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

博联汽修2019-06-27 19:45:18

鼎合博世

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


序号

故障模式

故障现象

故障机理分析

1

燃油计量阀线路开路或者短路
(与ECU的连接线路故障)

1、亮故障灯

2、产生相应的故障码 :P0251(燃油计量阀驱动故障- 开路)、 P0254(燃油计量阀驱动故障-对电源短路)、 P0253(燃油计量阀驱动故障-对地短路)、 P160E(主继电器1驱动线路故障-对电源短路)或者P160F(主继电器1驱动线路故障-对地短路);

3、控制器加大高压油泵的供油量;

4、燃油压力超高,泄压阀冲开;

5、诊断仪显示轨压为700-760Bar;

6、发动机限转速,限速范围内油门仍起作用。

1、燃油计量阀与ECU之间的线路连接有两根:电源线和信号线;
2、电源线和信号线开路、信号线对电源短路以及信号信号线对地短路分别对应故障码P0251、P0254和P0253。
3、电源线由ECU内部的主继电器控制,所以电源线短路会导致故障码P160E或者P160F。

2

燃油计量阀及其接插件损坏
(内部电气连接异常故障)

在使用、保养、拆卸、搬运以及装配过程中的不适当操作有可能会导致燃油计量阀及其电气接插件出现碰伤、变形、内部结构损坏,甚至泄漏等故障,导致电气连接异常。

3

燃油计量阀与ECU线束之间的接插件连接异常

接插件针脚弯折、断裂、老化、磨损、锈蚀、结构失效等以及接插件进水,导致接插件连接异常。

4

燃油计量阀驱动电流及工作状态异常

1、亮故障灯

2、产生相应的故障码 :P025D(燃油计量阀AD通道信号故障-电压超高)、 P025C(燃油计量阀AD通道信号故障-电压超低)或者P0252(燃油计量阀驱动故障-超温);

3、控制器加大高压油泵的供油量;

4、燃油压力超高,泄压阀冲开;

5、诊断仪显示轨压为700-760Bar;

6、发动机限转速,限速范围内油门仍起作用。

1、计量阀参数不配套或进脏物改变了参数(比如计量单元电阻发生显著变化);
2、计量阀内部驱动电流监测模块故障;
3、ECU故障,导致驱动信号异常。

5

燃油计量阀卡滞--卡滞在小开度位置

1、轨压低于目标值,发动机动力不足;

2、可能产生如下故障码:P1011(轨压闭环控制模式故障0--轨压低于目标值)、P0087(轨压闭环控制模式故障3--轨压较低)或者P1019(轨压闭环控制模式故障12--轨压低于目标值)。

燃油计量阀卡滞会导致轨压闭环控制断链,当计量阀卡滞在小开度位置时在某些工况下会出现实际轨压偏低或者低于目标值的情况,当目标轨压与实际轨压正差值超过某一阈值时,会触发相应的故障码;这种情况和油泵综合供油能力下降类似,当油泵综合供油能力降低到一定程度,喷油量又较大时,即使计量阀开度最大,轨压也无法建立到ECU设定的目标值,ECU可能会报故障码,但并不能区别是计量阀卡在开度相对小的位置,还是综合供油能力下降。
此外,燃油计量阀阀芯发卡,车在上坡或加速时开不到最大位置,也可能导致实际轨压低于目标值的情况。

6

燃油计量阀卡滞--卡滞在大开度位置

1、轨压高于目标值,车辆加速或上坡时,容易出现泄压阀冲开的故障现象;

2、可能产生如下故障码:P1013(轨压闭环控制模式故障2--轨压高于目标值)、 P0088(轨压闭环控制模式故障4--轨压超高)、 P1014(轨压闭环控制模式故障7--overun模式供油量过大)或者 P1018(轨压闭环控制模式故障10--供油量过大)。

燃油计量阀卡滞会导致轨压闭环控制断链,当计量阀卡滞在小开度位置时在某些工况下会出现实际轨压偏高或者高于目标值的情况,当目标轨压与实际轨压正差值超过某一阈值时,会触发相应的故障码;另外,燃油计量阀有零供油状态,如果零供油状态实际不是零供油,则有可能是因为燃油计量阀卡在相对开度较大位置。