柴哈的进来，一个典型案例的分析

michaelmichael · 发表于 2008-5-29 21:39

故障现象
一辆2007年款后轮驱动的长城哈弗CUV车，行驶里程2300km，搭载GW2.8TC型增压共轨柴油发动机、5速手动变速器。据用户反映，该车发动机有冒黑烟现象。
故障诊断
接修该车后，启动发动机，能顺利启动。发动机怠速平稳、加速有力，但是怠速运转时排烟为灰白色；均匀加速，排气管冒黑烟；突然加速，黑烟滚滚。
在阐述故障诊断之前，有必要对GW2.8TC型增压共轨柴油发动机进行简单介绍。该款发动机是保定长城内燃机制造公司于2006年8月推出的，为我国第一款具有自主知识产权的增压共轨发动机，采用了BOSCH公司的CRS2.0高压共轨式供油系统。其系统的最大供油压力为145MPa，供油过程由BOSCH EDC16C39型电控单元进行控制。
发动机电控系统主要由各种传感器、ECU、执行器及连接线束等组成。其传感器有水温传感器（负温度系数、2个接线端子）、发动机转速传感器（电磁感应式，有3个接线端子）、凸轮轴相位传感器（霍尔效应式、3个接线端子）、加速踏板位置传感器（双电位级式、6个接线端子）、空气流量传感器（热膜式、4个接线端子）及共轨压力传感器（压敏元件式、3个接线端子）。ECU控制的执行器有喷油器（2个接线端子）、高压油泵进油计量比例电磁阀（2个接线端子）、EGR电磁阀（2个接线端子）、预热塞、空调及电动风扇等。
发动机的燃油供给系统由低压油路及高压油路组成。低压油路由油箱、输油管、燃油滤清器（带油水分离器、手油泵）、输油泵（齿轮式、位于高压油泵内部）及高压油泵的低压区部分组成；高压油路由高压油泵高压区、共轨、高压油管及喷油器等组成。GW2.8TC型增压共轨柴油机的供油系统布置如图1所示

图1 GW2.8TC型增压共轨柴油发动机供油系统管路布置
1-油箱；2-燃油滤清器；3-回油阀；4-回油三通；5-高压油泵进油计量比例电磁阀；6-CP1H高压油泵；7-输油泵；8-共轨压力传感器；9-高压共轨；10-喷油器；11-EDC 16C39电控单元

该款柴油机的供油量、供油提前角及供油规律，均由ECU主要根据加速踏板位置传感器、发动机转速传感器、空气流量传感器及水温传感器等输出的参数通过喷油器上的电磁阀控制。喷油压力由ECU根据工况的需要，通过高压油泵进油计量比例电磁阀进行控制。
连接长城汽车专用的元征X431故障诊断仪，点火开关ON，进入发动机诊断功能，读取故障码，无故障码输出；打着火后，发动机怠速运转待水温上升后，读取发动机系统的数据流（共40个），部分数据流如表1所示。

表1 GW2.8TC型发动机数据流（部分）
数据流项目	参数值
发动机转速	799r/min
燃油系统轨压	31.64Mpa
轨压设定值	30.95Mpa
实际轨压最大值	31.42Mpa
轨压传感器输出电压值	1.20V
当前系统喷油量	8.63mg/cyc
进气系统要求的EGR率	60.78%
加速踏板1电位计电压值	0.80V
加速踏板2电位计电压值	0.39V
滤波前的加速踏板度	0.00%
系统设定的喷油量	9.02mg/cyc
轨压控制器供油预控值	1.11cm3/s
油量计量单元供油设定值	1.64 cm3/s
空气质量流量传感计温度信号输出的占空比	7.06%
水温传感器输出的低电压值	1.30V
发动机冷却水温	63.86℃
电池电压	14.47V
油量计量比例电磁阀输出占空比	20.17%

帮你搞好了

[ 本帖最后由上校于 2008-5-29 22:04 编辑 ]

