电控柴油发动机论文.doc

1. 柴油发动机的概述 1.1电控柴油发动机的发展史 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧，可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日益严格的排放控制标准(如欧洲、标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 1.2电控柴油发动机的工作原理 柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。 普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。 共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：1 喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。 2可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。 3 能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。 相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30%），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距 要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服，现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机。 1.3电控柴油发动机的优点 笨重、噪音大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，加上柴油机的构造比较复杂，不少人对柴油机缺乏了解，尤其对现代先进的柴油机缺乏了解，因此柴油机汽车在一些城市成了“被限制的对象”，受到种种歧视。其实经过多年的研究和新技术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代先进的车用柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍，奔驰、大众、宝马、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有采用柴油发动机的车型。 柴油机电子控制技术的目的：优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放，使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况，防止可能发生的 危险运行状况，延长零件的使用寿命。从本质上说，电控技术并未改变柴油机的工作过程及燃烧、排放的机制与规律、但是它却从下述三方面极大地影响了柴油机的性能、使用和发展。柴油机电子控制技术的优点如下： 具有多功能的自动调节性能。工程机械用柴油机的运转工况是多变的，而且对油耗、排放和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正好可以实现多功能的自动调节，从而保证柴油机动力性、燃料使用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。 减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性。对于现代高速柴油机而言，由于驱动喷油泵的扭矩较大，要设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂，而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自动调节问题，不仅可以容易地解决上述难题，而且提高了柴油机的紧凑性。 部件安装连接方便，提高了维修性。采用自动控制系统，相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系统)，安装部位免受空间位置的约束，连接简便，有利于柴油机日常维护及修理。 扩展了故障诊断、联络等功能。采用自动控制系统，可方便地与微型计算机相连，很容易实现柴油机性能检测与故障诊断功能，柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解，便于科学管理和使用。 使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配。随着工程机械制造技术高速发展，为了提高自行式工程机械的作业效能，采用了电喷柴油机，电控自动变速器等自动控制装置，使自行式工程机械在作业时，能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传递，柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配，充分发挥工程 机械作业效能。