高压共轨柴油机燃油压力不正常的探讨

2014-04-26

中国新技术新产品 2014年16期

（常州交通技师学院，江苏常州 213016）

高压共轨柴油机燃油压力不正常的探讨

颜华平

（常州交通技师学院，江苏常州 213016）

现代柴油机与汽油机比不仅可以节油15%到30%，而且在温室效应气体排放方面降低了45%。在20世纪90年代以来柴油在车用动力中占据着越来越重要的地位。目前欧美国家有100%重型车、90%轻型车采用了柴油机，欧洲柴油轿车已占轿车年产量的50%以上。现代高压共轨柴油机具有，柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa；独立的喷射压力控制技术；独立的燃油喷射正时控制技术；可变的预喷射控制能力；最小油量的控制能力；快速断油能力；降低驱动扭矩冲击载荷等特点。柴油发动机的管理系统采用自动控制系统，柴油机性能检测、故障诊断与传统的相比就变的复杂和困难。抓住对喷射电控执行器及电控喷射系统多样化的研究。对高压共轨柴油机燃油压力的探讨，设计一套准确简便的检测思路，能够在教学中提高教学质量，在生产实践中提高生产效率，减少误判少走弯路。

高压共轨柴油机；燃油压力

1 引言

现代共轨柴油发动机的燃油供给系统比传统柴油机要复杂的多，特别是高压部分的压力比传统柴油机要高出几十倍。共轨柴油发动机的的燃油压力如果出现故障将直接导致发动机不能正常工作。通过对燃油供给系统的细致研究，以从简到难，由外到内的原则，设计一套检测工艺流程势在必行。

2 共轨柴油发动机的燃油供给系统

共轨柴油发动机的燃油供给系统主要由低压﹑高压﹑回流及电控四部分组成。如图1 燃油供给系统。

2.1 低压部分

低压部分的主要任务是将燃油从油箱输送至高压泵，在输送途中将燃油过滤干净。送至高压泵的燃油保证清洁﹑无空气及满足最大负荷发动机所需的燃油量。

燃油在燃油箱（带有滤网）被输油泵吸出，经加压过的燃油通过低压管道进入燃油滤清器，燃油被过滤后通过低压管道输送到高压油泵。如图1 燃油供给系统浅黄色区域。

2.2 高压部分

高压部分的主要任务是将需要升压的燃油升至230 - 1600 bar的工作压力，将燃油输送至喷嘴。

燃油进入高压泵后被升压。高压燃油通过高压输油管进入高压油轨（高压储存器），燃油通过安装在高压油轨上的高压输油管到达喷嘴。如图1 燃油供给系统深黄色区域。

2.3 回流部分：

回流部分的主要任务是将高压泵﹑高压油轨﹑喷嘴多余的燃油流回油箱。且喷嘴的回流压力保持在10bar，保证喷嘴正常工作。

输送到高压泵的多余的燃油从回油口流出，经低压油管流回油箱。

图1

过高的燃油从高压油轨上的压力限制器流出，经低压油管流回油箱。

从润滑喷嘴流出的燃油，通过压力保持阀，将系统保持10bar压力，大于10bar压力的燃油经低压油管流回油箱。如图1 燃油供给系统浅黄色区域。

流回油箱的燃油需经双金属预热阀。

当燃油的温度低于5℃，膨胀元件就会完全收缩，柱塞在弹簧力的作用下将流回燃油箱的通道封闭。于是回流的暖燃油就被引至燃油滤清器，把滤清器的燃油加热。

当燃油的温度高于35℃，那么预热阀内的膨胀元件就会完全打开，回流的暖燃油直接流进燃油箱。如图2双金属预热阀工作过程。

2.4 电控部分

电控部分的主要任务是通过ECU检测的各种信号，进行计算，通过执行器合理控制高压油轨的压力。

高压油轨的压力是通过高压泵上的燃油计量阀调节，使高压泵满足当前工况所需要的压力。

当燃油计量阀未通电时，只有非常少的燃油进入高压泵的压缩室。

图2

当燃油计量阀被ECU采用脉冲宽度调制信号激活。高压泵的燃油压力随着占空比的改变而改变。

ECU通过高压油轨上的压力传感器感知高压油轨中的压力大小。通过安装在燃油滤清器到高压泵管路中的燃油温度传感器感知燃油的温度。

3 高压共轨柴油机燃油压力建压过程的描述

供油时，燃油由电动燃油泵从油箱中吸出，通过燃油滤清器经机械式齿轮泵送往高压泵。高压泵会产生出所需要的高压喷油压力，并会将这个高压储存到高压油轨中。

图3

4 高压共轨柴油机燃油压力不正常的诊断

高压共轨柴油机因共轨压力非常高，采用直接测量，受到条件有限，一般学校及维修企业无法拥有这些昂贵的检测设备。采用现有的设备，编制合理的工艺，将能达到事半功倍的目的。归纳以上的原理，对燃油压力的的诊断，需完成如下项目：

（1）读故障码

（2）读实际值

（3）低压检测

（4）高压压力实际值

（5）回流压力

为了达到提高维修效率和一次修复率的目的，特设计如图3 故障诊断流程图。

4.1 读故障码

高压共轨柴油机关于燃油压力的故障码不多，查阅维修手册的故障代码表，接合控制单元的电路的分析，其故障范围有：油泵继电器﹑油温传感器﹑燃油计量阀及油压传感器等故障。

如果出现上述元件的故障代码，则说明控制单元已经检测出元件有故障。在检修前必须理解其故障含义，同时验证故障症状与故障内容是否一致。这样维修才有针对性。

在维修过程中，必须将故障码消除后才能做后面的工序。

4.2 读实际值

当控制单元没有故障码，通过分析实际值将能发现故障的蛛丝马迹。关于燃油压力的主要实际值如图4实际值所示。实际油轨压力值反映油轨压力传感器感知油轨内的压力，这一值将油轨内的压力﹑压力传感器﹑压力传感器至ECU的线束及ECU的好坏反映出来。额定油轨压力反映ECU根据发动机实际工况油轨需要达到的压力值。额定油轨压力与实际油轨压力对比，就能反映出压力是否符合要求。通过断开压力传感器的导线，在导线端子上加压模拟压力信号，观察实际油轨压力值的变化情况，就能将故障范围区别开来。随模拟信号正常变化的说明导线ECU没有问题。

4.3 低压检测

低压检测有压力及流量两个项目。

将如图5压力表接入高压泵入口连接处，打开点火开关，控制单元将汽油泵运行几秒，电动燃油泵将燃油充满系统（最大绝对压力. 1.5bar ），我们先观察压力是否达到要求，压力负荷要求后，测试流量，同时观察油管流出的燃油是否夹杂大量气泡。

压力不符合要求，只需对燃油泵进行维修。流量不够，说明系统有节流，查出堵点加以维修。当系统夹杂大量气泡，说明系统有空气，查明漏气部位。