秦皇岛/王宪文

2011年长城风骏3柴油共轨发动机热车加速熄火

秦皇岛/王宪文

VIN：LGWCBC175BC××××××。

行驶里程：183580km。

车型：一辆长城汽车股份有限公司生产的皮卡汽车，车型编号CC1031PS43,发动机型号为GW2.8TC-CB18型增压共轨柴油发动机，发动机排量为2.8L，变速器型号为5DYA型5速手动变速器。

故障现象：客户反映前几天车辆在行驶途中，先是加不上油，后来自动熄火，再就启动不着车了，被救援到附近修理厂，维修师傅检查时，打开油水分离器放水阀，油水分离器内有大量的水和沉积物，再拆下柴油滤清器检查，滤清器内也全是水，两个滤芯倒出半盆水（如图1所示）。于是更换了柴油滤清器和油水分离器，对低压油路排气后，启动发动机，发动机可以着车了，而且发动机运转平稳，发动机加速良好，把车辆开回来，跑了两天好车，今天又加不上速了，有时一加速发动机就熄火。

图1 油水分离器倒出的水和污物

故障诊断：维修技师接车后，用诊断仪读取车辆的版本信息：控制单元为EDC16C39、发动机型号为GW2.8TC-CB18型（如图2所示）；再检测故障码，诊断仪显示有4个故障码（如图3所示）： P0401实际空气进气量大于设定目标进气量；P2246柴油滤清器的油水分离器的水位传感器故障； P1011轨压控制器正偏差超过上限； P1012轨压控制器正偏差严重超过上限。故障码的含义都是与燃油方面有关的，故障码可以清除，维修技师认为都是滤清器有水时燃油供油不足记录的故障码。路试车辆，行驶4km左右出现加速不良现象，然后熄火，启动着车后再行驶500m左右就熄火一次，熄火越来越频繁，而且需要长时间等待再启动才能着车。经过试车确认了车辆热车后，在行驶中存在发动机加速不良和加速熄火现象 。

图2 读取到的车辆版本信息

图3 检测到4个故障码

分析柴油发动机高压共轨系统的工作原理。

GW2.8TC-CB18型柴油共轨发动机，采用了BOSCH公司的CRS2.0高压共轨式供油系统（如图4所示），系统的最大供油压力为145MPa，供油过程由BOSCH EDC16C39-6H型电子控制单元（EDC）进行控制。GW2.8TCCB18型柴油共轨发动机供油系统由高压部分和低压部分组成。

（1）供油系统低压部分主要部件

由油箱、燃油滤清器（及油水分离器）、低压回路的进/出油管、高压油泵的低压区和输油泵等组成。

油水分离器总成（第2道燃油滤清器）带有含水率（水量）传感器、燃油加热器、燃油温度传感器，还有手动输油泵。

图4 高压共轨系统

含水率传感器是燃油滤清器中必配的电子元件，根据传感器反馈的信息，使仪表上警告灯适时点亮。燃油温度传感器和普通温度传感器的特性基本相同，向发动机控制单元（EDC）提供燃油温度信息。燃油加热器是一个电阻式加热器，发动机控制单元（EDC）根据燃油温度传感器提供的信息，决定是否控制燃油加热器继电器接通对燃油进行加热。

低压输油泵（齿轮式输油泵），由高压泵的轴驱动，把油从油箱中吸出并输送到高压泵（齿轮泵不需要维护），首次启动前，需要借助燃油滤清器上的手动输油泵对低压油路排气。低压油路必须为高压油路供给足够的油量，低压供油系统有故障时，不能给高压泵提供足够的燃油，会造成无法建立高压或高压过低现象，使发动机产生加速不良或自动熄火故障。

（2）供油系统高压部分主要部件

由高压发生器（高压泵）、压力蓄能器、进油计量比例电磁阀、燃油导轨、共轨压力传感器、高压油管和喷油器等组成。

在电控高压共轨系统中，高压油泵是独立的燃油压力源，共轨喷射系统高压的产生和喷油控制分别是独立进行的。因此，可以根据发动机的负荷以及转速等各种运行工况，在20～140MPa的范围内，根据需要改变喷油压力和喷油速率。