2、电控柴油发动机故障检查与排除的基本方法 2.1. 电控发动机故障诊断的基本原则 电控发动机的电子控制系统是一个精密而复杂的系统，其故障的诊断也较为困难。而造成电控发动机不工作或工作不正常的原因可能是电子控制系统，也有可能是电子控制系统外其他部分的问题，故障检查的难易程度也不一样。如果我们能够遵循故障诊断的一些基本原则，就可以用较为简单的方法准确而迅速地找出故障所在。电控发动机故障诊断排除的基本原则可概括为以下几点。1. 先外后内 在发动机出现故障时，先对电子控制系统以外的可能发生故障的部位予以检查。这样可避免本来是一个与电子控制系统无关的故障，却对系统的传感器、控制器、执行器及线路等进行复杂且又费时费力的检查，结果真正的故障可能较容易找到却因为复杂化的检查而未能找到。2.先简后繁 发生故障时，能以简单方法检查的部位应先予以检查。比如直观诊断最为简单，我们可以用看、摸、听等检查方法将一些较为显露的故障迅速地找出来。 直观诊断未找出故障原因的，需借助于仪器仪表或其他专用工具来进行诊断时，也应对较容易检查的先予以检查。3.先熟后生 由于结构和使用环境等原因，发动机的某一故障现象往往是以某些总成或部件出现故障最为常见，应先对这些常见故障部位进行检查。若未找出故障原因，再对其他不常见的可能发生故障的部位予以检查。这样做，可以迅速地找到故障原因，省时省力。 4.代码优先 电子控制系统一般都有故障自诊断功能。当电控发动机运行时，故障自诊断系统监测到故障后，以代码的形式将该故障储存到ECU的存储器内，同时通过“检测发动机”等警告灯向驾驶员报警。这时可人工或仪器读取故障码，并检查和排除故障码所指的故障部位。待故障代码所指的故障消除后，如果发动机故障现象还未消除，或者开始就无故障代码输出，则再对发动机可能的机械故障部位进行检查。5.先思后行 对发动机的故障现象先进行故障分析，了解可能的故障原因有哪些，然后再进行故障检查。这样可避免故障检查的盲目性：既不会对与故障现象无关的部位作无效的检查，又可避免对一些有关部位漏检而不能迅速排除故障。6.先备后用 电子控制系统的一些部件性能好坏，电气线路正常与否，常以其电压或电阻等参数来判断。如果没有这些数据资料，系统的故障检查将会很困难，往往只能采取新件替换的方法，这些方法有时会造成维修费用猛增且费工费时。因此在检修该型车辆时，应准备好维修车型的有关检修数据资料。除了从维修手册、专业书刊上收集整理这些检修数据资料外，另一个有效的途径是利用无故障车辆对其系统的有关参数进行测量，并记录下来，作为日后检修同类型车辆的检测比较参数。如果平时注意做好这项工作，会给系统的故障检查带来方便。2.2. 电控发动机故障诊断的基本方法 电控发动机故障诊断按其诊断的深度可分为初步诊断和深入诊断。初步诊断是根据故障的现象，判断出故障产生原因的大致范围。深入诊断是根据初步诊断的结果对故障原因进行分析、查找，直到找出产生故障的具体部位。 电控发动机故障诊断按所采用的手段，可分为：直观诊断、利用自诊断系统诊断、简单仪表诊断和专用诊断仪器诊断等。1.直观诊断 直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。 直观诊断方法根据诊断者的经验和对诊断车辆的熟悉程度，在运用的范围上有极大的差别。经验丰富的诊断专家，可以利用直观诊断方法诊断发动机可能出现的绝大多数故障，包括对确定故障性质的初步诊断和确定具体故障原因的深入诊断。因此，可以看出，利用丰富的经验处理电控发动机的问题优为重要直观诊断的主要内容有：(1)看：即目测检查，其目的是了解电控发动机的电控系统类型、车型，在进入更为细致的测试和诊断之前，能消除一些一般性的故障原因。 看车型和电控系统类型。因为不同公司、不同型号的汽车，电控燃油喷射系统的形式有所不同，其故障诊断方法也不同； 检查电控系统线束和连接器的连接状况； 检查每个传感器和执行器有无明显的损伤； 运转发动机，根据运转状态检查发动机的相关现象。(2)问：详细了解故障出现时的情形、条件、如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。(3)听：主要是听发动机工作时的声音：有无爆震、有无敲缸、有无转速或功率下降异常等等。(4)试：根据前述检查，有针对性地试车，以便进一步确定故障。2.利用随车自诊断系统诊断 随车故障自诊断可以对系统的故障进行自诊断，在电控发动机故障诊断中是一种简便快捷的诊断方法，但是其诊断的范围和深度远远满足不了实际使用中对故障诊断的要求，常常出现发动机运行不正常而故障产生的原因可能与发动机电控系统无关，另一方面则是由于随车自诊断功能的局限性所造成的，不可能设计出一种自诊断系统对其所有可能产生的故障部位进行诊断。因此，以直观诊断方法为主进行检查和判断的工作在任何时候对任何系统来说，都是不可替代的。 随车自诊断系统通常只能提供与电控系统有关的电气装置或线路故障，一般只能做出初步诊断结论，具体故障原因，还需要通过直接诊断和简单仪器进行深入诊断。3.利用简单仪表诊断 利用简单仪表诊断，就是利用以万用表和示波器为主的通用仪表，对电控发动机故障进行诊断的方法。 这种诊断方法的特点是：诊断方法简单、设备费用低，主要用于对电控系统和电气装置的诊断。因此，这种诊断方法可用于对故障进行深入诊断。