柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)性能是柴油車的重要性能指標(biāo)之一,它不僅關(guān)系到整車的效率,還影響其排放指標(biāo)、油耗和使用壽命。為了解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)困難的問(wèn)題,長(zhǎng)城哈弗H3,H5及風(fēng)駿等柴油車均采用了博世的預(yù)熱系統(tǒng)。本文主要介紹長(zhǎng)城柴油車預(yù)熱系統(tǒng)工作原理及故障診斷,希望能對(duì)廣大同仁有所幫助。 1.預(yù)熱系統(tǒng)工作原理 如圖1所示,長(zhǎng)城柴油車預(yù)熱系統(tǒng)主要由預(yù)熱控制器(GCU,圖2)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)、預(yù)熱塞(圖3)及預(yù)熱指示燈等組成。接通點(diǎn)火開關(guān),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度信號(hào)控制預(yù)熱及預(yù)熱時(shí)間,若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于設(shè)定值(約25℃),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元即向預(yù)熱控制器端子K發(fā)出預(yù)熱指令(搭鐵信號(hào)),同時(shí)點(diǎn)亮預(yù)熱指示燈(圖4);預(yù)熱控制器接收到預(yù)熱指令后,其內(nèi)部的預(yù)熱繼電器吸合為預(yù)熱塞提供電源,預(yù)熱塞加熱,提升燃燒室溫度(加熱溫度約為850℃),從而縮短發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間;加熱結(jié)束后,預(yù)熱指示燈熄滅,此時(shí)便可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)了。 2.預(yù)熱系統(tǒng)故障診斷 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)監(jiān)測(cè)預(yù)熱控制器端子K與端子DI的電壓邏輯關(guān)系來(lái)分析預(yù)熱系統(tǒng)的故障。如圖5所示,正常情況下,預(yù)熱控制器端子K與端子DI的電壓始終是相反的,即在預(yù)熱系統(tǒng)不工作時(shí),端子K為高電壓,端子DI為低電壓;在預(yù)熱系統(tǒng)工作時(shí),端子K為低電壓,端子DI為高電壓。圖6為某個(gè)預(yù)熱塞斷路時(shí),預(yù)熱控制器端子K與端子DI的電壓邏輯關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元監(jiān)測(cè)到預(yù)熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)相應(yīng)的故障代碼(表1)并點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難。注意,使用不同的故障檢測(cè)儀,讀得的故障代碼的含義可能會(huì)與表1有所區(qū)別(圖7)。 用哈弗H5柴油車(搭載GW2.8TCI發(fā)動(dòng)機(jī))測(cè)試得知,斷開某預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器或斷開預(yù)熱控制器端子30上的常電源線(即模擬預(yù)熱塞供電線路斷路)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元均存儲(chǔ)故障代碼P0382;斷開預(yù)熱控制器端子86上的供電線路時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障代碼P0380;斷開預(yù)熱控制器端子K或端子DI對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)故障代碼P0670。為了避免損壞相關(guān)元件,未進(jìn)行線路對(duì)搭鐵短路的測(cè)試。另外須注意,測(cè)試時(shí)只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度滿足預(yù)熱系統(tǒng)工作的條件時(shí),接通點(diǎn)火開關(guān),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元才會(huì)存儲(chǔ)相應(yīng)的故障代碼。上述測(cè)試結(jié)果僅為快速診斷預(yù)熱系統(tǒng)故障提供方向,具體的維修思路如下。 (1)檢查預(yù)熱控制器的電源及搭鐵線路。無(wú)論點(diǎn)火開關(guān)是接通還是斷開,預(yù)熱控制器端子30的電壓始終與蓄電池電壓一致;接通點(diǎn)火開關(guān),預(yù)熱控制器端子86的電壓應(yīng)為蓄電池電壓;預(yù)熱控制器端子31應(yīng)可靠搭鐵。如有異常,對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行檢查。 (2)預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮(若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度不滿足預(yù)熱系統(tǒng)工作條件,可用故障檢測(cè)儀對(duì)預(yù)熱指示燈進(jìn)行元件測(cè)試)時(shí),預(yù)熱控制器內(nèi)部繼電器會(huì)同時(shí)發(fā)出吸合聲。若無(wú)繼電器吸合聲,可能的故障原因有:預(yù)熱控制器端子K對(duì)應(yīng)的控制線斷路;預(yù)熱控制器損壞。若有繼電器吸合聲,但預(yù)熱塞無(wú)供電,可能的故障原因有:某個(gè)預(yù)熱塞內(nèi)部短路或其電源線對(duì)搭鐵短路;預(yù)熱控制器內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)(圖8)張力過(guò)大,吸合不徹底;若有繼電器吸合聲,且預(yù)熱塞有供電,檢查是否有預(yù)熱塞斷路。 (3)檢查預(yù)熱塞及其線路情況。拆下預(yù)熱塞,測(cè)量預(yù)熱塞的電阻,應(yīng)為0.2Ω~2.0Ω;直接給其供電和搭鐵,預(yù)熱塞發(fā)熱體缸套應(yīng)能快速發(fā)熱變紅;檢查預(yù)熱塞電源線路是否斷路或?qū)Υ铊F短路。