国Ⅲ柴油机起动困难故障典型案例解析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：一台潍柴WP6电控共轨柴油机出现起动困难故障，一般要起动3次才能起动成功，起动时并伴有很明显的“铛、铛”敲击声音，柴油机一旦起动，在运行过程中没有任何异常。表5-30 潍柴WP6电控柴油机起动困难故障码根据报出的闪码检查各部件没有发现异常，将334错误屏蔽，并清除闪码。造成起动困难的原因可以断定为转速传感器或信号故障。因意外油底壳破碎，造成轴瓦拉伤故障。确定低压油路无故障。

1.正时错误导致柴油机不能起动故障

（1）故障现象。一台潍柴WP6电控共轨柴油机出现起动困难故障，一般要起动3次才能起动成功，起动时并伴有很明显的“铛、铛”敲击声音，柴油机一旦起动，在运行过程中没有任何异常。

（2）故障诊断。读取闪码，见表5-30。

表5-30 潍柴WP6电控柴油机起动困难故障码

根据报出的闪码检查各部件没有发现异常，将334错误屏蔽，并清除闪码。只有113清除不掉，所以得出其他错误为历史故障。

造成起动困难的原因可以断定为转速传感器或信号故障。连接故障诊断仪（KTS），并起动柴油机做“起动故障信息”测试，故障信息如下：起动故障信息→转速同步错误（故障存储器中有记录）。

利用起动故障信息测试得出了“转速同步错误”故障码。

分别检查了凸轮轴转速传感器和线束通断，结果均正常，怀疑机械安装造成了喷油正时不正确，拆掉齿轮室上高压油泵齿轮盖板，检查高压油泵齿轮齿数及标记，结果均正确。

在第1缸压缩上止点时，高压油泵齿轮键槽应该水平偏下，检查发现实际与安装工艺要求略有偏差。

（3）故障排除。按照要求重新安装正时齿轮后（图5-22），故障消失。

图5-22 正时错位引起的故障

2.曲轴位置传感器信号轮安装错误引起起动不着火故障

（1）故障现象。一辆长城哈弗CUV车，行驶里程约40000km，搭载GW2.8TC型增压共轨柴油机、5速手动变速器。因意外油底壳破碎，造成轴瓦拉伤故障。修复后，柴油机起动不着火。

（2）故障诊断。用X-431故障诊断仪（V50程序）读故障码，无故障码。

检查防盗、主继电器、相关的的传感器及执行器的插头连接、油路放气、燃油品质、配气相位、凸轮轴位置传感器、喷油器电磁阀及ECU的电源电路及搭铁电路等，均未发现故障；同时对比更换过曲轴位置传感器、共轨压力传感器以及ECU，但是故障依旧。GW2.8TC型增压共轨柴油机的飞轮和曲轴位置传感器的信号轮如图5-23所示。

图5-23　GW2.8TC型增压共轨柴油机的飞轮和曲轴位置传感器的信号轮

飞轮与曲轴是用8个螺钉连接，两者之间无定位销或采用不等距螺纹孔的定位方式，装配时采用按记号装配。

（3）故障排除。拆下传动轴、变速器、离合器等，转动柴油机曲轴使第1缸处于上止点位置（可通过观察曲轴前端的带轮记号确定），发现T装配标记号，果然不在正上方位置（顺时针偏离大约30°曲轴转角），按记号装配好飞轮及离合器、变速器、传动轴等后，起动柴油机，柴油机顺利起动。

（4）故障分析。当飞轮与曲轴的安装位置错误时，飞轮上的曲轴位置传感器信号轮与曲轴的对应关系也肯定错误，因此，曲轴位置传感器给ECU输入了错误的曲轴位置信号，因而不能确定正确的喷射基准时刻，柴油机无法起动。同时，由于曲轴位置传感器的线圈及电路正常，因此，用单通道的示波器进行波形检测正常并且无故障码输出。假设有双通道（或更多通道）的示波器，同时检测曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器的波形，通过观察两波形的相对位置，可以马上发现故障的原因。

3.国Ⅲ柴油机不能起动故障

（1）故障现象。一辆东风轻型载货汽车，行驶里程为30000km，配备国Ⅲ玉柴四缸柴油机，采用德尔福的电控系统。柴油机不能起动。

（2）故障检测。由于汽车是行驶进维修厂的，据车主讲述，该车在正常熄火后，再次起动时无法起动，持续起动后，导致蓄电池没电了，而后采用换档推车的办法强制将柴油机起动。

