高压共轨柴穿出机电控系统故障诊断方法

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  2017年1月1日起国家分阶段实施国5排放标准，对车用柴油机排放提出更加苛刻的环保要求。柴油高压共轨技术的普及应用，需要维修技术人员了解故障诊断原则，有清晰的诊断思路、丰富的实践经验、遵循科学的诊断方法，尽可能准确而迅速地找出故障所在。

    1 故障诊断的基本原剩
    1.1先外后内
    先外即发动机出现故障时，先对电控系统外的可能故障现象进行检查，包括发动机有无异响、发动机怠速工况是否正常、发动机排烟是否正常等，排除机械方面故障，这样可避免本来是一个与电控系统无关的故障，浪费了大量精力去查找电控系统的传感器、ECU、执行器和线路等。后内即对电控系统进行检查。
    1.2先简后繁、先熟后生
    能以简单、熟练方法检查的先予以检查，有难度的后查。通过看、摸、听、闻等直观方法将一些较为显露的故障迅速找出来，而对找不出故障的，需要借助仪器、仪表或其他专用工具进行诊断。
    1.3故障代码先行
    电控系统都有故障自诊断功能，当出现某种故障时，故障自诊断系统监测到故障并通过点亮发动机故障灯来警告驾驶人，与此同时以故障代码的方式存储该故障信息。故障诊断可通过人工或仪器读取故障代码，依据资料查出对应的故障代码含义。所以先从故障代码入手，再查找故障是故障诊断的必经之路。
    1.4故障代码、数据流综合分析
    仅靠读取的故障代码去排除故障，大多解决不了问题，需要专用的诊断仪读取数据流中的数据，分析引起数据不正常的原因，从中找出故障原因。有一辆申龙SLK6106F73客车，装用玉柴YC6G270-30发动机，发动机故障灯有时点亮，发动机限速1 500 r/min，有故障代码P1014（倒拖时燃油流量错误）、故障代码P1011燃油控制器故障）存储，清洗了柴油低压油路、计量单元，更换了柴油滤清器，故障并没解决。连接故障检测仪路试，观察计量单元触发电流变化，存在不稳定现象，对计量单元功能测试，确定该计量单元不可用。更换计量单元后试车，发动机工作正常了。
    1.5换件试验
    电控系统中有传感器和执行器、线束及连接器、ECU等，出现故障常由于零部件损坏、连接器接触不良的可能因素，这时想要具体查出故障原因可能要消耗比较多的时间。在实际故障诊断中，为能快速解决问题，找出故障，最便捷的方法莫过于对怀疑零部件采用新件替换试验，这样比一步步去查找要容易得多。
    1.6用排除法逐步缩小故障范围
    排除法在故障诊断中的应用，就是从故障现象中分析可能存有几个方面的故障，采用逐一排除几个方面的故障，最后确定故障的方法。也就是说凭维修经验，初步诊断出故障的大致范围，凭维修经验和直观诊断，排除几个不可能的方面，再依据诊断设备、仪表等对检测到的数据进行分析、对比，认准故障方面，找出故障原因。
    诊断设备包括有闪读码功能的随车自诊断系统、万用表、压力表、示波器、故障检测仪等。初步诊断依据报出的故障代码，对照故障代码表的故障提示，找出故障所在。更深入检查则依据故障检测仪数据流或示波器波形等分析异常之处，找出故障所在。特别是故障检测仪不断完善的各项测试功能，使发动机故障诊断更加得心应手。
2 故障诊断中应检查的几个方面
    2.1供电电源检查
    正常的电源供应是电控单元正常工作的必备条件，没有电源供应或者错误的电源供应都会造成电控系统不正常。如ECU无电源，会使发动机不能启动、仪表盘上的发动机故障灯无自检功能、故障检测仪无法连接ECU；电控系统欠压不能顺利启动，常报故障代码P150B（驱动级电路电压低于下限值）。电控系统中，ECU电源有一种由蓄电池直接供电，另一种由受点火开关ACC挡控制的ECU主继电器供电，大部分传感器由ECU提供5V电源。表1为博世、康明斯、德尔福系统ECU电源端子及电源继电器控制端子分布。
    常见的ECU供电电源故障，有线束、ECU连接器损坏等造成的电路虚接，熔断丝熔断和人为错误接线等，可参考表1去查找。