其缺点是：对操作者的要求较高，在利用简单仪表诊断时，操作者必须对系统的结构和线路连接情况有相当详细的了解，才可能取得满意的诊断效果。4.利用专用诊断仪诊断 采用专用诊断仪可大大提高对电子控制系统的诊断效率。因此，电脑故障诊断仪一般适用于服务站作为专业化的故障诊断。可为准确判断故障提供有利的依据。 2.3. 电控发动机故障诊断的基本流程 (1)通过向车主或有关人员的交谈，详细了解故障的产生、发展的全过程，以及过去的故障状况、检修状况和车况等，从而为诊断提供线索，为进一步检查提出方向。 (2)直观诊断。(3)人工或仪器读取并验证故障码，查清故障码表示的故障是否存在，即是否故障已排除，而其故障码仍未清除。 (4)若无故障码，对有明显故障征兆的，可用诊断仪、示波器、万用表等读取有关发动机数据，进行数值、波形分析；并依据分析结果，检查有关部件，视需要进行维修或更换。若无明显故障征兆，则采用症状模拟方法对故障进行分析，以进一步检查故障的原因。 (5)若有故障码，则根据故障码的内容检查并排除故障。 (6)重新起动发动机，验证故障是否已排除。若故障未排除，则继续检查故障原因。3.电控柴油发动机的常见的故障 3.1.电控发动机不能启动及启动困难 柴油发动机能正常起动必须具备四个要素：足够的喷油压力与喷油量；足量的空气量；正确的喷油时刻；正常的气缸压缩压力。如果某一工作要素异常便会引起发动机不能起动或起动困难。导致电控柴油发动机起动故障因素较多，有起动系、燃油喷射系统和发动机机械故障等。发动机机械故障应在排除了燃油喷射系统和电控燃油喷射系统的故障后再作进一步的检查。起动故障一般表现为不能起动(无初始燃烧)和起动困难。其检查与排除方法如下： (1)检查有无故障码，若有，应按故障码内容进行检查。 (2)检查起动时，发动机能否转动： 当起动时，起动机不转，应按起动系统故障原因进行检查。首先检查蓄电池存电情况和极柱连接与接触情况；如果正常，则检查起动线路、熔断器及点火开关。如果起动时，起动机能转动而发动机不能转动时，为起动机与发动机啮合部分故障。 当起动时，发动机转速正常，而就是发动机不起动，应对燃油喷射系统及进气系统分别进行检查。对于采用电控燃油喷射式发动机，其起动时不需踩加速踏板。如果起动时将加速踏板全踩下或反复踩加速踏板以求增加供油量往往会使发动机转速瞬时增高，从而导致发动机产生燃油消耗量增加的现象。(3)脱开油门踏板线束，如此时发动机可以进入怠速运转，则说明故障为油门踏板出现了故障。 (4)外观检查：检查进气管路有无漏气。 (5)油路检查：检查油管的连接状态，进空气的现象及燃油的品质。 (6)线束检查：线束连接状态是否有松动现象或插接不牢固的现象。 (7)传感器的检查：检查传感器是否失效、线路松动或断裂及曲轴与凸轮轴的同步信号。 (8)检查喷油器有无控制信号：若无控制信号，应检查熔断器、线路和ECU；若有控制信号，则应检查喷油器的喷雾情况是否正常。3.2.动力不足、加速不良 发动机动力不足是指发动机在无负荷时（如怠速时）运转基本正常，但有负荷运转时，加速缓慢，上坡无力，即使将加速踏板踩到底，仍感觉动力不足。发动机加速不良是指踩下加速踏板后，发动机转速缺乏及时的响应，有迟滞现象或加速轻微。 发动机动力不足、加速不良一般是由燃油压力过低、喷油器喷油不良、点火高压低或能量小、点火正时不正确、气缸压缩压力低及排气管堵塞等原因造成。常可以按以下方法检查确定具体的故障原因： (1)将加速踏板踩到底，检查节气门能否全开。如果不能完全打开，调整节气门拉索或踏板。 (2) 检查进气系统是否堵塞或漏气。如果进气系统堵塞或漏气，必然影响发动机的充气效率，造成发动机动力和加速性能下降。具体应该检查空气滤清器、进气管道及各种真空软管有无堵塞或漏气。 (3) 检查排气系统是否堵塞。排气系统的背压一般控制在2.5个大气压以内，如果由于排气管堵塞而造成排气系统的背压过大，必然造成气缸内残余的废气含量增大，从而造成混合气的燃烧速度下降，气缸的有效压力降低。造成排气系统背压增大的原因主要有排气管堵塞、排气消音器变形或三元催化转换器等，应检查这些部件。 (4) 检查燃油系统供油是否正常。 查燃油系统的压力。如果燃油系统的压力不正常，特别是燃油系统压力过低时，在单位时间内喷油器的喷油量就会减小，从而造成混合气过稀，发动机的动力性将大大下降，造成发动机动力不足、加速不良。 检查喷油器的运行情况。如果喷油器的孔径因为积炭堵塞或者磨损而发生变化，那在燃油系统压力和喷油脉冲宽度不变的情况下，喷油器的实际喷油量将减小，导致发动机动力不足。此外，若喷油雾化不好，将影响混合气的燃烧质量，导致发动机动力不足或加速不良。 如果汽油质量不好或进入杂质，燃烧后输出的功率将比较小，造成发动机加速不良或者动力不足。 (5) 检查点火系统、点火部件工作以及点火正时是否正常。火花塞的点火能量和点火提前角的大小对发动机性能的发挥特别关键，如果点火能量下降、点火正时过晚，将使发动机的有效压力减小，输出功率下降、加速时反应迟缓。具体应该检查点火正时是否正确、火花塞型号是否正确、火花塞间隙是否合适、火花塞高压线电阻是否在规定范围、点火线圈电阻是否正确、蓄电池电压是否合适或蓄电池接线柱是否有虚接或氧化等。如果点火正时过晚，还应该检查曲轴位置传感器、空气流量传感器、爆震传感器、发动机冷却液温度传感器以及发动机控制模块等是否有问题。