一輛行駛行駛里程約59000km的長(zhǎng)城哈弗2007 兩驅(qū) CUV 車。該車裝配了長(zhǎng)城 GW2.8TC型柴油高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)。車主反映，發(fā)動(dòng)機(jī)要6~8 次起動(dòng)才能著車，著火后在較短時(shí)間內(nèi)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠順利起動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)間超過(guò)20min 以后，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)也要 6~8次起動(dòng)才能著車。因該故障先后多次在多家修理廠檢修過(guò)，故障沒(méi)能排除，來(lái)我院修配廠進(jìn)行檢修。
接車后，首先進(jìn)行了試車。用起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，到第 6 次起動(dòng)時(shí)才著車。起動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，怠速不穩(wěn)，但上路行駛時(shí)，加速和動(dòng)力性能和正常時(shí)沒(méi)有大的變化?；氐焦S，連接故障診斷儀讀取故障碼，顯示無(wú)故障碼，系統(tǒng)正常。
詢問(wèn)客戶得知，該車做過(guò)以下檢查和修理：更換了蓄電池，起動(dòng)機(jī)；檢查了預(yù)熱控制器，更換了預(yù)熱塞；檢查了燃油品質(zhì)，更換了燃油，對(duì)燃油供給系統(tǒng)高、低壓進(jìn)行了排空；檢查了氣門間隙，配氣正時(shí)，測(cè)量了缸壓；檢查了水溫傳感器、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)油計(jì)量比例閥、共軌壓力傳感器；測(cè)量了共軌壓力，檢查了噴油器，均未排除故障。
鑒于該車已做過(guò)詳細(xì)檢查，筆者沒(méi)有急于檢測(cè)，而是首先對(duì)長(zhǎng)城GW2.8TC 型柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)組成及工作過(guò)程進(jìn)行梳理。
一、長(zhǎng)城GW2.8TC 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌系統(tǒng)組成及工作過(guò)程
長(zhǎng)城 GW2.8TC 型柴油高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)是長(zhǎng)城汽車公司和德國(guó)博世（BOSCH）聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，采用了國(guó)際先進(jìn)的高壓共軌燃油直噴技術(shù)（BOSCH公司的 CRS2.0高壓共軌式燃油供給系統(tǒng)），通過(guò)ECU 電腦靈活精確控制，燃油噴射力大，霧化好，動(dòng)力強(qiáng)勁而平穩(wěn)，噪音低，低速加速性良好，節(jié)能環(huán)保，達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)。
1．GW2.8TC 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌系統(tǒng)組成
GW2.8TC 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌系統(tǒng)組成見(jiàn)圖 1，主要由各種傳感器、ECU、執(zhí)行器及連接線束等組成。傳感器是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)或狀態(tài)，將非電量的有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后將相關(guān)信息提供給ECU。傳感器有：水溫傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸相位傳感器、腳踏板位置傳感器、空氣流量傳感器、共軌壓力傳感器以及大氣壓力傳感器 （在ECU 內(nèi)）、燃油含水率傳感器等。ECU的作用是負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)信息的采集、處理、傳輸、診斷和程序控制。執(zhí)行器接收ECU 指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，執(zhí)行器有：噴油器電磁閥、高壓油泵的進(jìn)油計(jì)量比例電磁閥、EGR 電磁閥、預(yù)熱控制器等。
2．GW2.8TC 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓共軌系統(tǒng)工作過(guò)程
