BOSCH高压共轨系统燃油计量阀与溢流阀故障排查、拆检指导规范

张掖农机2018-06-07 08:18:59

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一、适用范围

适用于配套BOSCH高压共轨燃油喷射系统的玉柴国3、国4系列电控柴油机。

二、工作原理介绍

燃油计量阀和溢流阀是博世共轨高压油泵中故障率比较高的两个关键部件,其结构原理如下图所示。大部分情况下,通过精确定位故障部位和故障类型,单独拆检、清洗或者更换燃油计量阀和溢流阀部件可以避免不必要的整泵更换。

      图1 燃油计量阀和溢流阀的结构原理示意图

燃油计量阀是一个比例电磁阀,一般安装在高压油泵的进油位置,由ECU输出的PWM信号控制;ECU通过改变PWM信号的占空比来控制燃油计量阀的开度,来控制进入柱塞的燃油量,从而控制共轨管压力。

玉柴博世共轨电控柴油机中不同的机型,依据所应用的高压油泵型号以及具体控制策略的不同,其采用的燃油计量阀结构、特性、安装位置及电气接口形式略有不同,在维修更换时一定要注意区别,特别是根据缺省状态(断电情况下)特性的不同,燃油计量阀分为常开型和常闭型两种类型。在实际应用中可以根据共轨管上是否存在泄压阀来进行判断:一般商用车平台发动机共轨管都有泄压阀,其燃油计量阀为常开型;乘用车平台发动机共轨管没有泄压阀,其燃油计量阀为常闭型。

对于常开型燃油计量阀,其默认工作状态为常开,不通电状态下流量最大,电流特性如下图所示(常闭型电流特性正好相反):

                     图 2 常开型燃油计量阀电流特性示意图

溢流阀是一个多级机械阀,用于调节输油泵出油压力,对于保证油泵的润滑和回油正常至关重要。当燃油计量阀进口油压过高时(一般为0.1MPa),溢流阀将打开回油口,使燃油重新回到输入泵入口或者燃油箱。

三、常见故障模式与故障分析

不同的机型,依据所应用的燃油计量阀类型以及具体控制策略的不同,其故障现象与故障码定义会略有不同,但基本排查思路是一致的。下述表格以EDC7系统常开型燃油计量阀为例,对燃油计量阀的常见故障模式进行了汇总分析:

                       燃油计量阀的常见故障模式

注明:对于油品质量问题导致的燃油计量阀卡滞或者损坏故障,在修复或者更换燃油计量阀后,必须同时更换清洁的合格燃油;另外,对于常闭型燃油计量阀,在发生线路故障时,燃油计量阀是全关的,并且共轨管上不会有泄压阀,发动机将无法启动。

                                 溢流阀的常见故障模式

四、故障排查方法与操作流程

燃油计量阀的故障排查方法

预先检查

1、蓄电池电量充足

2、车辆供电线路及保险丝均正常

3、所有接头均正常,接头无松动或者引脚锈蚀

检测工具

1、万用表、诊断仪

2、跳线盒,导线若干

电路/接线图

根据具体机型,查找相关技术资料,确认燃油计量阀的安装位置、接插件引脚定义、ECU引脚定义以及两者之间线路连接。根据所用ECU硬件版本的不同,其相应的电路/接线图略有不同,以EDC7系统为例,其燃油计量阀与ECU的引脚定义及线路连接如下图所示:

图 3 燃油计量阀与ECU的引脚定义及线路连接示例

其中:

检测步骤及方法

1 供电检查

1.1 将点火开关置于OFF档

1.2 拔出燃油计量阀单元接头

1.3 将点火开关置于ON档

1.4 测量燃油计量阀单元接头引脚1到车厢地的电压,正常值应23-28V

如有异常,则可能的故障原因:保险丝、线束、接头、控制单元损坏

2 线路检查

2.1线束开路检查

2.1.1 将点火开关置于OFF档

2.1.2 拔出ECU接插件3

2.1.3 拔出燃油计量阀单元的接头

2.1.4 测量燃油计量阀单元接头引脚1和2分别到ECU 3.09和3.10的电阻,正常值为0欧姆

如有异常,则可能的故障原因:线束、接头损坏

2.2 线束短路检查

2.2.1 将点火开关置于OFF档

2.2.2 拔出ECU插接头3

2.2.3 拔出燃油计量阀单元的接头

2.2.4 测量燃油计量阀单元接头引脚1和2分别到车厢地的电阻,正常值大于1M欧姆

如有异常,则可能的故障原因:线束、接头损坏

3 部件检查

3.1 阻值检测

3.1.1 将点火开关置于OFF档

3.1.2 拔出燃油计量阀单元接头

3.1.3 测量燃油计量阀单元引脚1和2之间的电阻,正常值为2.6-3.15 欧姆

如有异常,则可能的故障原因:燃油计量阀单元损坏

3.2 声音判断

听声音判断工作是否异常。燃油计量比例电磁阀在断电时关闭,切断低压油路与高压油路的联系,在通电时则打开。因此,点火开关ON时,应听到燃油计量比例电磁阀发出连续不断的嗡鸣声,且把手放上应能够感到明显震动。