如果发现问题则维修或更换相应部件。 (6) 检查废气再循环系统的操作是否正常。如果在发动机加速或者大负荷运行过程中，废气再循环控制系统还处于流通状态，将造成气缸内废气的含量过大、新鲜混合气的含量减小，混合气的燃烧速度减小，发动机的动力下降、加速迟。 (7) 检查气缸压力。在压缩行程终了时，气缸内的压力对混合气的燃烧质量影响很大。如果压缩终了时气缸内的压力小，混合气的燃烧速度就低，发动机的有效功率就越小，越不利于发动机动力性能的发挥，造成发动机动力不足，加速不良。造成气缸压缩压力下降的原因有气缸和活塞之间的间隙过大、气缸垫的密封性下降、气门漏气、配气相位失准、进气阻力过大等。 (8)检查发动机的凸轮轴、缸盖、活塞等机械部件。发动机的凸轮轴主要控制配气相位并带动凸轮轴位置传感器的信号盘转动，以便正确反应凸轮轴的旋转角度。如果在凸轮轴安装过程中错位、或者凸轮轴驱动轮和凸轮轴之间松旷，将造成配气相位失准，影响发动机性能的发挥。3.3. 发动机减速或自动熄火。3.3.1故障现象故障现象:发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火，而再起动并没有多大困难的现象。3.3.2常见故障原因 进气管路真空泄漏；怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳；燃油压力不稳定，例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良，或燃油泵滤网堵塞等；废气再循环阀门阻塞或底部泄漏；燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障；燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等；点火系工作不良。例如高压火弱，火花塞使用时间过久，点火正时不对，点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱，低压线路接触不良，绝缘胶损坏间歇搭铁等；节气门位置传感器不良；空气流量计或进气压力传感器有故障；冷却液温度传感器、氧传感器有故障；曲轴位置传感器有故障，如无转速信号（插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等）；曲轴位置传感器信号齿圈断齿，会引起加速时熄火，曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差，会导致信号不正常，会引发间歇性熄火故障；ECU有故障。3.3.3故障诊断的一般步骤（步骤次序） 先进行故障自诊断，检查有无故障码出现。如有，则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行（如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等）有无故障 如发动机自动熄火发生在怠速工况，且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。 采用故障模拟征兆法振动熔丝盒，各线束接头，看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良，各搭铁线有无搭救铁不良，目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。 采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度，重现故障，进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。 在不断试车过程中，有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。 如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话，故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表，最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上，再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象，则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。 试车时接上专用诊断仪，读取故障出现前后的数据，进行对比分析，从而找出故障。 按故障逐个检查排除。3.3.4故障诊断的相关要点（分点讲出来） 在对电控系统引出的故障诊断时，千万不要忘记先进行基本检查。例如：在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前，一定要确保进气管路无泄漏，配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象，发动机的抗负荷交变能力就差，在工作状况突变的情况下可能熄火，如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。 