柴油发动机故障诊断与排除

学习任务十六柴油发动机故障诊断与排除（明确故障现象）学习目标力知识目标.能叙述柴油发动机不易启动故障发生的原因。.能叙述柴油机电控高压共轨系统类型、组成、功用及故障诊断方法。.能查阅维修资料收集信息，讨论和制定出相应的故障诊断流程。力技能目标.能叙述并执行发动机操作、设备运用、消防等安全操作规程。.能正确选择使用仪器和设备，对故障进行检测和记录，确认故障原因。.能对维修资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页的填写。力素养目标.能制定工作计划，独立完成故障诊断与排除流程。.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作，具备团队合作和安全操作意识。建议课时数20学时学习工作流程学习活动一：任务分析与检查学习活动二：资讯获取学习活动三：维修方案制定学习活动四：任务实施学习活动五：结果检验学习任务描述客户反映该车辆故障为发动机为不容易启动或启动后发动机易熄火，有时发动机无力，发动机故障指示灯常亮。经班组长试车检查故障现象与客户所说的一致，现需要维修技工根据维修手册相关要求，在规定时间内对发动机的故障进行诊断和维修，维修完成后自检交付班组长验收。学习活动一任务分析与检查£＞学习目标.能完成车辆相关信息资料的收集。.能正确判断和描述故障现象，并对故障进行初步检查与分析。.能正确选择并使用工量具与诊断仪器，对故障进行检查与记录，对检测数据进行分析，初步确认故障原因。建议学时：2课时1、参考实际案例以书面的形式列举共轨燃油系统检修注意事项?2、请填写车辆的基本信息基本信息车辆识别代码号车型发动机型号公里数故障现象

3、填写下图中标示的检查项目名称4、参照维修手册在车上做出发动机舱内基本检查安全检查机油液面：正常口偏低口偏高口冷却液液面：正常口偏低口偏高口刹车油液面：正常口偏低口偏高口蓄电池状态：良好口需充电口需更换口检查车辆仪表（打开点火开关，不起动发动机）发动机故障灯是否点亮：是口否口其他异常状况说明：记录工作要点和难点：

二、故障码的读取与分析步骤一检测项目内容备注说明故障码检查故障灯状态：口亮/口不亮仪器连接状态：口正常/口不正常故障代码记录：故障码清除是否能正常清除：口能/口不能步骤二检测项目内容备注说明启动发动机确认故障症状发动机状态：口运转/口不转故障灯状态：口亮/口不亮故障现象记录：步骤三检测项目内容备注说明故障代码再次检查故障灯状态：口亮/口不亮仪器连接状态：口正常/口不正常故障代码记录：相关数据流内容记录与本故障代码相关的数据参数进行记录故障码再次清除是否能正常清除：口能/口不能