高压的产生。当高压泵的柱塞在吸油行程且输油泵供油压力超过进油阀开启压力时（进油阀的开启压力为0.05～0.15MPa），燃油进入油泵柱塞室，当柱塞经过下止点时，进油阀关闭。柱塞上升行程时燃油被升压。当被升压的燃油压力大于当前共轨压力时，被升压的燃油就进入了高压油路。柱塞下降时（吸油行程），只要柱塞腔内的压力低于输油泵压力，进油阀又开启，泵油过程又开始。产生高压、燃油分配和燃油计量都在高压部分完成，高压控制阀通过控制回油，控制高压压力。高压供油部分除产生高压燃油外，还进行燃油分配和燃油压力测量。

在高压系统中，燃油压力通过共轨压力传感器、压力控制阀和发动机控制单元（EDC），实现燃油压力的闭环调节。共轨压力传感器安装在高压油轨管上（在吸气歧管下面），能准确测量共轨管内的压力，并向发动机控制单元（EDC）提供高压油轨的压力信号。液流缓冲器（限流器）能保证在喷油器出现燃油漏泄故障时，切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动，系统中压力限流器的开启压力为140MPa，压力限流器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速进行泄放高压油轨中的压力。高压油泵阶跃回油阀与进油计量比例阀油路并联在一起，能使进油计量比例阀输入的燃油压力保持恒定，这是保证系统能运行的先决条件。同时在工作时通过它增大进入高压泵的润滑和冷却油量。进油计量比例阀工作原理，进油计量比例阀安装在高压油泵的进油位置，用于调整燃油供给量和燃油压力值，而其调整要求受发动机控制单元（EDC）控制，进油计量比例阀在控制线圈没有通电时，油计量比例阀是导通的，可以提供最大流量的燃油，发动机控制单元（EDC）通过脉冲信号（占空比）改变高压油泵进油截面积而增大或减小油量，通电泄油，通常怠速情况下以1kHz的频率工作。

当点火开关打到启动挡时，发动机控制单元（EDC）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。发动机控制单元（EDC）设定一个对应于发动机负荷的共轨压力，并且将它保持在这一水平。当共轨压力过大，压力控制阀打开，一部分燃油经回油管路流回油箱；当共轨压力过小，压力控制阀关闭，并将高压与低压段密封隔开。压力控制阀未通电时，共轨内部的压力由控制阀枢轴的弹簧作用，共轨内部保持60MPa的压力，压力控制阀通电时控制阀枢轴在弹簧力和电磁力的共同作用下，使共轨内部产生较高压力。发动机运转时，曲轴旋转带动高压油泵，把高压油泵中的燃油压入共轨管中，送入电控喷油器。

电控喷油器由孔式喷油器、液压伺服系统和电磁阀组成。是共轨式燃油系统中关键的部件，它根据发动机控制单元（EDC）发出的控制信号，通过控制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。

图5 喷油器

喷油器的工作过程（如图5所示），来自于高压油路的燃油，经通道流向喷油器，同时经节流孔流向控制腔，控制腔与回油管路相连，途经一个受电磁阀控制其开关的泄油孔。泄油孔关闭时，作用于针阀控制活塞的液压力超过了它在喷油器针阀承压面的力，针阀被迫进入阀座且将高压通道与燃烧室隔离。当喷油器的电磁阀被触发时，泄油孔被打开，针阀控制腔的压力下降，作用于活塞顶部的压力也随之下降。一旦压力降至低于作用于喷油器针阀承压面上的力，针阀被打开，燃油经喷孔喷入燃烧室。即采用了一套液压放大系统，电磁阀打开泄油孔使得针阀控制腔压力降低，从而产生控制柱塞的上下压差，在压差作用下打开针阀。此外，燃油还在针阀和控制柱塞处产生泄漏，这些油通过回油管，会同高压泵和压力控制阀出来的回油共同流回油箱。

喷油器与汽缸一一对应于博世公司生产的高压共轨系统，其喷油器的外表面印有喷油器油量修正代码（IQA码），用于对单个喷油器依据实际工况修正其喷油量。每个喷油器的IQA码各不相同，并且已经存储在EDC中，喷油器油量修正代码与各汽缸是对应的。因此在维修中，不能将喷油器与原来对应的汽缸混淆。