起動(dòng)時(shí)，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，電控單元 ECU 根據(jù)水溫傳感器信號(hào)計(jì)算燃燒室預(yù)熱及預(yù)熱時(shí)間，提升燃燒室溫度。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸，曲軸帶動(dòng)高壓油泵，把高壓油泵中的燃油壓入共軌管中，送入電控噴油器。電控單元 ECU 根據(jù)曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器信號(hào)，判斷出1 缸上止點(diǎn)位置，電控單元 ECU根據(jù)水溫傳感器信號(hào)計(jì)算起動(dòng)時(shí)噴油量和進(jìn)氣預(yù)熱及預(yù)熱時(shí)間，ECU向電控噴油器發(fā)出指令，通過(guò)控制噴油器電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時(shí)、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室，最終到達(dá)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，ECU 根據(jù)加速腳踏板位置傳感器、空氣流量傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、車速傳感器、空調(diào)、發(fā)電機(jī)電壓等的信號(hào)，通過(guò)占空比信號(hào)控制高壓油泵上的進(jìn)油計(jì)量比例電磁閥，確定共軌管內(nèi)的燃油壓力。通過(guò)噴油器上的電磁閥，控制供油提前角、供油量和供油規(guī)律。滿足發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、怠速、平穩(wěn)等運(yùn)轉(zhuǎn)模式。ECU 同時(shí)控制 EGR 裝置、預(yù)熱塞、空調(diào)、電風(fēng)扇等與柴油機(jī)工作有關(guān)的其他裝置的工作。
二、診斷排除
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制過(guò)程得知，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，曲軸位置傳感器信號(hào)、凸輪軸位置傳感器信號(hào)、水溫傳感器信號(hào)要有效；共軌管中要有足夠壓力；ECU 能向電控噴油器發(fā)出指令；噴油器能夠?qū)⑷加蛧娙肴紵?；氣缸壓縮行程結(jié)束要有足夠壓力；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，轉(zhuǎn)速達(dá)到起動(dòng)要求；燃燒室預(yù)熱及預(yù)熱時(shí)間正確；發(fā)動(dòng)機(jī)才能順利起動(dòng)。
結(jié)合故障現(xiàn)象分析認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可判斷控制單元ECU、曲軸位置傳感器信號(hào)、凸輪軸位置傳感器信號(hào)、噴油器噴油、氣缸進(jìn)氣及氣缸壓力均正常。由于蓄電池能夠6~8 次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)，說(shuō)明蓄電池容量、電壓，起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速均能夠達(dá)到起動(dòng)要求；為此針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難重點(diǎn)應(yīng)做以下檢查。
1．檢查水溫傳感器
水溫傳感器接線見(jiàn)圖2，檢測(cè)方法如下：
（1）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量水溫傳感器信號(hào)針腳與地線針腳之間的電壓為 0.22V（正常 0.2～2.5V 之間）。
（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接入檢測(cè)儀，讀取水溫?cái)?shù)據(jù)流，踩下油門踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升，觀察水溫有變化。
（3）將水溫傳感器工作部分放入水中加熱，測(cè)量針腳之間電阻變化情況，符合表1。
通過(guò)上述檢測(cè)，證明水溫傳感器工作正常。
2．檢查預(yù)熱控制器
預(yù)熱控制器接線見(jiàn)圖 3，任何情況下，30# 針腳電壓應(yīng)與蓄電池電壓一致。將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接到“ON”擋時(shí)，86#針 腳 電 壓 為12V。預(yù)熱燈點(diǎn)亮?xí)r，K 針腳電壓為0V，Di 針腳電壓為 12V。預(yù)熱塞處電壓應(yīng)與蓄電池電壓一致。預(yù) 熱 結(jié) 束 后 ，K針 腳 電 壓 為12V，Di 針 腳 電壓為 0V，預(yù)熱塞處無(wú)電壓。
以上檢查均證明預(yù)熱控制電路工作正常。
3． 共軌管中壓力檢測(cè)
軌壓傳感器接線見(jiàn)圖4。檢測(cè)方法如下：接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)情況下，用萬(wàn)用表測(cè)量3#針腳與1#針腳之間電壓應(yīng)為5V。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，檢測(cè)2#針腳與1#針腳之間輸出電壓，在怠速、中速及高速滿負(fù)荷共軌壓力值應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高不斷提升。電壓與共軌壓力的關(guān)系符合下表2。
經(jīng)檢測(cè)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，共軌壓力傳感器輸出電壓值為0.7V 左右，而 GW2.8TC 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)需要達(dá)到 1.06V（25MPa）以上。實(shí)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)共軌管中壓力明顯低于正常起動(dòng)數(shù)值，由此判斷共軌管中共軌壓力低是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難主要原因。