有些汽车的间歇性故障是难于诊断的，除非是检查汽车时正好显示故障。因此，当进行诊断测试时，故障症状不出现，故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站，由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶，直到故障出现。这种方法就不凑巧了，因为这样故障短时间不出现，就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站，这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重，如一时无法确诊，也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时，有时换火花塞是必要的。 当怀疑空气流量计不良（如空气流量计热线过脏；内部电路连接焊点脱落、接触不良等）时，可用示波器检查空气流量计信号电压波形。 当怀疑进气压力传感器不良时，应先检查传感器真空胶管，看是否破裂，弯折，是否有时漏气，有时不漏气，使进气压力传感器信号时而正常，时而不正常，造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响，也对修正点火提前角的信号之一，应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化，容易造成发动机加速时熄火。 如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火，要重点检查油路；如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面，高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障，但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析，然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境，进行就车诊断。这样有助于故障处理。3.4.柴油机烟色故障的分析与排除3.4.1排气管冒白烟故障分析与排除1. 水进缸燃烧成水蒸气排除 检查方法：用手接近消音器出口处，手上有水珠，表示有水进气缸。故障原因：（1）.柴油中有水；(2).气缸、缸盖及水套有裂缝；(3).汽缸垫水道孔与气缸孔通；(4).汽缸盖螺栓拧紧度不够或不均匀。 排除方法：(1)彻底清洗邮箱有路，柴油用绸布漏斗过滤，去掉柴油中水水；(2).气缸、缸盖有裂缝，更换新件；(3).更换汽缸垫；(4).按规定拧紧汽缸盖螺栓。2.柴油在汽缸中未燃烧成为柴油油雾气排出 检查方法：用手接近消音器出口处，手上无水珠，表示白烟为 油气。 故障原因：(1).供油时间过迟，部分柴油在气缸内来不及燃烧，成为柴油雾气排出；(2).喷油嘴在开启位置咬住，油流进气缸汽化后来不及燃烧；(3).喷油顺序错乱，不在喷油时刻喷油，都会使柴油未燃烧；(4).气缸压缩不良，未燃烧部分成油气排出。 排除方法：(1).调整供油时间；(2).更换喷油针阀，校正喷油嘴；(3).更正喷油顺序；(4).修理柴油机，提高压缩比；(5).增加预热时间。3.4.2排气管冒蓝烟故障分析与排除柴油机运转时排气管冒蓝烟，说明有机油进气缸燃烧。机油进缸燃烧，一般有两处可进入，也有机油进入消音器燃烧。1. 机油从气缸、活塞、活塞环处进入 故障愿听：(1)，气缸、活塞的气缸间隙过大；(2).气缸与活塞环的开口间隙过大；(3).活塞环与活塞环槽的侧间隙和背间隙过大；(4).活塞环的开口对齐。 检查诊断：(1).运转时机油加油口喘气量大；(2).排气管冒蓝烟并且机油耗量大。 从以上两条可诊断机油从活塞气缸处进入。 排除方法：(1).更换气缸套、活塞，使气缸间隙符合要求；(2).更换气缸套、活塞环，使气门开口间隙符合要求；(3).更换活塞与活塞环，使活塞环边间隙、背间隙符合要求；(4).按装配要求安装活塞环。 2.机油从气门导管进入气缸 故障原因:1.进气门杆与进气门导管间隙过大；2.进气门油封老化、破裂； 检查诊断：1.机油加油口无喘气。2.拆下汽缸盖，检查气门导管和气门的间隙，可诊断为机油从进气门与导管间隙中吸入。 排除方法：更换气门导管、进气门和进气门油封，绞削气门座，研磨进气门。 3.机油从气门导管进入 故障原因：排气门导管与排气门杆间隙过。 检查诊断：(1).加油口无喘气；(2).进气门杆与导管间隙正常，性能良好；(3).排气门杆与导管间隙过大，从排气门杆与导管间隙中流下来的机油被排出的高速气流吸入，在消音器中汽化或 燃烧。 排除方法：更换排气导管和排气门，绞削气门座，研磨进气门。4. 柴油机运转时排气冒白烟、蓝烟，烟味刺鼻，发动机启动困难、加速无力 故障原因：(1).配气正时不正确；(2.供油顺序错乱。 检查诊断:根据柴油机工作顺序检查)各缸的喷油顺序，如顺序正确、供油时间正确，可确诊为配气正时不正确。 排除方法：(1).根据配气相位图调整配气相位，使其符合规定要求；(2(.调整供油顺序使其符合规定要求。3.4.3排气管冒黑烟故障分析与排除 柴油机运转时排气管冒黑烟。