根据检测到的故障码及故障现象分析柴油发动机热车加速熄火故障可能的原因有：

（1）供油系统低压油路故障。

（2）废气再循环系统EGR阀及控制电磁阀故障。

（3）共轨系统主要传感器故障。

（4）发动机控制单元（EDC）及喷油器控制线路故障。

（5）供油系统高压部分（喷油器）故障。

根据故障可能的原因分析，对柴油共轨发动机进行以下检查：

（1）检查供油系统低压油路故障。

故障码P2246柴油滤清器的油水分离器的水位传感器故障，是低压油路中油水分离器有问题记录的。

检查低压油路，2个燃油滤清器已经更换过是新的，于是检查油箱内是否有水或过脏，拆下燃油箱，取出燃油箱内的吸油管，看到油箱内的油质很差非常浑浊（如图6所示），在吸油管滤网内发现有大量的污垢，已经堵塞了吸油管滤网（如图7所示），维修技师以为故障点找到了。立即对燃油箱和吸油管滤网进行了彻底的清洗，装复完毕后，认为故障可以排除了。对车辆进行路试，车辆行驶大约5km后加速熄火现象又出现了，在自动熄火后，立即启动车辆，发动机可以着车，车辆行驶500m左右再次熄火。重新启动发动机着车后，不行驶车辆，原地加速发动机，发动机不熄火，车辆一行驶发动机就熄火。打开油水分离器放水开关，没有放出水和沉淀物，用手动泵排气，排出的是燃油没有空气存在。清洗了脏污的燃油箱和堵塞的吸油管滤网，热车发动机加速不良、加速自动熄火故障没有排除。

图6 燃油箱内油质很脏

图7 取出吸油管滤网以被脏物堵塞

（2）检查废气再循环系统EGR阀及控制电磁阀故障。

检测到的故障码P0401实际空气进气量大于设定目标进气量，应该是EGR阀异常打开，有额外的空气进入才记录故障码。EGR阀有积炭、阀门卡滞或真空控制阀的管路连接错误，都会引起EGR阀异常打开或工作不良。拆下EGR阀总成，检查EGR阀门有很多积炭，用节气门清洗剂清洗了EGR阀门，EGR阀门运动灵活无卡滞现象；再检查EGR阀控制电磁阀和真空管路，电磁阀通电后可以打开，断电后可以关闭；检查真空管路连接正确、无漏气或脱落现象。废气再循环系统EGR阀及控制电磁阀真空管路检查没有问题。

（3）检查共轨系统主要传感器故障。

在电控共轨式燃油喷射系统中，发动机控制单元（EDC）根据各传感器（曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、共轨压力传感器）的信号，对执行器发出最佳的喷油及其他执行器控制信号。

①检查曲轴位置传感器及工作情况。在共轨喷射系统中，曲轴位置传感器信号不良，会导致发动机出现加速不良或加速熄火现象。用万用表测量曲轴位置传感器，测量曲轴位置传感器线圈的电阻为856Ω；检查曲轴位置传感器与信号轮间的间隙为1.2mm；检查曲轴位置传感器线路无断路、短路现象，检查结果线圈阻值和工作间隙都在正常范围。在发动机运转时，用诊断仪读数据流，加速时可以看到发动机转速数据流与加速踏板同步上升，曲轴位置传感器工作正常。

②检查凸轮轴位置传感器及线路故障。发动机正时皮带罩盖变形会影响凸轮轴位置传感器的工作间隙，拆下凸轮轴位置传感器检查，未发现有金属杂质或损坏现象；检查发动机正时皮带罩盖无变形和损坏现象，凸轮轴位置传感器工作间隙为1.10mm，工作间隙在正常范围。用万用表测量传感器连接器与发动机控制单元（EDC）之间导线阻值，测量结果3条导线都无短路、断路现象，线路导通良好。

③检查共轨压力传感器故障。在发动机高压共轨喷射系统中，压力传感器能准确地为发动机控制单元（EDC）提供油轨管内的压力信号，共轨压力传感器的测量范围为20～180MPa。用诊断仪读数据流，启动时共轨压力超过20MPa，发动机怠速时的油轨压力数据39.77MPa,与轨压设定值基本一致，供轨压力数据在正常范围内（如图8所示）。