三、评价与反馈评价反馈表班级： 组别： 姓名:项目评价内容评价等级（学生自评女F)ABC关键能力考核项目遵守纪律、遵守学习场所管理规定，服从安排安全意识、责任意识，7S管理意识，注重节约、节能与环保学习态度积极主动，能参加实习安排的活动团队合作意识，注重沟通，能自主学习及相互协作仪容仪表符合活动要求专业能力考核项目按时按要求独立完成工作页学习活动内容工具、设备选择得当，使用符合技术要求操作规范，符合要求学习准备充分、齐全注重工作效率与工作质量活动过程中严格遵守安全操作规程需要改进的地方小组评语及建议组长签名：年月日老师评语及建议教师签名：年月日四、学习拓展1、读取完故障码以后如何进行故障原因的分析和确认?2、请叙说柴油发动机混合气形成过程。学习活动二：资讯获取学习活动三：维修方案制定学习活动四：任务实施学习活动五：结果检验学习活动活动二：资讯获取人」学习目标11.能查阅维修手册，列举出燃油系统的组成以及各部分的作用。.能根据故障现象对故障可能的原因进行合理的分析和判断。.能根据检查情况制定合理的维修方案。.能小组展示学习成果，并与他人进行有效的沟通和合作。建议学时：6课时学习过程、 资讯获取（一）柴油机电控技术的发展电控燃油供给系统的功用是按柴油柴油机工作要求定时、定量、定压，有规律地将柴油喷入燃烧室，为柴油良好燃烧提供必要条件；同时根据柴油柴油机的负荷情况由电控单元（ECU）进行自动控制供油量，保证柴油柴油机的稳定运转。1、柴油机高压共轨的基本概念1）高压共轨的含义是几个喷油器共用一个高压轨。轨内的压力由高压泵建立。2）在此喷油系统中，消除了传统供油系中压力的产生与燃油喷射彼此间的相互影响，喷油压力的产生不完全依赖于发动机转速与喷油量，燃油在压力下贮存在高压油轨中随时准备喷油。3）高压共轨电控柴油机的工作完全由ECU控制。ECU根据当前发动机的转速、水温、大气压力及油门位置（即驾驶员的要求）等情况来确定发动机的运行工况。4）由于高压共轨电控系统为发动机提供了理想的空气/燃油混合，因此使得该柴油机排放满足欧3及更高的排放法规要求。与传统柴油机相比，它使得整车的噪声、驾乘舒适感受，动力性、排放等都得到大幅度的提高。下图为一个典型的高压共轨发动机的燃油系统构成示意图。（见图16-1）图16-12、柴油机电控技术类型柴油机电控喷油系统的开发研究从20世纪70年代开始，己经经历了三代。第一代:位置控制式结构特点:保留喷油泵一高压油管一喷油嘴系统，喷油泵中齿条、齿圈、滑套、柱塞上控油螺旋槽等控制油量的机械传统机构，只是对齿条或滑套的运动位置，由原来的机械调速器控制改变为电子控制，使控制精度和响应速度得以提高。优点:生产继承性好，便于升级改造。缺点:控制自由度小，控制精度差，喷油率和喷射压力难于控制，而且不能改变传统燃油系统固有的喷射特性，也很难大幅度地提高喷射压力。第二代:时间控制结构特点:是用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。这种系统可以是保留原来的喷油泵一高压油管一喷油嘴系统，也可以采用新型的产生高压的燃油系统。优点:控制较精确,泵结构可以更简单。缺点:低速、低负荷时，其喷油压力不高，而且难以实现多次喷射，极不利于降低柴油机的噪声和振动。第三代:时间一压力控制式（共轨式燃油系统）（见图16-2、16-3）结构特点:在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的

污染排放。优点:低速性能好,省油,环保,经济。图16-2图16-33、电控高压共轨系统的优点1）可以实现高压燃油喷射，目前喷射压力可达到160Mpa,正在发展喷射压力达到180Mpa。2）燃油喷射压力完全独立于发动机转速，在低速低负荷工况下同样可以实现高压喷射，改善了发动机低速低负荷时的性能。3）可以实现预喷射或多次预喷射，可以调节喷油速率及形状，实现理想的喷油规律，对降低油耗和改善排放都有好处。4）能自由的调节喷油定时和喷油量。

5）具有良好的喷射特性，可以优化燃烧过程，使发动机油耗、噪声、烟度和排放等性能指标得到明显改善，同时有利于改进发动机的扭矩特性，实现低速大扭矩。6）结构简单，可靠性好，适应性强，可在所有新老发动机上应用。7）具有很高的控制自由度，很容易实现更低的排放（欧-4,欧-5）。8）具有很高的可靠性。（以上内容应当进行简化）（二）柴油机电控高压共轨系统的构成及工作原理1、电控高压共轨系统组成电控高压共轨系统主要由油箱、柴油滤清器（预滤、精滤）、输油泵、高压泵、共轨管、电控喷油器、高低压油管、各种传感器、电控单元（ECU）、各种执行器、电子油门、连接线束等组成。（见图16—4、图16—5）高压共轨系统的结构组成控制器广电子控制部分，传感器执行器，线束低压部分广电子控制部分，传感器执行器，线束低压部分‘油箱I滤清器j输油泵।低压油管【回油管油水分离器柴油滤清器高压泵I燃油供给部分高压部分,共轨管喷油器I高压油管I燃油供给部分高压部分,共轨管喷油器I高压油管10水褊传感器轨压传感器：燃在计量阀油温传醇转窕传感器共勃营凸论佳感累高玉裒水褊传感器轨压传感器：燃在计量阀油温传醇转窕传感器共勃营凸论佳感累高玉裒图16-4图16-52、电控高压共轨喷油系统主要部件1）低压部分低压油路中有进油和回油两部分：进油，燃油从油箱内通过粗滤到燃油滤清器再到齿轮式输油泵；回油，喷油器回油、油轨和电控高压泵回油接到一起回到油箱。发动机油路走向原理图（见图16-6）（CP3.3油泵：适用于玉柴4E、4G、6J、6A、11

