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故障检修与技术维护 |
电控柴油机故障码读取方法和诊断原则 |
摘要：电控柴油机与传统柴油机故障诊断最大的不同就是电控机型若不用读数据流的方法，单单靠经验是很难判断故障的原因的，但通过数据分析却可以马上找出故障原因。本文阐述了传统与电控柴油发电机在原理上的区别, 并以实例说明故障的诊断方法, 以供同行探讨。此外，由于柴油机不同品牌和机型其电控系统也会不同，故障原因肯定会有所差异。因此，电喷柴油机故障的诊断与排除则应结合具体设备型号，并参考发电机厂家附送的随机技术资料进行维修工作。
一、电控柴油机的概述
现代柴油发电机以其经济、环保、省油、动力强的优点, 在备用电源保有量中的比例也不断上升。随着我国排放法规的日益严格，柴油机的技术也发生了天翻地覆的变化，传统柴油机因其排放难以达标, 将面临淘汰，取而代之的是能满足欧ⅲ排放标准，并具有欧ⅳ排放潜力电控柴油机，所以柴油发电机组OEM工厂都开始安装了电控高压共轨系统或电控的单体泵系统的柴油机。
这些新技术，为社会带来了更经济环保的新型柴油机动力，但也给维修给我们带来了一定难度，使不少在维修传统柴油发电机有丰富经验的机修工们，感到非常的头痛，当柴油机出现故障时，就会感到束手无策。在电控柴油机的维修上他们遇到了技术瓶颈，如何突破这些技术瓶颈是摆在机修工面前第一个难题。
电控柴油机的故障诊断对现在的许多维修工和技术人员来说，是一项比较复杂的工作。传统柴油机的维修可能就是单纯的机修，而电控柴油机则是一项机电一体的维修工作。电控柴油机故障诊断也是有规可循的。关键是维修工和技术人员对电控柴油机原理还不了解。
只要掌握了电控柴油机的原理后，维修的许多困难都会迎刃而解，当柴油机出现故障时，如果是机械故障，我们仍然按照传统柴油发电机故障诊断的方法去排除，但必须强调, 在断火检查各缸的运行情况前, 必须先把电源开关断开。若是电控系统故障，可以利用电控系统的自诊断系统来进行检测，这自诊断系统，可以清楚的了解柴油机各种工况下的运行参数，对我们进行故障诊断会有很大帮助。
要掌握电控柴油机的故障诊断与维修，首先是要对电控电控柴油发动机原理有清楚的认识。电控柴油机工作原理十分复杂，需要多个部件和系统的配合才能实现。为了让柴油机能够高效工作，电子控制单元（ECU）起着至关重要的作用。电控柴油机通过ECU对各个系统进行精准控制，实现了燃油喷射、空气供给、点火等过程的优化，提高了柴油机的燃油经济性、动力输出和环境友好性。电控柴油机高压共轨系统结构如图1所示，燃油喷射管路连接如图2所示。
二、电控系统故障诊断的原则和方法
1、故障诊断基本原则
（1）先简后繁、先易后难的原则。
（2）先思后行、先熟后生的原则。
（3）先上后下、先外后里的原则。
（4）先备后用、代码优先的原则。
2、故障诊断的基本方法
（1）询问用户故障产生的时间、现象和当时的情况，发生故障时的原因以及是否经过检修和拆卸等。
（2）初步确定故障范围及部位。
（3）调出故障码，并查出故障的内容。
（4）按故障码显示的故障范围，进行检修。尤其注意接头是否松动、脱落，导线连接是否正确。
（5）检修完毕，应验证故障是否确已排除。
（5）如果调不出故障码，或者调出后查不出故障内容，则根据故障现象，大致判断出故障范围，采用逐个检查元件工作性能的方法加以排除。
3、特殊机型维修要求
同时，因柴油发电机电控系统的特殊性，其维修还有下述特别的要求：
（1）只有经过该系统专业知识培训的技师才能从事新型电控柴油系统的故障诊断。
（2）应用合适的诊断设备、专用工具进行电控柴油系统的故障诊断。
（3）故障诊断前需要详细阅读发动机制造厂的操作指南和技术说明。
（4）电控柴油发电机系统故障诊断宜先用诊断设备找出故障的可能原因，然后从外围设备到控制单元逐步寻找故障所在的部位，最后加以解决。
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图1 电控柴油机高压共轨系统结构图 |
图2 电喷柴油机喷油器管路连接图 |
三、柴油机故障产生的因素
1、工作机构分析
柴油机超载运转是导致重要零件早期损坏的主要原因.通常认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常。从应力的角度来说,也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后,曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。
2、润滑系统故障及分析
润滑系统应满足三项基本条件：机油泵的出口压力和流量满足需要；各润滑点的流量分配满足需要；润滑油的理化性能满足要求要保证柴油机运转可靠，这三项条件必须同时满足通常情况，主油道的油压和油温正常，润滑系统的工作就是正常的，但这只能说明机油泵工作正常并不能反映流量分配是否正常。齿轮泵出口安装有溢流阀，如并联油路中某一条受阻，流量的变化就不可能从主油道的油压指示得到判断。发生这种情形时,由于个别轴承的不正常磨损而形成事故隐患，严重时可发生烧瓦事故.润滑油的温度与磨损存在密切联系。温度较低时，润滑油粘度高增加流动阻力，可能发生供油不足造成半干磨；温度较高时.润滑油粘度低可能破坏油膜，也会发生半干磨.油温过高和过低不但损伤轴承，还会加速润滑油的氧化变质，进而引起意外损伤甚至烧瓦。
3、燃油系统故障及分析
燃油系统工作不正常的结果是直接降低功率和热效率。功率下降后，必须增加供油量以满足增大功率的需要;热效率降低则使废热大量增加。增加的废热往往成为引发一些重大故障的根源，如活塞过热、排气门烧蚀、润滑油结焦和水温、润滑油温异常升高等。
4、冷却系统故障及分析
冷却系统工作不正常的影响是引起柴油机的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等.据资料介绍，水冷系统影响可靠性的一个特殊问题是缸套穴蚀，但不是所有水冷柴油机都存在穴蚀问题.