图8 怠速时的共轨压力数据

（4）检查发动机控制单元（EDC）及喷油器控制线路故障。

在电控共轨式燃油喷射系统中，喷油器的喷油时刻和喷油量的调整是通过电子触发的喷油器实现的，发动机控制单元（EDC）根据各传感器的信号，对喷油器发出控制信号。发动机控制单元（EDC）在热车后输出给执行器的信号弱、信号缺失或喷油器控制线路导通不良，都会引起发动机加速不良或加速熄火现象。首先检查控制单元相关线束连接情况，发动机控制单元（EDC）连接器端子无退出现象，连接器连接牢固。接下来用万用表分别测量4个喷油器电磁阀，电阻值都在0.60Ω左右，线圈阻值在正常范围。再检查电控喷油器线束，测量4个喷油器供电导线和控制信号导线都无断路、短路现象，导通良好，4个喷油器连接器连接牢固。

再用试灯的两个探针分别插在喷油器电磁阀线束侧的端子上，运转发动机，试灯闪烁，有喷油脉冲控制信号，说明发动机控制单元（EDC）输出的喷油器工作信号正常。

（5）检查供油系统高压部分（喷油器）故障。

故障码P1011轨压控制器正偏差超过上限，P1012轨压控制器正偏差严重超过上限，两个故障码的含义都是与高压供油部分有关的。对于高压共轨柴油发动机来说，燃油共轨系统高压油泵或进油计量比例电磁阀有故障不能建立高压，会使轨压控制器压力异常出现轨压正偏差超过上限故障码。但是高压部分的电控喷油器机械故障也会引起发动机加速不良和加速熄火故障的发生。

图9 上试验台测喷油器、回油量

就车检查喷油器的回油量。通过测量回油量，可以大致判断喷油器的技术状态，其基本方法是：将各喷油器的回油管分别引导到量杯中，然后启动柴油机，再测量各缸喷油器的回油量，如果某缸的回油量明显偏多或偏少，说明该喷油器失常。拆下4个喷油器的回油管，接上量杯，启动发动机观察到第2缸喷油器回油最少，1缸、3缸、4缸3个喷油器回油量大。4个喷油器回油量不一致，初步确认2缸喷油器回油量基本正常，1缸、3缸、4缸3个喷油器有堵塞或有卡滞现象存在，需要上喷油器试验台检查校正喷油器喷油的工作情况。

上试验台测试喷油器（喷油压力、喷油量和回油量）。从车上拆下4个喷油器总成，分别上试验台测试检查回油和喷油压力（如图9所示），从试验台显示屏上的清洗数据（如图10所示）、全负荷时数据（如图11所示），观察到回油和喷油压力都不在正常范围，说明喷油器内部阀组件都有问题。

图10 上喷油器试验台清洗时的数据

图11 全负荷时回油数据

图12 分解喷油器

图13 生锈的喷油器阀组件

检查喷油器阀组件。分解4个喷油器总成检查（如图12所示），取出喷油器阀组件，看到4个喷油器控制活塞上都有不同的锈蚀现象（如图13所示），锈蚀的控制活塞在发动机热车时运动受阻、产生卡滞现象，可以使发动机在热车时出现加速不良和加速熄火故障。

故障排除：更换电控喷油器锈蚀的阀组件（如图14所示），共轨喷油器阀组件型号：F00RJ02005，将4个喷油器组装完毕，在试验台校正其喷油量都一致后，根据喷油器IQA码（油量修正代码）与各汽缸一一对应的安装到发动机上。启动车辆，发动机顺利着车，路试车辆，车辆行驶20km时加速不良和自动熄火现象不再出现。发动机喷油器故障引起的车辆热车后行驶中加速不良和加速熄火故障彻底排除。

图14 更换喷油器阀组件

故障总结：在该车的故障排除过程中可以看出，故障的真正原因是在发动机燃油系统进水3天后，喷油器内阀组件（控制活塞）生锈，喷油器控制活塞在发动机热车时移动不灵活，产生卡滞现象，发动机加速时燃油不能正常的喷射，导致发动机出现热车加速不良和加速熄火故障。故障码“P1011轨压控制器正偏差超过上限、P1012轨压控制器正偏差严重超过上限”，两个故障码的含义与高压供油不正常有关，故障码的存储都是喷油器有故障不能正常喷油存储的。在维修过程中遇到这两个故障码，在排除低压油路（燃油滤清器）故障或检查回油量过大时，可以优先考虑检查喷油器有故障存在，可以快速确认故障部位排除故障。