首先进行试车，将车辆熄火后，再次试着起动，却发现柴油机跟本无法起动。

由于该柴油机是国Ⅲ标准的德尔福电控系统，首先利用X431进行检测，读到了两个故障码：大气压力传感器故障；进气温度传感器故障。经过分析，认为这两个故障码与柴油机不能起动无关，如果继续研究这两个故障码的来源，肯定会是背道而驰。查看共轨柴油机相关资料，见表5-31。

表5-31 共轨柴油机起动控制策略

从表5-31中可以看出，影响柴油机起动的因素有：

1）柴油机起动时ECU需要知道的两个条件是喷油正时与起动喷油量，同时燃油压力要达到25MPa以上。

2）通过曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的信号，ECU可以计算出当前的曲轴位置，系统判断出1缸上止点后，ECU向喷油器下达喷射指令。

3）起动时的喷油量要能够保证柴油机快速起动，燃油燃烧的快慢与否除受起动时的燃烧室的压力影响之外，还受到温度的影响，ECU会根据冷却液温度传感器传输的冷却液温度信号加大起动时的喷油量，确保起动一次成功。

4）系统轨压达到25MPa以上，系统才向喷油器供电。

接下来查看相关起动时柴油机数据流：起动时的工作电压为9.5V；转速为164r/min；冷却液温度为55℃；共轨燃油压力为5.0～6.0MPa等。

由此可以看出，共轨燃油压力明显低于标准压力，柴油机控制单元肯定不会发出喷油指令。那么引起共轨油压不够的原因在哪里呢？接下来，从油路着手，检查低压油路，无泄漏，按压手油泵压油，柴油高压油泵的进油管有很大的油溢出，且燃油中并不含水。确定低压油路无故障。

接下来检查高压油路，由于维修资料中注明，不允许采用松开高压油管的方法来检测系统压力。那么，只能够利用轨压传感器来检测压力的大小，首先用万用表测量该传感器的工作电压为5V，搭铁良好，输出电压为0.5V。测量不同轨压时的电压见表5-32。

表5-32 共轨柴油机不同轨压时的电压值

对照表中数据，可以确定共轨油压与仪器所显示的数据相符合。共轨压力传感器无故障。

检查进油计量比例阀：该电磁阀电阻值为7～15Ω。用万用表测量该电阻值为7.5Ω，正常；打开点火开关，该电磁阀有细微的“嗡嗡”声，用手能感觉到有轻微的振动，关闭点火开关后，拆下该电磁阀，无脏堵、发卡现象，正常。

检查喷油器的回油管，正常情况下，在起动时，该回油管应该不会有回油现象。起动后，才会有回油流出。断开4个喷油器的回油管，试着起动，发现4个喷油器中，1、2、4缸有较大的回油量。其中第4缸的回油量最多。可以确定这个现象是不正常的，由于该喷油器价格很贵，为了确定柴油机不能起动的原因在于此，找来一根高压油管，将管子的一端焊死，然后接在共轨油架的4缸出油口上，再试车。柴油机能正常地起动了，只是有点抖动，这是因为第4缸没有做功的缘故。现在可以确定柴油机不能起动的原因在于喷油器泄漏，导致共轨油压不够，进而柴油机计算机发出不喷油的指令。

更换4个喷油器，利用X431对喷油器重新编码后，故障排除。

在故障解决后，又利用X431重新测试了一遍油压数据流，在起动时，共轨油压很轻松地达到了250MPa的压力。这才是正常的油压。

（3）故障小结：在这个故障中，没有利用示波器检查曲轴和凸轮轴信号，这是因为，该车能行驶到维修厂，且没有动过柴油机机械部分，所以，直接跳过了这一步骤。在实际维修共轨的柴油机各种故障时，不能照维修电控汽油机和维修普通柴油机的那些经验来判断，刚开始时，还一直在不停地利用松开高压油管和测试喷油信号来检查故障原因，这是一个很大的错误，是绝对不允许的。只有按照资料中所指示的，逐一仔细检查，定能检查出原因在哪里，进而能成功地解决故障。

4.ECU烧毁引起不能起动故障

（1）故障现象。一台WP10.336柴油机无法起动，柴油机自检灯不自检。

（2）故障诊断。检查1.02、1.03、1.08、1.09和1.40电压都为24V，说明有电压输入，但是与ECU到底通信上没有，还是存在接触不良的可能性。经过进一步检查大插接头线束，发现1.40针脚（SW-ON档）没有完全插入，接触不好，插紧后故障灯常亮。K线这时也有电压23V，但是INCA始终连接不上，再次检查整车电源的8根线都插接正常，由此可以得出ECU确实已烧坏。