5、使用维护规程得不到有效贯彻
康明斯各系列柴油机在使用维护规程中制定了相应的技术措施。如果严格实施维护规程的规定，一般来说柴油机的运转是可靠的，但使用维护规程在实际生产工作中往往难以全面有效贯彻，运转可靠性也就难以保证。因此，柴油机经常发生故障甚至重大事故。
四、用诊断仪读取故障码和数据流
1、读取故障码
电控柴油发电机的故障码是电控柴油发电机诊断和排除的基础。因此，优先读取故障码，以最小限度地确定故障范围。
2、故障码的检测方法
（1）将点火开关由OFF位置旋至ON位置，不要起动柴油发电机，这时操作仪表盘上的故障指示灯应亮。
（2）这时发动机电控系统进行自检，如果电控系统无当前故障和历史故障，柴油发电机故障指示灯常亮而不闪烁，即可正常起动柴油发电机。
（3）如果电控系统发现系统存在当前故障或历史故障，柴油发电机故障指示灯不断闪烁，这时打开故障诊断开关，故障指示灯以故障码的形式显示。操作人必须排除当前故障，如果是历史故障，操作人必须确认故障已经排除，才可以正常起动柴油发电机。
（4）当柴油发电机无故障正常起动后，故障指示灯应熄灭。
在维修完毕后，需要清除故障码。清除故障码的方法与读取故障码方式相似，只需要按照诊断仪的提示，点击清除故障码即可清除储存在发动机控制单元内的所有故障码。当清除故障码后，仍需起动发动机运行，观察故障指示灯是否依然亮，若亮，说明原故障没有完全修复或自诊断系统又检测到有故障，必须再次维修，直至将故障完全修复为止。
3、柴油发电机数据流
发动机数据流是指发动机ECU与其传感器和执行器交流的数据参数。这种参数有些是从传感器、开关输送给ECU以供进行运算和分析的基础数据，有些则是从ECU输送给执行器的控制指令。这些数据在发动机运行控制过程中发挥了决定性的作用。同时，因发动机运行时各种物理状态数据值在不断变化（例如进气量、冷却液温度、喷油脉宽等），所以进行交换的数据参数的数值也在实时变化。当用发电机组故障诊断仪与诊断接口（OBD-II）驳接后，诊断仪就可以与发电机组上的包括发动机ECU在内的所有控制单元构成通信。则参数数据的传输就像队伍排队一样，一个一个通过诊断接口流向诊断仪，且随时间和工况实时变化。这样，维修人员就可以通过诊断仪观察和读取到数据，发电机组ECU中所记忆的数据流真实地反映了各传感器和执行器的工作电压和状态，为发电机组故障诊断提供了判断依据。
4、读取数据流
在康明斯故障诊断仪上读取柴油机控制系统的数据流的操作与读取汽车控制系统是类似的，诊断仪组成如图3所示，关键软件系统外观如图4所示。按照菜单指示就能进入读取数据流的界面。因不同诊断仪在使用操作上大同小异，在实际使用中，只需要遵照对应诊断仪的使用说明书正确操作就能读取到对应的数据流。需要指出的是，读取到的数据流需要与对应机型的维修手册中标准数据进行对照，判断出哪些数据流正常和失常，才能进入下一步的诊断工作。
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图3 康明斯故障诊断仪零件组成图 |
图4 康明斯故障诊断仪软件示意图 |
总结：
电控柴油机的故障诊断是有规律可循的，只要能按故障诊断的一些基本原则去查找故障，逐一排除非故障原因, 就有可能准确、迅速地找出故障所在。当发动机出现故障时，第一个基本原则是先外后内，由简单到复杂。例如先对电子控制系统以外的可能故障部位予以检查，这样可避免本来是一个电子控制系统无关的障碍，却对系统的传感器、电脑、执行器、结束等进行不必要的检查。
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