码各不相同, 并且已经存储在电控单元中, 喷油器油量修正代码与各气缸是一一对应的。因此在拆装中, 不能将喷油器与气缸的对应关系弄混。

(5) 高压油泵、喷油器及高压燃油轨道 (即油轨) 只能整体更换, 不可拆卸和更换其中的单个部件, 因为目前的维修工艺和设备水平达不到更换单个零件的要求。喷油器垫圈和高压油管为一次性零件, 每次拆卸后都应当更换。

共轨柴油机 第9篇

a.共轨系统中的喷油压力可调, 可根据不同工况需要确定所需的最佳喷射压力, 从而优化柴油机性能。

b.可独立地控制喷油时刻, 配合较高的喷射压力 (120MPa~200MPa) , 可同时控制NOx和微粒 (PM) 在较理想的数值内, 以满足排放要求。

c.能够控制喷油速率变化, 实现理想喷油规律, 容易实现喷油器预喷射和多次喷射, 既可降低排气中NOx的含量, 又能保证柴油机的动力性和经济性。

d.由电磁阀控制喷油, 其控制精度较高, 高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象, 因此在柴油机运转范围内, 循环喷油量变动小, 各缸供油不均匀现象得到改善, 从而减轻柴油机的振动和满足排放要求。

由于高压共轨系统具有以上的优点, 现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有:意大利的FIAT集团的unijet系统、德国BOSCH公司的CR系统、英国的DELPHI DIESEL SYSTEMS公司的LDCR系统、日本电装公司的ECD-U2系统等。

高压共轨柴油机不能采用传统的方法进行故障诊断。在诊断故障之前, 必须详细阅读高压共轨柴油机的维修手册和操作指南, 严格按照维修步骤工艺执行, 否则可能在操作过程中, 由于共轨管内的高压油喷出造成人身安全事故。只有经过专业技术培训的维修技师才能从事新型高压共轨柴油机的维修。现以工程机械中常用的日本电装公司的ECD-U2燃油共轨供给系统为例, 结合自身经验介绍其常见故障的排查方法。

ECD-U2燃油共轨供给系统如图1所示, 其主要由低压输油泵、燃油箱、油水分离器、燃油滤清器、高压泵、溢流阀、高压油轨、PCV控制阀、ECU电控单元、限压阀、油压传感器、高压油管、共轨喷油器以及各种传感器等组成。

燃油箱的油箱盖处设置通气孔, 从而避免吸油时产生负压, 造成吸油阻力以至燃油流动不畅。燃油箱的出口处设置油水分离器, 用于将燃油中的水分分离出来, 低压输油泵将燃油箱中的燃油吸出, 燃油经低压输油泵的出口至燃油滤清器, 经过燃油滤清器过滤的燃油至高压油泵部位, 在燃油滤清器中设置旁通阀, 当燃油滤清器堵塞时, 燃油可不经燃油滤清器从旁通阀流出。在低压油路中设置有溢流阀, 用于控制低压油路的压力。输入高压泵的燃油经高压泵加压后, 输入高压油轨高压泵出口设置PCV控制阀, 用于控制输入高压油轨的流量, 油压传感器用于检测高压油轨的燃油压力, 该压力信号传输给ECU电控单元, 经过处理后输至限压阀, 由限压阀对高压油轨的燃油压力进行调节。高压油轨内的燃油经高压油管输至共轨喷油器, 共轨喷油器将燃油喷入柴油机气缸。ECU电控单元根据发动机的运行状态, 从预设的数据中选定合适的喷油定时、喷油持续期, 便可控制电子喷油器的喷油量。

1-低压输油泵2-燃油箱3-油水分离器4-燃油滤清器5-高压泵6-溢流阀7-高压油轨8-PCV控制阀9-ECU电控单元10-油压传感器11-限压阀12-高压油管13-共轨喷油器

经分析认为, 共轨发动机常出现的突然降速或自动熄火故障, 可能由于电器系统、低压油路、限压阀和喷油器故障所致, 可以采用逐步诊断法, 即先分析故障的可能原因, 然后从容易拆装的便于检查的外围设备开始, 逐步寻找故障所在的部位, 最后才检查电控单元 (ECU) 是否正常。