如有异常,则可能的故障原因:燃油计量阀单元损坏

燃油计量阀检修注意事项

1、由于燃油系统油路本身的故障,比如油品质量、油泵磨损等原因间接导致的燃油计量阀磨损或者卡滞故障,在更换新的燃油计量阀的同时,必须同时对整个燃油系统油路进行检查、清洗并更换符合标准的燃油。

2、因为高压燃油溢出时产生的巨大压力可能对皮肤和眼睛造成严重伤害,同时泄漏出来的高压燃油在遇到到发动机高温零部件或排气系统时可能会被点燃,有发生火灾的危险。所以对于在对包括燃油计量阀等高压燃油系统及其相应部件进行任何操作时,务必要遵守厂家提供的拆装规范。

3、在发动机运转时,绝对不能拆装燃油计量阀。

4、在检查、拆装高压燃油零部件前须确保残余的燃油压力已完全消除。

5、只有在发动机冷机时,才能对高压燃油系统进行检修。当需要拆开高压输油管路和零部件时,尤其要注意这一点。

6、燃油计量阀有常开型、常闭型两种,检修时应特别注意。

7、在对高压油泵或者燃油计量阀进行拆检、搬运和安装过程中,需要注意轻拿轻放,避免不恰当的载荷,并对相关燃油接口进行保护。

图4 高压油泵搬运损坏与接口保护示例


五、拆装方法与操作流程

1 燃油计量阀的拆装

1.1 工具

M5内六角扳手或M5内六角安装套筒

1.2 拆卸步骤

1.2.1 使用常规清洗剂清洗燃油计量阀及其附近区域,然后用压缩空气将其吹干。

1.2.2 拔下连接在计量阀上的线束,并保证线束、接口等做好保护避免污染。

1.2.3 用扳手或套筒将燃油计量阀的紧固螺丝先松开1-2圈,尽可能抽吸掉计量阀区域内散落的颗粒物,例如油漆或者脏污颗粒。

1.2.4 松开并且取出紧固螺钉。拉拔并转动计量阀,将其从壳体中取出。同时对泵体上的计量阀孔做好防护避免污染。

1.3 安装步骤

1.3.1 使用适当的清洗剂清洗新零件以及重新使用的零件,然后用过滤后的压缩空气将其吹干。

1.3.2 从泵体上的计量阀孔中抽吸可能存在的颗粒。

1.3.3 涂抹一些非酸性凡士林来润滑密封圈、密封面、咬口密封、弹簧、阀球以及螺塞。

1.3.4 检查计量阀装入泵体端是否有赃污、沉积物或者损伤(裂纹),吸出可能存在的脏污颗粒。

1.3.5 将平垫圈放在计量阀上,按压并转动计量阀使之进入泵壳之中,上紧紧固螺钉,力矩为6-7 N.m。插好连接线束。

2 溢流阀的拆装

2.1 工具

扳手、套筒

2.2 拆卸步骤

2.2.1 使用常规清洗剂清洗溢流阀及其附近区域,然后用压缩空气将其吹干。

2.2.2 用扳手将溢流阀松开1-2圈,尽可能抽吸掉溢流阀区域内散落的颗粒物,例如油漆或者脏污颗粒。

2.2.3 松开并取下溢流阀,同时对泵体溢流阀孔做好防护避免污染。

2.3 检查

2.3.1 查看拆下的溢流阀腔内是否有赃污、沉积物,如有用适当的清洁剂清洗并用过滤后的压缩空气将其吹干。

2.3.2 按压阀芯看是否有卡滞现象,如有需更换新的溢流阀。

2.4 安装步骤

2.4.1 使用适当的清洗剂清洗新零件以及重新使用的零件,然后用过滤后的压缩空气将其吹干。

2.4.2 从泵体上的溢流阀孔中抽吸可能存在的颗粒。

2.4.3 涂抹一些非酸性凡士林来润滑密封圈,将其旋入泵体,上紧力矩为20N.m(M14的溢流阀)、35N.m(M16的溢流阀)。