預(yù)熱塞因加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或燃燒室溫度過(guò)高燒蝕斷路的故障容易判斷,但預(yù)熱塞內(nèi)部短路的故障較難排查。由于預(yù)熱塞工作時(shí)電阻會(huì)發(fā)生變化,有時(shí)測(cè)量的預(yù)熱塞電阻正常,且直接給其供電和搭鐵時(shí),預(yù)熱塞發(fā)熱體缸套也能快速發(fā)熱變紅,但將預(yù)熱塞安裝到車上時(shí),可能會(huì)因其工作時(shí)的電阻變小,導(dǎo)致工作電流變大,使預(yù)熱塞控制器實(shí)行過(guò)流保護(hù),切斷預(yù)熱塞的供電。對(duì)于此類故障,可依次斷開各預(yù)熱塞的供電線路,若斷開某個(gè)預(yù)熱塞的供電線路時(shí),其他預(yù)熱塞的供電恢復(fù)正常,說(shuō)明該預(yù)熱塞在工作時(shí)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)短路。3.故障案例 案例一:一輛哈弗H3柴油車(搭載2.5TCI發(fā)動(dòng)機(jī)),發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮。 故障診斷:用故障檢測(cè)儀檢測(cè),讀得的故障代碼為P0382,含義為“預(yù)熱塞短路,過(guò)流,繼電器卡住,低于下限”;對(duì)預(yù)熱指示燈進(jìn)行元件測(cè)試,預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮,同時(shí)能聽(tīng)到預(yù)熱控制器內(nèi)部繼電器的吸合聲;在預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮的過(guò)程中,用萬(wàn)用表測(cè)量第1缸預(yù)熱塞上的電壓,約為12V,由此推斷預(yù)熱控制器工作正常(即能向4個(gè)預(yù)熱塞提供電源)。接著準(zhǔn)備對(duì)4個(gè)預(yù)熱塞進(jìn)行檢查,在拆卸第4缸預(yù)熱塞時(shí)發(fā)現(xiàn),第4缸預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器松脫,懷疑故障是由此引起的。 故障排除:裝復(fù)已拆卸的預(yù)熱塞,將松脫的第4缸預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器可靠連接并清除故障代碼后試車,發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈熄滅,故障排除。 故障總結(jié):由本案例可知,發(fā)動(dòng)控制單元可通過(guò)預(yù)熱控制器監(jiān)測(cè)到各預(yù)熱塞發(fā)生斷路的情況,存儲(chǔ)故障代碼P0382且點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈,但未斷路的預(yù)熱塞可繼續(xù)加熱。案例二:一輛長(zhǎng)城風(fēng)駿車(搭載GW2.8TC發(fā)動(dòng)機(jī)和EDC 16C39發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元),發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮,發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難。 故障診斷:用故障檢測(cè)儀檢測(cè),讀得的故障代碼為P0380,含義為“預(yù)熱塞短路、過(guò)載或繼電器卡住,高于上限”;對(duì)預(yù)熱指示燈進(jìn)行元件測(cè)試,預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮,同時(shí)能聽(tīng)到預(yù)熱控制器內(nèi)部繼電器的吸合聲;在預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮的過(guò)程中,用萬(wàn)用表測(cè)量第1缸預(yù)熱塞上的電壓,發(fā)現(xiàn)剛開始有12V電壓,接著電壓立即變?yōu)?V;測(cè)量其他預(yù)熱塞上的電壓,均與第1缸預(yù)熱塞上的電壓變化一致。檢查預(yù)熱控制器的外圍線路,未發(fā)現(xiàn)異常,懷疑預(yù)熱控制器損壞。更換預(yù)熱控制器后試車,故障依舊。 拆下4個(gè)預(yù)熱塞進(jìn)行檢查,電阻均在正常范圍,且直接給其供電和搭鐵時(shí),預(yù)熱塞發(fā)熱體缸套能快速發(fā)熱變紅;斷開所有預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器,對(duì)預(yù)熱指示燈進(jìn)行元件測(cè)試,在預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮過(guò)程中,測(cè)量第1缸預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器上的供電電壓,為12 V,且隨著預(yù)熱指示燈的熄滅而消失,由此確定該車故障是由某個(gè)預(yù)熱塞在工作時(shí)發(fā)生短路引起的;依次連接所有預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)連接上第2缸導(dǎo)線連接器時(shí),在預(yù)熱指示燈點(diǎn)亮過(guò)程中,測(cè)量第1缸預(yù)熱塞導(dǎo)線連接器上的供電電壓,剛開始有12V電壓,接著電壓立即變?yōu)?V,由此確定第2缸預(yù)熱塞損壞。 故障排除:更換第2缸預(yù)熱塞并清除故障代碼后試車,發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈熄滅,發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)正常。 故障總結(jié):由本案例可知,發(fā)動(dòng)控制單元可通過(guò)預(yù)熱控制器監(jiān)測(cè)到各預(yù)熱塞發(fā)生短路的情況,存儲(chǔ)故障代碼P0380且點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈,但只要有1個(gè)預(yù)熱塞發(fā)生短路,預(yù)熱控制器將切斷所有預(yù)熱塞的供電,即所有預(yù)熱塞都停止加熱。 |
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