（3）故障排除。更换ECU并刷新数据后，柴油机起动正常。

5.轨压无法建立（高压泵故障）引起不能起动故障

（1）故障现象。一台WP10.336N共轨柴油机运行中突然出现熄火，滑行停车后，柴油机即无法起动。

（2）故障诊断。无故障码，检查轨压信号，只有0.1MPa左右，初始电压值为0.5V。通过观察轨压传感器的电压值和实际轨压变化，还能有变化，而且比较均匀。拔下轨压传感器，仍然无法起动，说明轨压传感器是正常的，反映的是真实的轨压情况，现在确实建立不起轨压。拔下共轨管限压阀回油管，起动柴油机过程中未有油流出，由以上两点可以说明共轨管是正常的。打开油泵出油管，有油流出，出油量还不算小。现在怀疑两点：

①其中某个喷油器卡死，油全部被泄掉，建立不起轨压。

②油泵虽说出油量不小，但是油没有劲，也就是出油频率不够建立压力。

为了验证第一点，把这辆车上的喷油器拆下换到另外一辆正常的车上，结果很正常，说明喷油器是正常的。

现在就怀疑油泵问题，拆下一缸喷油器进油管，有油出来，但是很微弱，拿手就能堵住。这么低的压力肯定达不到打开喷油器的压力。

（3）故障排除。基本原因是油泵内部磨损，造成柱塞泵无法建立压力。更换油泵后，柴油机正常起动，恢复正常。

6.轨压无法建立（喷油器泄漏）引起不能起动故障

（1）故障现象。一台WP6.240柴油机在正常运行时，突然熄火，之后再也无法起动。

（2）故障诊断。读故障码，为主继电器2搭铁短路。参考电路图，查V2（1.04针脚）和V4（2.03针脚）有搭铁短路的故障存在，检查发现是由于排气制动电磁阀所引起，排除该故障后重新起动柴油机，柴油机仍然无法起动，监测轨压最高只能到4.0MPa，同步信号正确。所以确定柴油机无法起动是由于轨压无法建立所引起的，喷油器必须要达到16.0MPa的压力才可以喷油。

低压油路检查：确定故障原因后，先从低压油路开始检查，分段检查了油箱、粗滤器、低压齿轮泵、精滤器和高压油泵进油口，使用电动机带动柴油机，明显能够看到压力还是很大的。所以判断问题还是出在高压油路上。

高压油路检查：再分段检查高压油泵和各缸的进油管，看到高压油泵的出油和各缸高压油管的出油量也很大，处于正常状态。所以怀疑到是喷油器发生了问题。

将各缸喷油器回油管依次松开观察喷油器的回油量，经对比观察发现，除了第3缸的喷油器回油量很大以外，其他各缸的喷油器都基本没有回油。因此，判断该喷油器出现故障。

（3）故障排除：更换了第3缸的喷油器，重新起动，柴油机顺利起动。

（4）故障总结：喷油器泄漏导致的现象主要表现为柴油机跛行、无法起动。简单来看，喷油器的泄漏量如果过大则可能导致柴油机无法起动，而泄漏量较小时可能会引起跛行。

7.油品不合格导致柴油机不能起动故障

（1）故障现象。一台WP10共轨柴油机在正常运行下突然转速降到1000～1500r/min，类似跛行回家状态，停车后再次起动时，柴油机不能起动。

（2）故障诊断。读取闪码，无故障闪码，用诊断仪读取故障码，无故障码，经现场检查怀疑油箱没有油，检查油箱油位较满，检查油路没有气泡、漏气现象（排空时发现油箱内有水），用手油泵泵油感觉不重，连续起动多次后无法起动。

接诊断仪检查，诊断仪报轨压泄漏无法建立轨压，检查轨压传感器、限压阀没有问题后，拆全部喷油器回油管螺钉，用手油泵泵油检查发现喷油器回油管有漏油现象，用起动电动机起动，喷油器回油管有大量柴油喷出。

（3）故障原因。造成喷油器损坏的主要原因是新车送车途中柴油内有水，新车送到经销商处后停放的时间较长，喷油器内部生锈，用户接车后喷油器内部生锈位置发卡或有铁锈脱落造成喷油器卡死或损坏。

（4）故障排除。更换喷油器后，故障彻底排除。

需要说明的是。遇到此种情况时，很多用户都会认为是喷油器质量不好而不从燃油质量方面找原因，进而导致类似的故障不断重复出现，造成不必要的损失。

国Ⅲ柴油机起动困难故障典型案例解析

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