6G等中型等系列博世共轨发动机）时J带水分离*器的领她传感执行器喷油器二时J带水分离*器的领她传感执行器喷油器二1.2barfibi・高压£DC7Q-LbarmlECU图16-6燃油的主要走向：油箱一粗滤带（手油泵）一燃油分配器一输油泵（在高压油泵后端）一细滤一压油泵一共轨管一喷油器。2）高压部分通过电控高压泵的持续工作，将燃油输送到高压轨中，在轨内蓄压。ECU通过油泵上的油泵执行器（内压控制阀）来控制在高压轨中的燃油压力，高压轨上的轨压传感器反馈轨压信息给ECU，形成一个闭环控制，高压轨中在任何时刻都蓄有一定压力的高压燃油。在ECU根据内部的标定数据计算出需要某缸喷油的时候，由ECU通过控制喷油器的磁电电磁阀的工作来使喷油器在计算的时刻喷出计算出的燃油量。相对于传统喷油系统有以下的优点：①喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量，轨内供喷油器喷油的压力可达1450bar，甚至更高。②喷油器可以在任何时刻喷油，可根据性能排放要求完成多次喷射。③高的喷射压力使喷油器的喷孔可以做的更小，由此缸内可完成更好的雾化，混合更均匀。④供油均匀，使喷油泵与传统机械喷油系统相比，尺寸更小，且驱动装置不用承受高压负载峰值。⑤喷油压力固定，喷射均匀，混合均匀，燃烧更稳定。12（三）请根据您所学习的理论知识，写出电控柴油发动机高压共轨系统组成元件的作用和工作原理。.名称： .作用： .名称： ..名称： .作用： .名称： .作用： .名称： .作用：2.作用:（四）请根据您所读取的故障代码，通过查阅维修手册填写以下故障代码描述表（表16-1）。（表16-1）故障代码DTC检测条件故障部位13学习活动三：维修方案制定学习目标.能查阅维修手册，列举出高压共轨系统的组成以及各部分的作用。.能根据故障现象对故障可能的原因进行合理的分析和判断。.能根据检查情况制定合理的维修方案。.能掌握发动机电控高压共轨系统故障诊断的方法。.能小组展示学习成果，并与他人进行有效的沟通和合作。建议学时：6课时1.画出该车型共轨燃油系统图并简述其工作原理画出玉柴4F发动机燃油系统图简述喷油器工作原理1415学习活动四：任务实施力学习目标.能按照维修手册规范对电控高压共轨系统相关部件进行检查与记录。.能准确查找出故障原因，并对故障点进行修复。.能通过查阅维修手册和相关资料，完成工作页的填写。建议学时：8课时一、高压共轨系统检修基础知识1、柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。它不仅能达到较高的、实现和的控制，而且能实现和后喷射，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。2、填写下图所示传感器或执行器的名称171328143915164101651117612（1）图中传感器有,执行器有 —（填写序号即可）（2）找出图中的一处明显错误，请找出并改正（3）高压共轨管的作用：一是，二是抑止因而产生的压力波动。（4）共轨管上压力限制阀的作用：确保共轨管中的后不会超压，它采用的是原理。3、油轨压力传感器通常安装在发动机上的哪个位置？它的作用是什么？4、油轨压力传感器（见图16-7）的3个接线端分别是、和分别对应线束颜色：1号线；2号线；3号线。图16-75、油轨压力传感器接插器端引线通/断测量：用万用表直流电压时，打开点火开关，测量传感器1号和3号端子间电压标准值为5丫左右，你在实训中实侧电压值为V，说明该端子到ECU端子间的线路是口正常，口短路。（J填写）6、BOSCH共轨系统中如果检测出油轨压力传感器损坏，是更换（ ）。A.油轨压力传感器；B.连同共轨管一起更换。17

二、油轨压力传感器的初步检查18P0191442轨压传感器信号飘移故障P1011443轨压控制偏差故障---轨压正偏差超高P1012444轨压控制偏差故障--轨压正偏差超高P1018445轨压控制偏差故障--轨压泄漏P1019451轨压控制偏差故障一供油量过大P1013452轨压控制偏差故障--轨压负偏差超高P0087453轨压控制偏差故障--轨压超低限P0088454轨压控制偏差故障--轨压超高限P101A455轨压控制偏差故障--轨压下.降速率过大P1014511轨压控制偏差故障—voerrun壮态供油量过大图16-9图16-9(10)关闭点火开关；(11)断开油轨压力传感器连接器(见图16-9)(12)打开点火开关，启动发动机;19:;"月上传感器引路保』二1，-I 图16-10:;"月上传感器引路保』二1，-I 图16-10应知应会：将万用表调整到（直流、交流）电压档的V量程位置，用红、黑表笔分别接触连接器的正、负极柱测量。参考标准：电源端子：5V；信号线端子：0.5V；搭铁端子：0V若电压值符合规定值，则进行A步检测；若电压值不符合规定值，则进行B步检侧：若以上检测结果均正常，则进行C步操作；A.连接好接插器，在接插器背插大头针，用万用表电压档测量油轨压力传感器元件的信号端子电压，测得电压值应随发动机转速升高而增大，最高值4.5V。若符合，则检查接插器连接是否良好，若不符合，则更换油轨压力传感器。参考数据流状态如表16-3所示。数据流状态点火开关NO怠速加速1加速2燃油系统轨压/MPa0.652533.670.3轨压传感器输出电压/V0.451.061.242.06B.断开蓄电池负极，断开ECU接插器，用万用表电阻档测量1、2、3端子与发动机控制模块（ECM）对应的通/断，若显示断路则检查相应线束的断路。C.更换发动机控制模块。1、检测油轨压力传感器的性能（见表16-4）油轨压力传感器检测记录表表16-420

