康明斯发动机电控系统及其故障诊断初探

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《 装备制造技术)09 ) 0 年第 1 2 期

康 明斯发 动机 电控 系统及 其故 障诊断初探

黄和祥 ’ 刘曙光 。 ,

(. 1 长江大学机械工程学院 , 湖北 荆州 4 4 0 ; . 3 13 2东风康 明斯发动机公司 , 湖北 襄樊 4 10 ) 40 0

摘要 : 介绍 了康 明斯发动机 电控 系统新技 术、 组成及原理 , 并针对 电控 系统 的独特性 对其合理使 用、 保养 维护及故 障诊 断进行 了初步

探 索与 讨 论 。

关键词 : 康明斯发动机 ; 电控 系统 ; 用维护 ; 障诊断 使 故

中图分 类号: 4 4 U 6 文献标识码 : A

文 章 编 号 :6 2 5 5 2 0 0 — 0 5 0 1 7 — 4 X( 0 9)1 0 9 — 2

东风康 明斯( u mis发动机采用 先进 的电控 喷射技术 Cm n)

和 独 特 设 计 , 有 较 好 的 动 力 性 、 济 性 、 噪 音 和 欧 Ⅲ排 放 具 经 低

成 ,分别 为输入 ( 开关和传感器 )E M ( 、C 对输入信 号进行分

析) 执行 器( 、 按照 E M输出信号动作的控制 阀总成 ) 如图 1 C 。 :

1 动机转 速传感器 . 发

等优点, 在全世界 范围内得到广泛使 用并 获得好评 。 电控系 其 统是一个精密而复杂 的系统 , 采用了大量新技术 , 主要对发动 机的燃油经济性和排放有较大改善 , 笔者对其合理使用 、 维护 保养及故障诊断应结合其结构 、 原理进行 了综合分析。

2 . 管温度 传感器 进气

3 . 机油压力传感 器

4} 矽 界大气压力传感 器 5 . 冷却液温度传感 器

发 动

机

1 电控 系统 新技术 简介

() 1 时间控制 。用高速电磁 阀取代传统 的机械喷阀 , 对高

压 燃 油 实 现 数 字 调 节 , 仅 可 以全 面 降 低 H 、 O、 O 、 粒 不 C C N 微

6 . 进气管压力传感器 7燃油泵燃油压力传感器 . 8正时燃油压 力传感器 .

9供油燃油压 力传感器 . 1. 0油门信号

电

控 模 块

物和碳烟的排放 , 而且还 能显著 的降低油耗。

t

n. 冷却液液位传感器

l. 2开关信号

( ) 轨 喷 射 。共 轨 式 电喷 系 统 不 再 采 用 通 用 的 脉动 原 2 共

图 1 电控 燃 油 喷射 系统 构 成 图

理, 而是采用压力 时间计量原理 , 通过高压公用油道和各缸 喷 射电磁阀控制相结合的方式实现喷油控制。商用 车采用共轨 式电控喷射 系统 , 其功率 、 转矩及排放等各项指标均处 于世界

领 先水 平 。

3

电控 系统 原理

康 明 斯发 动 机 电控燃 油 喷 射 系 统 的核 心部 分 是 执 行

() 3 涡

轮增压 中冷技术 。 采用废气涡轮增压并附带中间冷 却器 , 燃料能够完全燃烧 , 同时降低 H 、 O、 O C C N 的排放量 。 新 型涡轮增压器 的使用 , 意味着 可以用小排量 的发动机替代大排 量发动机, 减轻发动机和整车质量 , 提高经济性和排放性 。

