HP4型电控高压共轨柴油机故障诊断

HP4型电控高压共轨柴油机故障诊断 图9 泵单元结构及工作过程 (5)出油阀 出油阀结构如图10所示。出油阀有一个集成元件，由止回球、弹簧和保持件组成。当柱塞中的压力超过油轨中的压力时，止回球打开以排放 燃油。 图10 出油阀结构 (1)输油泵燃油总流程（图11） 图11 输油泵燃油总流程 HP4型输油泵结构与HP3型输油泵基本相同，它们是由泵单元（偏心凸轮、环形凸轮、两个柱塞）、SCV（吸入控制阀）、出油阀、燃油温度传感器和进油泵组成，主要差别是有三个柱塞。因为有三个柱塞，所以它们以120?的间隔围绕在环形凸轮外侧。此外，燃油输送量是HP3型泵的1.5倍，其结构如图13所示。因为凸轮轴的旋转使凸轮偏离中心旋转，所以环形凸轮伴随此运动上下移动，这使得三个柱塞进行往复移动（环形凸轮本身不旋转）。 图13 HP4型泵单元 油轨的结构组成如图14所示。油轨上装的零部件为油轨压力传感器（Pc传感器）、压力限制器，有些车型上还有流量缓冲器和压力排放阀。 图14 油轨结构图 其功能是向各汽缸喷射器分配由输油泵加压的燃油。 油轨压力限制器结构和工作原理如图15所示。如果压力异常高，则压力限制器打开以释放压力。如果 油轨中的压力异常高，压力限制器工作（打开）。它在压力降低到一定水平之后恢复（关闭）。由压力限制 器释放的燃油返回到油箱。 图15 压力限制器 压力限制器的操作压力取决于车辆型号，用于阀开启的压力大约为 140～230MPa，用于阀闭合的压力 大约为 30～50MPa。 油轨压力传感器（Pc 传感器）安装在油轨上。它检测油轨的燃油压力，然后发送信号给发动机 ECU。 这是一个半导体传感器，它利用了压力施加到硅元件上时电阻发生变化的压电效应。如图16所示。 图16 油轨压力传感器 流量缓冲器可降低加压管中的压力脉动，并以稳定的压力向喷射器提供燃油。流量缓冲器也可在出现 燃油过度排放时（例如喷射管道或喷射器出现燃油泄漏的情况） 切断燃油通道， 从而防止燃油异常排放。 有些流量缓冲器由一个活塞和球组成，而有些只有一个活塞。 （1）活塞和球结合型的工作原理 如图17所示，当高压管中出现压力脉动时， 它穿过量孔产生的阻力破坏了油轨侧和喷射器侧的压力 平衡， 因此活塞和球将移到喷射器一侧， 从而吸收压力脉动。正常压力脉动情况下， 由于油轨侧和喷射 器侧的压力会很快达到平衡， 因此活塞和球被弹簧推回到油轨一侧。如果出现异常排放（比如喷射器侧燃油泄漏导致）， 通过量孔的燃油量无法相抵，活塞将球推向座，这样燃油流向喷射器的通道被切断。 图17 活塞和球结合型流量缓冲器工作原理 （2）单活塞型的工作原理 如图18所示，活塞直接接触座，然后直接切断燃油通道。工作原理与活塞和球结合型的相同。 图18 单活塞型流量缓冲器工作原理 压力排放阀的结构与工作原理如图19所示。压力排放阀控制油轨中的燃油压力。当油轨压力超过目标喷射压力，或者当发动机ECU判断油轨的燃油压力超过目标值时， 压力排放阀电磁线圈被通电。这将打开压力排放阀通道， 使燃油能够流回到燃油箱， 并使油轨的燃油压力降低到目标压力。 图19 压力排放阀工作原理 喷射器根据ECU发出的信号，将油轨中的加压燃油以最佳的喷射正时、喷射量、喷射率和喷射方式喷射到发动机燃烧室中。 使用TWV（双向阀）和量孔对喷射进行控制。TWV对控制室中的压力进行控制，从而对喷射的开始和结束进行控制。量孔可通过限制喷嘴打开的速度来控制喷射率。 控制活塞通过将控制室压力传递到喷嘴针来将阀打开和关闭。 当喷嘴针阀打开时，喷嘴将燃油雾化并进行喷射。 喷射器共有三种类型：X1、X2和G2。 如图20所示。喷射器由一个喷嘴、一个控制喷射率的量孔、控制活塞和一个TWV（双向电磁阀）组成。X1、X2 和 G2 型的基本构造都相同。 图20 喷射器结构原理图 喷射器通过控制室中的燃油压力来控制喷射。TWV通过对控制室中的燃油泄漏进行控制，从而对控制室的燃油压力进行控制。TWV随喷射器类型的不同而改变(图21)。 图21 喷射器工作原理 当TWV未通电时，它切断控制室的溢流通道，因此控制室中的燃油压力和施加到喷嘴针的燃油压力为同一油轨压力。喷嘴针阀由于控制活塞的承压面和喷嘴弹簧力之间的差别而关闭，燃油未喷射。对于X1型，外部阀被弹簧力和外部阀中的燃油压力推向座，从而控制室的泄漏通道被切断。对于X2/G2型，控制室出油量孔直接在弹簧力作用下关闭。 当TWV通电开始时，TWV阀被拉起，从而打开控制室的泄漏通道。当泄漏通道打开时，控制室中的燃油流出，压力下降。由于控制室中的压力下降，喷嘴针处的压力克服向下压的力，喷嘴针被向上推，喷射开始。当燃油从控制室泄漏时，流量受到量孔的限制，因此喷嘴逐渐打开。随着喷嘴打开，喷射率升高。随着电流被继续施加到TWV，喷嘴针最终达到最大升程，从而实现最大喷射率。多余燃油通过如图所示的路径返回到燃油箱。 TWV通电结束时，TWV阀下降，从而关闭控制室的溢流通道。当溢流通道关闭时，控制室中的燃油压力立即返回油轨压力，喷嘴突然关闭，喷射停止。 为了改善喷射器的敏感度，将执行电压变为高电压，从而加速电磁线圈磁化和TWV响应。ECU中的EDU或充电电路将各自蓄电池电压提高到大约110V，它通过ECU发出的启动执行器的信号而施加到喷射器上。 其控制电路如图22所示。 图22 喷油器驱动电路 当HP3和HP4型电控共轨柴油发动机出现故障时，可以用两种方法进行诊断，一种是使用DST-1诊断仪进行诊断，另一种是使用故障指示灯进行诊断。其中，使用故障指示灯诊断步骤如下： 1.使用连接器短路：使用STT在DLC1端子8（TE1）和3（E1）之间或DLC3端子13（TC）和4（CG）之间形成短路。 2.将点火开关转到ON并计数MIL（故障指示灯）闪烁的次数（图23）。（全文完） 图23 故障诊断跨接端子及读码方法