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一辆行驶行驶里程约59000km的长城哈弗2007 两驱 CUV 车。该车装配了长城 GW2.8TC型柴油高压共轨发动机。车主反映，发动机要6~8 次起动才能着车，着火后在较短时间内再起动发动机能够顺利起动，当发动机熄火时间超过20min 以后，再起动发动机也要 6~8次起动才能着车。因该故障先后多次在多家修理厂检修过，故障没能排除，来我院修配厂进行检修。 接车后，首先进行了试车。用起动机起动发动机，到第 6 次起动时才着车。起动后，发动机抖动，怠速不稳，但上路行驶时，加速和动力性能和正常时没有大的变化。回到工厂，连接故障诊断仪读取故障码，显示无故障码，系统正常。 询问客户得知，该车做过以下检查和修理：更换了蓄电池，起动机；检查了预热控制器，更换了预热塞；检查了燃油品质，更换了燃油，对燃油供给系统高、低压进行了排空；检查了气门间隙，配气正时，测量了缸压；检查了水温传感器、凸轮轴位置传感器、进油计量比例阀、共轨压力传感器；测量了共轨压力，检查了喷油器，均未排除故障。 鉴于该车已做过详细检查，笔者没有急于检测，而是首先对长城GW2.8TC 型柴油机高压共轨系统组成及工作过程进行梳理。 一、长城GW2.8TC 型柴油发动机高压共轨系统组成及工作过程 长城 GW2.8TC 型柴油高压共轨发动机是长城汽车公司和德国博世（BOSCH）联合开发的，采用了国际先进的高压共轨燃油直喷技术（BOSCH公司的 CRS2.0高压共轨式燃油供给系统），通过ECU 电脑灵活精确控制，燃油喷射力大，雾化好，动力强劲而平稳，噪音低，低速加速性良好，节能环保，达到欧Ⅲ排放标准。 1．GW2.8TC 型柴油发动机高压共轨系统组成 GW2.8TC 型柴油发动机高压共轨系统组成见图 1，主要由各种传感器、ECU、执行器及连接线束等组成。传感器是检测发动机运行参数或状态，将非电量的有关参数转换成电信号，然后将相关信息提供给ECU。传感器有：水温传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴相位传感器、脚踏板位置传感器、空气流量传感器、共轨压力传感器以及大气压力传感器 （在ECU 内）、燃油含水率传感器等。ECU的作用是负责发动机信息的采集、处理、传输、诊断和程序控制。执行器接收ECU 指令，实现对发动机的控制，执行器有：喷油器电磁阀、高压油泵的进油计量比例电磁阀、EGR 电磁阀、预热控制器等。 2．GW2.8TC 型柴油发动机高压共轨系统工作过程 起动时，接通点火开关，电控单元 ECU 根据水温传感器信号计算燃烧室预热及预热时间，提升燃烧室温度。起动发动机时，起动机带动曲轴，曲轴带动高压油泵，把高压油泵中的燃油压入共轨管中，送入电控喷油器。电控单元 ECU 根据曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器信号，判断出1 缸上止点位置，电控单元 ECU根据水温传感器信号计算起动时喷油量和进气预热及预热时间，ECU向电控喷油器发出指令，通过控制喷油器电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室，最终到达怠速运转。 发动机正常工作时，ECU 根据加速脚踏板位置传感器、空气流量传感器、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、车速传感器、空调、发电机电压等的信号，通过占空比信号控制高压油泵上的进油计量比例电磁阀，确定共轨管内的燃油压力。通过喷油器上的电磁阀，控制供油提前角、供油量和供油规律。满足发动机驱动、怠速、平稳等运转模式。ECU 同时控制 EGR 装置、预热塞、空调、电风扇等与柴油机工作有关的其他装置的工作。 二、诊断排除 根据发动机起动控制过程得知，发动机起动时，曲轴位置传感器信号、凸轮轴位置传感器信号、水温传感器信号要有效；共轨管中要有足够压力；ECU 能向电控喷油器发出指令；喷油器能够将燃油喷入燃烧室；气缸压缩行程结束要有足够压力；发动机起动时发动机运转正常，转速达到起动要求；燃烧室预热及预热时间正确；发动机才能顺利起动。 结合故障现象分析认为，发动机起动后，能够正常运转，可判断控制单元ECU、曲轴位置传感器信号、凸轮轴位置传感器信号、喷油器喷油、气缸进气及气缸压力均正常。由于蓄电池能够6~8 次起动发动机，发动机能够起动，说明蓄电池容量、电压，起动时发动机转速均能够达到起动要求；为此针对发动机起动困难重点应做以下检查。 