michaelmichael · 发表于 2008-5-29 21:39

分析数据流，未发现明显异常的数据。用故障诊断仪的“发动机测试”功能，通过逐缸断油，来判断各缸是否工作正常，测试结果说明发动机的4个汽缸怠速良好。
考虑到该车为新车、发动机怠速运转平稳、加速性能良好、数据流无明显异常，但发动机冒黑烟等现象，结合以前维修柴油机的经验，决定重点检查加速踏板位置传感器、冷却液温度传感器、喷油器、EGR电磁阀及EGR阀、涡轮增压器等。
加速踏板位置传感器检查——连接故障诊断仪，点火开关ON，读取其数据流。加速踏板从不踩到完全踏到底的过程中，加速踏板位置传感器的1#电位计输出电压值从0.8V逐步增加到4V；2#电位计输出电压值从0.4V逐步增加到2V；并且随着踩加速踏板位置的不同，1#电位计输出电压值始终是2#电位计输出值的2倍。上述检测说明加速踏板位置传感器性能良好。
冷却液温度传感器检查——关闭点火开关，拆下水温传感器，测量线束侧插头电压为5V；加热水温传感器测量其电阻值的变化，在20℃时电阻值为2530Ω，在100℃时电阻值为180Ω。各测量值都在正常范围内。
涡轮增压器检查——该发动机采用了废气涡轮增压装置（增压器为三菱TF035HM型、最高转速180000r/min、最高压比为2），由机械式的排气放气阀控制增压压力。检查增压器的涡轮、压气机及润滑部分，未发现异常；用手动真空泵检查排气放气阀，动作良好。
EGR电磁阀及EGR阀检查——EGR电磁阀有两个接线端子，由ECU控制，测量其电阻值，正常；拆下EGR，发现阀门处有积炭，但关闭良好。用化油器清洗剂清洗了EGR阀，EGR电磁阀及EGR阀应该无故障。
喷油器检查——喷油器为BOSCH CR1P2型，喷油器规格为6×0.137，电磁阀灵敏度为0.2ms。拔下主继电器发动机打着火后，待发动机自然熄火（卸压），关闭点火开关，拔下喷油器插头，测量各喷油器线圈的阻值为0.7Ω左右，供电电压为12.4V，正常；拆下高压油管、喷油器，发现喷油器喷嘴积炭严重；分解喷油器下体，用化油器清洗剂检查发现所有喷油器的喷孔均未堵塞。考虑到喷嘴积炭严重，用柴油机专用的超声波清洗仪清洗了所有喷油器（注意：若更换新的喷油器，必须用故障诊断仪进行“匹配”，并输入新的喷油器的代号）。
检查至此，未能发现故障原因。将相关部件重新装配好后，启动发动机，故障依旧。此时，想到该故障会否是由于燃油不良造成的呢。询问驾驶员得知该车始终在中石化加油站加0#柴油，从未在小的加油站加油。从燃油滤清器通往油箱的油管，放了一矿泉水瓶的柴油，肉眼观察未发现问题。无奈之下，决定更换中石油的0#柴油试试。将原油箱的燃油全部放出，加入10L中石油的0#柴油，用手给油泵放气后，启动发动机，怠速运转约5min后，突然踩加速踏板，发动机排烟居然恢复正常。看来发动机冒黑烟故障的确渊于燃油品质。两种不同厂家生产的柴油，除色泽、透明度有所区别外，由于不具备燃油检测手段，很难具体分析出故障原因。
维修小结
最近一段时间以来，在其它地区也发现了GW2.8TC型增压共轨柴油发动机冒黑烟故障，更换中石油的0#柴油，清洗喷油器及EGR阀后，加速冒黑烟故障便消除。有的地区已将此信息反馈到中石化。对此类故障，维修时请注意燃油品质，以避免走弯路。

michaelmichael · 发表于 2008-5-29 21:40

专·家·点·评

解决任何故障，作为维修技术人员，我们首先应该全面分析导致该故障的可能故障原因，并根据故障原因的分析有针对性地进行检测。虽然该车是采用最新的电控共轨柴油喷射系统，但是冒黑烟的故障仍然应是燃烧不良（柴油没有完全燃烧）的结果。我们应该首先从这一点出发对产生故障的可能性进行分析，而不是一来就对电控系统进行检测。汽车故障的检测并不是对车辆的所有系统和部件一个不漏地检查一遍，而是要分析该检查什么不该检查什么？该案例作者对电控共轨系统的组成和各个部分的检测均作了十分详细的介绍，我们就当是为广大读者提供些维修技术资料以便于广大读者今后参考使用吧。
就该案例，柴油机排气冒黑烟，从根本上分析不外乎以下几个方面的原因：一是汽缸压力不足，压缩不良，燃烧不充分；二是共轨中的柴油压力偏低，雾化不良；三是共轨中的压力偏高，喷油过多，混合气过浓；四是喷油正时不当或者配气相位错误；五是喷油器脏污，喷油雾化不良，混合气形成不充分；六是电控系统相关参数错误（一般会记录故障代码或者从数据流中可以发现问题）；七是燃油品质不好，柴油的十六烷值不当或者柴油含有的胶质较多，容易形成积炭。有了上面的分析再加上该车是新车只行驶2300km，可以排除机械方面出现问题的可能性；通过故障代码和数据流可以排除电控系统方面的问题；剩下的就只有喷油器脏堵和燃油品质问题了，燃油品质问题常常容易被维修人员忽略。作者在文章最后的小结中提醒得非常好，中石化的柴油的确和中石油的柴油有差异，提醒广大维修技术人员引起高度重视。
另外想说一点就是，我发现很多维修人员在维修中总是重复检测。像本案例，作者用检测仪器检测了动态数据流，也知道“数据流无明显异常”，但是作者还是“老老实实”地对每个传感器和执行器进行了“检查”，有必要吗？如果你能查出问题的话，数据流肯定也就不正常了，既然各个数据都正常，这就足以说明传感器本身及线路等没有问题，就没有必要再这么“老实”地去一一检测了，有那时间倒不如多动动脑筋，想想问题，或者浪漫一点听听歌都好！