表示柴油机燃烧不完全，有部分游离态的碳从排气管排出。 故障原因 1燃油供给系统故障：(1)喷油压力过低，使雾化不良；(2).出油阀密封不良，使断油不干脆；(3).个别喷油泵滴油，有阵阵黑烟和突爆声；(4).喷油提前角过早，有较强的敲缸声；(5).供油量过大，有部分柴油燃烧不完全。 2.空气供给系统故障：(1).空气滤清器堵塞，新鲜空气供应不足，使柴油燃烧不完全；(2).消音器堵塞，使排气不尽，新鲜空气吸入量不足，柴油燃烧不完全。 3.压缩系统故障：(1).气缸、活塞环、活塞漏气，使压缩比降低，柴油燃烧不完全；(2).配齐系统漏气，使进气不足，排气不尽，压缩比降低，柴油燃烧不完全 。 4.内阻力过大：(1).运动件装配间隙过小，升温后间隙更小，滑动摩擦变为边界摩擦，摩擦阻力增加；(2).润滑不良，使滑动摩擦变为干摩擦，摩阻力大大增加。 排除方法： 1.燃油系统故障：（1）校正喷油嘴；（2）更换出油阀；（3）更换故障喷油嘴针阀体；（4）调整喷油时间；（5）校正供油量。 2.压缩系统故障：（1）保养气缸活塞、活塞、活塞环等，提高压缩比；（2）保养配气系统，提高压缩比；（3）刮配或调整各种装配间隙并使之符合要求；（4）保养润滑系统提高机油压力，保证油路畅通。 3.空气供给系统故障：（1）更换空气滤芯；（2）清除消音器积碳；（3）清除气道积碳。4电控柴油机高压共轨系统检修4.1 高压共轨系统的组成 高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下： 共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨 腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。 通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。 高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。柴油机电控高压共轨结构图 预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NOX排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。高压共轨喷射速率与曲轴转角的关系图柴油机主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。 主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。4.2 高压共轨系统的工作原理高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压 共轨系统燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下：共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨 腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NOx排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。4.3.高压共轨系统的工作特点和功能1.主要特点 电控高压共轨喷油系统与传统的凸轮驱动的机械调节式喷油系统相比，其与柴油机匹配的灵活性要大得多，主要表现在以下几个方面。宽广的应用领域（用于小型乘用车和轻型载重车，每缸功率可达30 kW；用于重型载重车、内燃机车和船舶，每缸功率可达200 kW左右）。喷油压力可达135MPa，甚至更高。喷油始点可变。可实现预喷射、主喷射和后喷射。 喷油压力可随柴油机运转工况而变化。2.功能 在共轨喷油系统中，喷油压力的建立与喷油量互不相关，喷油压力不取决于柴油机的转速和喷油量。在高压燃油存储器(即“共轨”)中，始终充满着高压燃油。而喷油量、喷油正时和喷油压力由电控单元（ECU）根据其中存储的特性曲线（脉谱图）和传感器采集的柴油机运转工况信息算出，然后控制每缸喷油器的高速电磁阀开闭来实现。 共轨喷油系统的控制部分和传感器部分包括：ECU、曲轴转速传感器、凸轮轴相位传感器、加速踏板传感器、增压压力传感器、空气质量流量计、共轨压力传感器及冷却水温度传感器。 ECU借助于传感器得知驾驶员的要求（加速踏板位置）以及柴油机和车辆的实时工作状态。它处理由传感器产生并经数据导线输入的信号，对柴油机进行控制和调节。曲轴转速传感器测定柴油机的转速，凸轮轴相位传感器确定发火顺序和相位。加速踏板传感器是一种电位计，它通过电压信号告知ECU关于驾驶员对扭矩的要求。空气质量流量计告知ECU柴油机实时的进气空气质量流量，以根据排放法规的要求来匹配相应的基本喷油量。在带有增压压力调节的增压柴油机上，增压压力传感器用以测定增压压力。在低温和柴油机处于冷态时，ECU可根据冷却水温度传感器和进气空气温度传感器的信号值确定合适的喷油始点、预喷射油量和其他参数的额定值。 作为一个实例，图2示出了一种四缸柴油机所用电控共轨喷油系统的主要组件。基本功能 其基本功能是在正确时刻以精确的数量和合适的压力控制燃油的喷射，从而保证柴油机的平稳运行，并获得低燃油消耗、废气排放和运转噪声。