检测项目检测结果技术标准判断结论教师复查静态下，油轨压力传感器接插件各端子电压电源端子：5V；信号线端子：0.5V；搭铁端子：0V动态下，油轨压力传感器接插件信号端子电压随着发动机转速的升高而增大。压力值范围为0.5---4.5v三、油轨压力传感器的更换（以连同共轨管一起更换为例介绍）图16-11图16-12（1）断开蓄电池负极电缆（见图16-11）图16-11图16-12应知应会：断开蓄电池负极电缆前，必须先检查点火钥匙是否处于口 ON□ACCCLOCK位置（J填写），并且所有电器负载必须关闭，否则可能伤人或损坏车辆。（2）拆除油轨压力传感器连接器（见

图16-12）。图16-13（4）拆除高压油管连接接头（见图16-13）21图16-14（5）拆除共轨管油管接头（见图16-14）图16-15（6）拆除共轨管固定螺栓（见图16-15）图16-16（7）取下共轨管（见图16-16）提示：清洁过程中对油管接头做好防护措施。（8）安装步骤与拆卸步骤相反。四、复检刹相图16-17（1）打开点火开关至ON档，观察发动机故障指示灯应常亮。（2）启动发动机，观察发动机故障指示灯状况，应熄灭。（3）连接发动机故障诊断仪，进入柴油发动机控制模块。（4）单击“清除故障码”，然后在读取故障码，系统显示“没有故障码”（见图16-17）。▼22五、故障原因分析故障原因是： 判断依据是： 六、拓展问题1、共轨压力控制是如何实现的？2、共轨安全阀（限压阀）的压力是多大？3、共轨到各缸之间要有限流器，为什么？知识拓展:在高压共轨系统中，油轨压力传感器（见图16-18）的作用是测定油轨中的燃油压力，并向ECM提供电信号。目前，直喷式电控柴油机的最高喷油压力已超过150MPa欧IV、欧V标准电控柴油机的喷油压力在180-200MPa范围。高压共轨燃油系统中的喷油器油电/液控制，喷油器针阀的开启由ECM控制的电磁阀实现。所以，油轨压力的高低，决定了喷油压力的高低。在高压共轨系统中，为了精确控制共轨油压，在高压油泵产生的的高压燃油送入油轨后，由设置在油轨上的油压传感器测定油轨的实际燃油压力，然后向ECM提供反馈信息，由ECM对高压油泵的PCV阀实施反馈控制，通过增减控油量来调节油轨中的油压，使其稳定在目标值范围。23I、电子接头工、评估电路.＜带住感装近的皮膜轧高也接头5,但定蟀空图16—18共轨系统油轨压力传感器由压力敏感元件（焊接在压力接头上）、带求值电路的电路板和带电气插头的外壳组成。燃油经过一小孔流向油轨压力传感器，传感器的膜片将小孔的末端封住。高压燃油经压力室的小孔流向膜片。膜片上安装有半导体敏感元件，可将压力装换成电信号。通过导线将产生的电信号传送到一个向ECM提供测量信号的求值电路。油轨压力传感器的工作原理是：当膜片形状变化时，膜片涂层的电阻变化。当由系统压力引起膜片形状变化（150MPa时的变化量为1mm），促使电阻值改变，并在5V供电的电阻电桥中产生电压变化。电压力：0〜70mV之间变化（具体数值由压力决定），经求值电路放大到0.5〜4.5V。精确测量油轨中的压力是共轨系统正常工作要求的必要条件。油轨压力传感器的测量精度约为最大值的2%。当油轨压力传感器失效时，具有应急行驶功能的调压阀以固定的预定值控制油压。24学习活动五：结果检验Q学习目标11