4．共軌壓力低的排查
是什么原因造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，共軌管中壓力低呢？采取先易后難、先表后里的檢查方法，重點(diǎn)做如下檢查：
（1）查看高、低壓供油管路及連接處無(wú)泄漏。
斷開(kāi)燃油濾清器出油管接頭，按動(dòng)手油泵，燃油噴出 30cm 左右，說(shuō)明低壓供油管路無(wú)堵塞現(xiàn)象。在低壓油路中連接透明膠管在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)未發(fā)現(xiàn)氣泡，油路中的柴油流動(dòng)也很均勻，證明低壓供油管路無(wú)泄漏。
（2）檢查控制燃油壓力的進(jìn)油計(jì)量比例閥，接線見(jiàn)圖 5。
測(cè)量進(jìn)油計(jì)量比例 1# 與 2# 針腳之間電阻為 3Ω（正常）。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)情況下，用耳聽(tīng)進(jìn)油計(jì)量比例閥應(yīng)有嗡鳴聲音，用手靠近進(jìn)油計(jì)量比例閥有震動(dòng)感，說(shuō)明ECU 能夠通過(guò)占空比控制進(jìn)油計(jì)量比例閥。拆下進(jìn)油計(jì)量比例閥，不通電情況下，進(jìn)油計(jì)量比例閥應(yīng)處在全閉狀態(tài)，旁通油道與出油道為關(guān)閉狀態(tài)。向進(jìn)油計(jì)量比例閥通0～5V直流電，隨著電壓的升高直至5V的時(shí)候，進(jìn)油計(jì)量比例閥逐漸全部打開(kāi)，旁通油道與出油道處在暢通狀態(tài)。以上檢查均證明進(jìn)油計(jì)量比例閥工作正常。
（3）檢查發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，噴油器的回油量。
拔下所有噴油器線束插頭，斷開(kāi)噴油器回油三通處的噴油器回油管，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察噴油器回油量（正常情況，在軌壓低于 60 MPa 的條件下，噴油器應(yīng)無(wú)回油或回油量很?。?。實(shí)際觀察，回油量比正常的大，由此說(shuō)明噴油器內(nèi)部電磁閥泄油孔存在燃油泄漏。
5．噴油器故障診斷
依次在共軌管處斷開(kāi)各缸高壓油管，封堵共軌管出油口，拔下所有噴油器線束插頭，用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，查看噴油器回油量變化情況，當(dāng)封堵 3 缸共軌管出油口時(shí)，噴油器回油量沒(méi)有了，說(shuō)明 3 缸的噴油器出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。
更換 3 缸的噴油器，進(jìn)行試車，發(fā) 動(dòng) 機(jī) 起 動(dòng) 正常。
三、故障分析
造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難故障原因是噴油器內(nèi)部電磁閥泄油孔存在 燃 油 泄 漏。根據(jù)噴油器的工作原理，見(jiàn)圖6，當(dāng)噴油器電磁線圈 3 未得電，噴油器關(guān)閉時(shí)，泄油孔 7 也處于關(guān)閉狀態(tài)，在針閥控制腔 8 內(nèi)建立起共軌高壓，同樣，在噴油器針閥承壓腔13 內(nèi)也會(huì)形成共軌高壓。在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，共軌管中要保持足夠的共軌壓力，便于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，但是，由于球閥 6 與球座封閉不嚴(yán)，造成燃油發(fā)生泄漏。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)一段時(shí)間后，共軌管中壓力不存在或很小，發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)，由于起動(dòng)轉(zhuǎn)速較慢，再加上噴油器內(nèi)部泄漏，共軌管中一時(shí)難建立起足夠的共軌壓力，造成起動(dòng)困難。但經(jīng)過(guò)多次起動(dòng)后，共軌管中壓力就慢慢建立起來(lái)了，等共軌壓力達(dá)到 25MPa 以上，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以正常起動(dòng)了。但是由于噴油器內(nèi)部的燃油的泄漏，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)在其他狀態(tài)工作時(shí)，由于ECU 通過(guò)進(jìn)油計(jì)量比例閥實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，允許高壓燃油泵按需要供給共軌壓力，又由于轉(zhuǎn)速較高，噴油器內(nèi)部的微量泄漏對(duì)共軌壓力造成的影響可以忽略不計(jì)，共軌壓力一直都控制在正常工作范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作基本正常。
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