附加功能附加的控制和调节功能用于减少废气排放和燃油消耗，或提高安全性和舒适性。例如用来实现废气再循环(EGR)、增压压力调节、车速控制和电子防盗锁等CAN总线系统可与车辆的其他电子系统（例如ABS系统、变速器电子控制系统）进行数据交换。诊断接口可在车辆检修时输出系统存储的运行数据和4.4. 高压共轨系统的常见故障高压共轨油泵常见的故障有几种种现象： 现象一.电控高压共轨柴油发动机，燃油系统在要重新排除空气的时候有时会出现齿轮泵不出油的现象。 1.齿轮油泵在没有油的情况下它是不工作的。我们必须要给油泵加些引油。使其得到润滑和密封，齿轮油泵才能工作（就像装发动机齿轮式机油泵一样加引油）。 2.按顺序给燃油供油系统排空气。 3.我们高压共轨系统的回油管是沉在油箱的底部（是和进油管一样），这样它的回油管的空气也必须排干净。 4.要保证供油管的有足够的内径。（一般比国II发动机的油管内径大2到3毫米）。 5.当齿轮油泵得到引油的密封，就开始了正常的通过轨压控制器，向高压油泵的柱塞组件供油，待轨压达到规定质后，就开始过低压回油阀向往返油管和油箱来回油（同时也在排出低压循环油路的空气） 6.只要柱塞得到了齿轮油泵供来的油。高压轨中的空气是通过高压油泵的高压油，经过喷油器和轨压限压阀自动排除。这一点也跟国II发动机高压管的空气排出一样。(我们有的修理工在装好发动机后，为了尽快启动，在打第一次打起动机时。把6个高压油管的接头都松开，待高压油管出油后在。再紧好高压油管，第二次打起动机保准能顺利启动发动机。这样排出高压管里空气是较快的。） 7.只要我们的电控喷油器和轨压限压阀很好。高压轨里的压力是始终保持不降的，发动机停止时间再长，下次它都能很快启动的。 现象二. 泵的两个高压出油管不出油的情况：这样轨压是建立不起来的。如果计量单元没有问题，那还是低压部分的问题。 齿轮泵的燃油进不了高压泵。现象三.前天换了一个新泵好了。也出油了。最高转速能达到2300.可新的毛病也出来了，动力也可以！可是开了半天多以点时间。转速达到1500，开了一段时间，就熄火了。现在请教一下。能造成这样的毛病我实在是想不起来是什么引起的。是不是油有有问题啊！之前别的服务站也是出现的这种情况。是不是油有问题把滤清器堵了，造成油压建立不起来造成熄火的毛病啊！ 以前有些情况下，我们发现我是油路的问题，尤其是滤清器有堵塞严重的，总之就是油泵的入油量和进油压力达不到要求。 现象四.发动机1500转，就加速不了 1500转是发动机的一个故障模式。是对发动机起保护作用。水温过高和油压过低都属于这类保护之中。发动机加速不上： 一.轨压不够：1 低压油路问题 2 共轨泄压阀问题 3 计量单元问题 4 高压泵问题。 二.电气部分的线束，接插件问题。现象五、 流量记量阀起什么作用！是控制共轨管的油压波动和压力吗？还控制什么？能介绍一下吗？ 流量单元是和喷油器一样，是共轨的执行器。它是集成安装在高压油泵上。对进入共轨管内油量进行实时的精确控制，实现高压泵对燃油压力的调整。 现象六.流过燃油计量单元的油量过小：低压共油不足。结果是轨压不够，发动机无力。 现象七. 燃油计量单元和喷油器一样是执行器，不负责测量油量，只受控于电脑（ECU）。 1轨压不够的结果，电脑（ECU）就得知流过燃油计量单元的油量过小。 2喷油器喷出的油量，大于通过燃油计量单元的油量，电脑（ECU）就得知流过燃油计量单元的油量过小。 以上这两点都得益于轨压传感器的功劳。O-(VBZe5，实习案例5.1奔驰轿车自动熄火故障 一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火，再次着车，ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮，并且着车几分钟后，车辆再次熄火。故障原因及分析 接车后，打开发动机舱盖，发动机及线束一切都十分整齐，看来此车保养得非常好，车主说此车从来没出现过大毛病，所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关，仪表灯微亮，将点火开关旋至起动挡，起动机“哒哒”作响不运转，好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压，只有9V，利用强起动蓄电池着车后，ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭，取下起动蓄电池，不一会儿发动机又熄火。再次强起动，测发电机的电压为蓄电池电压，说明发电机不发电。测量发电机D+端子，有14V电压输出，证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电，而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表，取出充电指示灯灯泡，没有烧坏，线路也没有问题。无奈之下，只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险，但为了进一步验证发电机是否真是好的，只好采取此办法。