器——控制 阀总成 , 泵产生的燃油输送至控制 阀总成 , 该总成 由一个切断 电磁 阀、两个燃油执行 器阀和两个燃 油压力传感 器组成 。E M安装在总成壳体的前部。 C 控制 阀总成有一个燃 油进 口和两个燃油 出 口,每个燃油 出 口分别 由各 目的执行器控制着 。燃油油道执行 器控制喷油 器 喷多少燃油 , 燃油正时执行 器控制喷油器何时喷油 。 康 明斯发动机 电控燃油喷射系统不像 f 燃油系统那样 , , r 采用压力 / 间概念。 r系统完全是机械式 的, 依靠 机械方 时 P r 并 法 调整燃 油流通面积来控制燃油压力 ;而康 明斯发 动机燃油 系统通过 电子方 式调整执行器 的燃油流通面积 ,来控 制燃 油

() 4 废气再循环技术 。它是在保证发动机 动力性 能不 降

低 的前提下 , 根据发动机 的温度及负荷大小 , 适量 地将 一部分 废气引入进气管 , 再送人 汽缸 , 使燃烧反应 速度减慢 , 降低燃 烧 的最高温度 , 从而降低 N O 的排放量。 () 5 新型的柴油机清污 系统 。该系统能使发动机废气 中 的二氧化碳减少 2 %、一 氧化碳减少 4 %、碳 氢化合物减少 0 0 5 %, 0 而微粒则减少 6 %。新型过滤器能使发动机管理 系统 的 0 计算机及传感器探测颗粒 物积 累状况 ,并适时地 自动触发开 关将颗粒烧 尽。

压力 , 动机转速控制更加精确. 使发

4 电控 系统故 障诊 断 2 电控 系统 的组成

造成柴油 电控发动机不工作或 工作不正 常的原因 ,可 能

康 明斯发动机 电控燃油喷射系统由三个基本组成部分构

收稿 日期 :o 8 1 一 O 2 o — O 1

是 电控 制系统以外其他部分 的问题 , 可能是机械方 面的。 也 如

作者简介 : 黄和祥( 9 O )男 , 天门人 , 17 一 , 湖北 硕士 , 副教授 , 主要从事机械工程教学与研究工作 。

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Eq ime t u p n Ma u a t r e h oo y No1, 0 9 n f cr r T c n lg . 2 0 ig

果我们 能够遵循 电控 发动机故 障诊断 的一些基本原则 ,故障

的诊 断与排 除便可迎 刃而解 。电控发动机故障诊断排除的基

本原 则 可概 括 为 以下 几 点 :

工具来进行诊断时 , 也

应对较容易检查 的先予以检查 。

5 维护 与使 用

() 1 当发动机 出现如启动 困难 、 功率下 降和运转不平稳 时 ,

多数 只是机械方面的问题 , 不一定是 电子控制系统的问题 。 导 致这 些故障的可能原 因有 : 油泄漏 、 燃 燃油供 给不 足 、 油泵 输

() 1 当柴油 电控发动机发生故 障时 , 要准确判断故 障的部

位是非常困难 的。当电控发动机运行时 , 障 自诊断系统监测 故 到故障后 , 以代码 的方式将该故障储存到电脑的存储器内 , 便 同时通过警报器报警 。因此 ,检测时应优先借 助于仪表板上 E U故障诊断功能开关 ,将故障代码 以灯 光闪烁 的方式显示 C 出来 , 也可 以使 用故 障诊 断仪 , E U存储 器 中的故 障代码 将 C 在显示屏 以数字形式调出。一旦解读故障代码故障后 , 只要对 相应的传感器 、 导线连接器 、 导线进行 检查 , 找到并排除短路、

断路的故 障即可 。 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 , 则再对发动机可能的故障部位进行检查 。 () 2 柴油 电控发动机的故 障并非一定出在电控 系统 。 如果 发现发动机有 故障 ,而故障警告灯并未点亮 f 显示故 障代 未 码)在大多数情况下该故障可能与电控 系统无关。此时 , , 就应 该像发动机没有装 电控系统那样 ,按照基本 诊断程序进行故 障检查 , 如检查 发动机有无 异响、 缸压是否正常等。否则可能 遇到一个本来与柴油 电控系统无关的故障 ,却 检查柴油 电控 系统 的传感器 、 执行 器和 电路等 , 费了很多时间 , 花 而真正 的 故 障反而没有找到 。 众所周知 , 乱拆瞎弄只能将小故障变成大