    对于ECU上的共用电源端，应注意由于外部电路短路引起欠压，造成发动机故障。如图1所示，在潍柴博世国4发动机电控单元（EDC17C44带SCR）上，K29、K68为24V的共用电源端，电源来自ECU内部继电器，为燃油含水率传感器、OBD指示灯、冷启动指示灯、空挡开关、驻车制动开关、离合器开关、诊断请求开关、排气制动开关、主制动开关、副制动开关、排气制动电磁阀、燃油含水率报警灯、启动继电器等供电。此共用电源线路较长，一旦某处短路造成欠压，会使车辆限速，报故障代码“114主继电器对搭铁短路”。排查方法为：断开ECU上的共用电源端连接线，另接一个24V电源来试验。


    2.2导通和断路检查
    从ECU到传感器和执行器中有线束和连接器，难免存在接触不良现象。在传感器或执行器端测量和ECU连接器间的电阻可以确认是导通，还是断路。对导通的要求为2点间电阻小于10Ω。断路的检查要求为2点间电阻值大于100 kΩ。参照故障车电控系统电路图，测量实际线路上的导通或断路很重要，对于虚接的线束，可以拉动线束试验。
    有一辆扬子客车，装用YC4F115-30发动机，行驶中发动机故障灯偶尔异常点亮，排气管冒黑烟，发动机工作无力，需熄灭发动机再次启动才会正常。连接故障检测仪，读得故障代码P1253 HMV阀控制器错误，压力太高，负极故障）、P1254 HMV阀控制器错误，压力太高，正极故障）。路试查看数据流，故障检测仪因突然断电进入休眠状态，需要重新开机，明显是瞬间断电造成的。查找虚接的188号电源线，发现该线熔丝在蓄电池边被腐蚀了，造成有时接触不好。更换该熔丝后试车，故障彻底排除。
    2.3搭铁短路、线线短路的检查
    整车线束穿梭于车架间，难免造成某处线束磨破，使导线铜丝裸露，造成对搭铁短路。线线间短路常由于磨破绝缘层或高温造成绝缘层熔化铜线私连。凡是未存在搭铁短路、线线短路的，要求测得导线间电阻、导线和搭铁间电阻大于100 kΩ。在维修中诊断因车辆振动造成搭铁、线线短路的，可以拉动线束试验，观察熔丝有无熔断。
3. 故障诊断中的基本技能
    3.1读取故障代码后的分析
    读取故障代码后并不是就找到故障了，还需要看数据流变化或依据其他诊断设备来读取数据，以分析故障所在。表2为笔者在维修中积累博世系统传感器的几组数据。一辆江铃顺达车，采用博世EDC17C55电控系统，发动机故障灯亮，报故障代码“P2455压差传感器信号值过高”。从表2博世系统传感器的测量数据表来看，插上压差传感器后，测得的信号电压为5V，明显大于0.5V，这是由差压传感器故障引起的，一旦颗粒氧化催化器（POC）堵塞，信号电压大于0.5V。

    3.2不要太留恋故障检测仪报出的QR码故障
    QR代码是电装公司（DENSO）开发的一种二维代码，用以对喷射量的校正。出现涉及QR码故障的，对于博世系统（BOCH）的可以不予以考虑。
    3.3要学会从电控系统电路图中找故障的经验
    由于各汽车生产厂家采用的电控系统众多，有着不同的线路连接，在故障诊断中学会从电控电路图入手，对于不明确的ECU线路连接，在ECU端子插上大头针测量到传感器是否导通。有一辆玉柴油YC4E160-30发动机，行驶中发动机故障灯亮，限速1 500 r/min。连接故障检测仪，读得故障代码“P0147没有另一个加速踏板信号”。更换加速踏板后试车，故障依旧。拔下ECU导线连接器，发现导线连接器上有水，用压缩空气吹干后试车，一切正常。
    3.4查找不能启动故障诊断的方法
    查找不能启动故障诊断需要学会3步查的方法：第1步看电，即看电控系统有无电源、电控系统有无自检、传感器5V电源是否正常、信号电压是否正常；第2步看同步，即看曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器两者的同步数是否符合要求；第3步看油，即看油轨压力及喷油器循环油量，保证油轨压力达到300 bar（1 bar=100 kPa）。
    懂得EGR系统（排气再循环）、SCR系统（选择性催化还原）故障，会引发发动机减转矩、工作不正常等故障的出现。

唐唐