方法是：取一个点火开关处火线，接在一个二极管的正极上，二极管负极接在发电机D端子上，人为给一个激励信号；利用这种办法着车，测发电机电压果然能达到13.914.3V，加油时也正常，说明发电机是好的。 虽然发电机电压正常了，但4个故障灯仍然常亮不灭，利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统，发现通信错误，根本无法进入。取下ABS电脑盒，按资料电路图，找到电脑端子的火线和地线，发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后，ABS、ASR灯熄灭，诊断仪也能进入且无故障，但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查，驻车制动制动开关正常，制动蹄片及制动油液位都正常，再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给，检查基本电脑上的4个10A熔丝，结果3号10A熔丝烧断，取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查，发现3号熔丝上被人接了一根线，顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的，取下此线，再接一个10A熔丝，没有再烧断，原来防盗喇叭负载电流过大，只要一工作就会烧断10A熔丝。 再测ABS电脑端子电源线，恢复正常，着车观察，驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了，一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗？于是把发电机线恢复成原车线，测量发电机发电机电压13.8V正常，至此故障全部排除。 一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦，使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站，所有模块的电源供给都从基本电脑输出，所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士，千万不要胡乱改动原车线路，给维修带来困难，此例故障就是因加装防盗器的那个修理工，没有找到常电源，（奔驰车蓄电池在行李舱）就从电脑处取一个电源，但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭，故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了，所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源，才能根治故障。5.2.宝来TDI轿车不易启动 故障现象：一辆行驶了32000公里的宝来TDI，冷车不易起动，有时热车也出现起动困难。 故障诊断与排除： （1）连接V.AG5051,对发动机控制单元进行故障读取,发现发现发动机存储器无故障存储,系统正常。 （2）在柴油滤清器处进行燃油压力检查,发现燃油压力正常.为了彻底查找故障部位,更换了新的燃油滤清器,发现故障仍然存在。 （3）排除电路和油路原因，我们重点检查气路。重新连接V .A.S5051读取数据流，在检查数据组3时，仔细观察各数据区的数据变化，发现2区进气量偶尔变化异常，很有可能此故障是由于进气量引起的。 （4）检查真空储气罐，发现真空储气罐及其真空管路有漏气现象，导致真空损失，进而引起进气翻板（节气门）开不开或打开不到位，经检查发现真空储气罐及其真空连接管路均无漏气处。 （5）熄灭发动机，反复开关点火钥匙，仔细仔细观察进气翻板动作情况，发现废气再循环动作缓慢，打开或关闭不及时。（6）怀疑是进气翻板故障，而控制各进气翻板的各真空装置均正常，故拆解进气翻板进行检查，发现有大量积碳存在。故障原因找到，因为存在大量积碳，造成进气翻板打开或关闭困难，进而引起起动困难。 （7）清除节气门积碳，重新试车，故障消除。 故障总结：由于此车有时加入劣质燃油，而且空气滤清器更换不及时，造成节气门处积碳过多。而在起动时，真空控制节气门开闭不到位，造成起动困难，所以我们在检查需要依靠数据组中的数据流变化判断。5.3捷达1.9L SDI柴油轿车没有急加速，发动机故障报警灯也亮 故障现象：车主介绍该车几天前突然没有急加速，发动机报警灯也亮了。但熄火后重新启动，又一切正常了，到后来无论如何都没有急加速。 故障诊断分析：打开点火开关，发现打动机故障报警灯闪烁。用V.A.G1551诊断，显示加速踏板传感器G79信号超差（不可靠信号）。该车采用电子节气门，加速踏板位置传感器G79为电位计式，故使用08功能读取002组数据，发现1区数据显示为0，且无论怎样踏加速踏板均无变化，而正常值在0100%之间。 根据数据故障码分析，可能的原因为加速踏板位置传感器G79失效，或者直喷系统控制单元没有收到加速信号，即G79加速踏板位置传感器与电控单元之间的线路出现短路或断路现象。按这个思路检查，拆下加速踏板及加速踏板位置传感器，用万用表检测加，减节气们时传感器阻值变化，发现相应数据没有异常，可排除传感器G79本身质量原因。接下来测量线路，发现加速踏板传感器线束处于只动踏板和离合器踏板上方