吸油侧 阻力过大 、 燃油滤清器堵 塞 、 燃油管路 挤扁或扭 曲、 燃

油 中有水 、 油回油管堵塞或阻力过大 、 燃 进气 阻力过大等。

() 2 如果 空气滤清 器很重 , 拆检 后容易装 不到位 , 由于空 气滤清器安装不 当造成进气短路( 空气未进过滤清器)使发动 ,

机产生早期磨损 , 造成发动机拉缸 、 冒黑烟的事故 。 ( 使用 的柴 油一定 要符 合要 求 , 别含胶 质量 不应 过 3 ) 特 大。因为含胶 质过多 , 易造成 C P A S分配转子 阻力大 , 轻者造 成连轴块 的磨损 , 重者造成 C P A S分配转子卡死 。 ( 如果是低转速 大扭矩 常用工况 , 4 ) 此时因活塞移动速度 减慢 , 燃烧 的高压膨胀气体对活塞做功 的时间更长 。另外 , 发 动机 低转 速运转 , 以使进气 门保持较长 的开启时 间, 助于 可 有 提高充 气 系

数。发 动机 的转速 降低到 最大扭 矩转 速 ( 3 0 10 r i 时, / n) 发动机每次工作循 环中可获得最大充气系数 和最大 m 供油量 , 提高 了发动机 的经济性和减少废 气排放 。

故障, 甚至造成无法挽回的损失 。因此 , 必须首先对 发动机 的 故 障现象进行故障分析 , 了解 可能的故 障原因, 然后再进行有

针 对 性 的 检 查 。只有 这 样 才 可 避 免故 障检 查 的 盲 目性 , 不会 既

( 凸轮轴与齿 轮泵轴 、 轮泵 轴与配油器转子之间用联 5 ) 齿

轴块连接 , 此联轴块尺寸小 , 易磨损 。 很 当其磨损时, 会造成发 动机 冒黑烟 、 加速不畅 、 水温升 高等。必要 时 , 可更换联轴块 ,

而 不必 更 换 C P 成 。 A S总

对与故障现象无关 的部位做无效 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。 () 3 在发动机出现故 障时 , 先对 电子控制系统 以外的可能 故 障部位予 以检查 ,能以简单方法检查 的可能故障部位先予 以检查 。比如直观检查最为简单 , 以用看 、 、 可 听 摸等直观检查 方法将一些较 为显露 的故 障迅速地找 出来 。如检查 电控 系统 时, 先检查各传感器与电脑的连接电线束是否 松动或断开 , 电 线是否有磨破或线 间短路 、 断路的现象 , 以及各传感 器是 否有 明显 的损伤等。直观诊断未找 出故障 , 需借助仪器或其他专用

6 结 束语

康明斯电控发动机的技术越 来越 成熟 ,其应用也越 来越 广泛 , 只有真正掌握其 电控系统 的组成 、 工作原理 、 新技术 , 运 用合理的故障诊断方法 ,该项 技术是 能够被多数技术员所 掌 握, 并得到广泛与合理的应用 。

Ont e E e tc Co to se o mmis En ie a d I r be Di g o i h lcr n r l i Sy t m f Cu n gn n t P o lm a n ss s

HUANG He x a g, - in 。 HU S u g a h — un

(. c a i l n ier g ntue Y g eU i r t J gh uH b i4 4 0 , hn 1 Meh nc g ei s t , a t n es y i z o u e 3 1 3 ia aE n n I it n z v i, n C 2 D n n u mi n i o Ld, i g n Hu e 4 1 0 ,hn ) . o gC m n E g eC . t.X a f b i 4 0 0C i s n , na a

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