1．检查水温传感器 水温传感器接线见图2，检测方法如下： （1）接通点火开关，测量水温传感器信号针脚与地线针脚之间的电压为 0.22V（正常 0.2～2.5V 之间）。 （2）起动发动机，接入检测仪，读取水温数据流，踩下油门踏板使发动机温度上升，观察水温有变化。 （3）将水温传感器工作部分放入水中加热，测量针脚之间电阻变化情况，符合表1。 通过上述检测，证明水温传感器工作正常。 2．检查预热控制器 预热控制器接线见图 3，任何情况下，30# 针脚电压应与蓄电池电压一致。将点火开关接到“ON”挡时，86#针 脚 电 压 为12V。预热灯点亮时，K 针脚电压为0V，Di 针脚电压为 12V。预热塞处电压应与蓄电池电压一致。预 热 结 束 后 ，K针 脚 电 压 为12V，Di 针 脚 电压为 0V，预热塞处无电压。 以上检查均证明预热控制电路工作正常。 3． 共轨管中压力检测 轨压传感器接线见图4。检测方法如下：接通点火开关，不起动发动机情况下，用万用表测量3#针脚与1#针脚之间电压应为5V。起动发动机后，检测2#针脚与1#针脚之间输出电压，在怠速、中速及高速满负荷共轨压力值应随发动机转速的升高不断提升。电压与共轨压力的关系符合下表2。 经检测，在发动机起动时，共轨压力传感器输出电压值为0.7V 左右，而 GW2.8TC 型柴油发动机起动时需要达到 1.06V（25MPa）以上。实测发动机共轨管中压力明显低于正常起动数值，由此判断共轨管中共轨压力低是发动机起动困难主要原因。 4．共轨压力低的排查 是什么原因造成发动机起动时，共轨管中压力低呢？采取先易后难、先表后里的检查方法，重点做如下检查： （1）查看高、低压供油管路及连接处无泄漏。 断开燃油滤清器出油管接头，按动手油泵，燃油喷出 30cm 左右，说明低压供油管路无堵塞现象。在低压油路中连接透明胶管在发动机起动时未发现气泡，油路中的柴油流动也很均匀，证明低压供油管路无泄漏。 （2）检查控制燃油压力的进油计量比例阀，接线见图 5。 测量进油计量比例 1# 与 2# 针脚之间电阻为 3Ω（正常）。接通点火开关情况下，用耳听进油计量比例阀应有嗡鸣声音，用手靠近进油计量比例阀有震动感，说明ECU 能够通过占空比控制进油计量比例阀。拆下进油计量比例阀，不通电情况下，进油计量比例阀应处在全闭状态，旁通油道与出油道为关闭状态。向进油计量比例阀通0～5V直流电，随着电压的升高直至5V的时候，进油计量比例阀逐渐全部打开，旁通油道与出油道处在畅通状态。以上检查均证明进油计量比例阀工作正常。 （3）检查发动机起动时，喷油器的回油量。 拔下所有喷油器线束插头，断开喷油器回油三通处的喷油器回油管，起动发动机，观察喷油器回油量（正常情况，在轨压低于 60 MPa 的条件下，喷油器应无回油或回油量很小）。实际观察，回油量比正常的大，由此说明喷油器内部电磁阀泄油孔存在燃油泄漏。 5．喷油器故障诊断 依次在共轨管处断开各缸高压油管，封堵共轨管出油口，拔下所有喷油器线束插头，用起动机带动发动机运转，查看喷油器回油量变化情况，当封堵 3 缸共轨管出油口时，喷油器回油量没有了，说明 3 缸的喷油器出现泄漏现象。 更换 3 缸的喷油器，进行试车，发 动 机 起 动 正常。 三、故障分析 造成发动机起动困难故障原因是喷油器内部电磁阀泄油孔存在 燃 油 泄 漏。根据喷油器的工作原理，见图6，当喷油器电磁线圈 3 未得电，喷油器关闭时，泄油孔 7 也处于关闭状态，在针阀控制腔 8 内建立起共轨高压，同样，在喷油器针阀承压腔13 内也会形成共轨高压。在发动机停机后，共轨管中要保持足够的共轨压力，便于发动机的起动，但是，由于球阀 6 与球座封闭不严，造成燃油发生泄漏。当发动机停机一段时间后，共轨管中压力不存在或很小，发动机再起动时，由于起动转速较慢，再加上喷油器内部泄漏，共轨管中一时难建立起足够的共轨压力，造成起动困难。但经过多次起动后，共轨管中压力就慢慢建立起来了，等共轨压力达到 25MPa 以上，发动机就可以正常起动了。但是由于喷油器内部的燃油的泄漏，发动机怠速不稳定。发动机在其他状态工作时，由于ECU 通过进油计量比例阀实现闭环控制，允许高压燃油泵按需要供给共轨压力，又由于转速较高，喷油器内部的微量泄漏对共轨压力造成的影响可以忽略不计，共轨压力一直都控制在正常工作范围内，发动机工作基本正常。 |
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