1. 电气系统故障

首先通过故障解码器读取故障信息。对于大多数共轨柴油发动机, 如果曲轴转速传感器损坏, 发动机将无法起动。但是康明斯电控高压共轨柴油发动机上有两个曲轴转速传感器, 一个安装在飞轮壳上, 用于测量曲轴的转速和活塞的上止点。另一个安装在高压油泵上, 用于测量油泵凸轮轴的相位。其中任何一个转速传感器损坏, 柴油机都能够起动, 只有这两个转速传感器同时损坏, 柴油机才无法起动。如果位于飞轮壳上的转速传感器损坏, 可以将它的插接器拔下, 利用高压油泵上的转速传感器来判断正时。若出现故障代码, 可按照故障代码查找相关电气元件的故障。通常情况下电气元件很少损坏, 只是连接松脱所至。个人建议在找不到故障点的情况下可以把所有插接器都重新的插拔一次。

2. 低压油路故障

检验时发动机无故障码, 用起动机多次带动发动机运转均无法起动, 可在起动机运转条件下测量低压供油管路压力, 若其低于0.15MPa, 则低压油路有故障。现场排放低压部分油路空气, 可以顺利起动, 但着火后很快熄火或熄火约5min左右后再次起动困难, 可怀疑低压油路密封不严。一般情况下为燃油箱至低压输油泵之间有泄漏, 导致低压油路进入空气, 直接导致轨压难以建立。此时需检查燃油箱油位是否过低, 油箱盖通气孔是否堵塞, 油水分离器是否存有大量水份, 油水分离器、燃油滤清器及其旁通阀是否堵塞, 油管是否弯折, 低压输油泵输油压力是否过低等。

3. 检查限压阀的故障

在柴油机高怠速状态下, 若高压油轨燃油压力超过140MPa时, 限压阀应开启泄压保护系统不至受损, 当高压油轨燃油压力低于30MPa时, 限压阀应关闭以提高系统压力。如果测量共轨油压时, 压力不在规定范围内, 可能是限压阀不能按照规定的压力开闭, 应将限压阀更换。此外, 还应测量限压阀的回油量, 若其高于允许最大值 (10m L) , 则可判断为限压阀内部出现泄漏, 更换限压阀即可排除故障。

4. 检查喷油器故障

在额定转速下检测喷油器回油量, 若其超过正常工作极限值 (960~1200m L) , 则可判断为喷油器内部电磁阀芯或喷油嘴针阀等运动部件出现卡滞。上述部件卡滞后, 导致回油量异常增大, 高压油经喷油器溢流孔处回流至油箱, 便引起柴油机熄火, 此时更换喷油器即可。拆卸高压共轨系统的喷油器时, 应当标记其所在的气缸号, 安装时必须“对号入座”, 使喷油器与气缸逐个对应, 千万不能将喷油器与原来所在的气缸混淆。不允许松开喷油器的接头做“断缸”试验。传统柴油机做断缸试验时, 通常是松开某缸喷油器的高压油管接头, 如果发动机的转速没有变化, 说明这个缸的喷油器工作不良。但是这种“断缸”试验不能用于电控高压共轨柴油机, 一旦松开共轨柴油机喷油器上的高压油管接头, 共轨柴油机马上就会熄火。这是因为松开任何一只喷油器上的高压油管接头, 将无法建立共轨高压油压。必要时, 可以松开喷油器的回油管接头, 通过回油的情况进行判断。作法是将各喷油器的回油管拆下后, 单独放入到一个量杯中, 起动发动机, 喷油器回油管流出的油将被引导到量杯内, 通过比对各量杯中的油量差, 能够快速确定有问题的喷油器。如果某缸的回油量明显偏多或偏少, 说明该喷油器偶件卡滞或泄漏量过大。

注意:喷油器的密封圈为一次性零件, 拆卸后不能继续使用。

5. 高压油路故障

发动机起动后, 运转5min左右就自动熄火。现场检测, 无任何闪码。初步分析, 属于油路问题。经过排查, 排除低压油路空气后, 仍无法起动。可怀疑是高压油路进了空气。松开油泵端的2个高压油管接口, 用起动机带动, 若发现无燃油排出, 可确认应该是高压泵内进空气。折住回油管, 再次用起动机带动排气, 经过几次带动后, 燃油就可从接口端流出。连接油管接头, 起动正常。

注意:高压油路的排气, 有时候单靠起动机运转带动管路排气, 并不容易排除。可通过弯折喷油器回油管, 然后再运转起动机, 就比较容易排净高压油路的空气, 一般起动运转2~3次后就可以排除。