大功率发动机电控系统故障诊断分析

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关键词：大功率；柴油发动机；电控系统；故障诊断

1大功率柴油发动机电控系统的概述

1.1电控系统的组成

在计算机技术高速发展的背景下，计算机技术应用到各个领域中，柴油发动机也不例外，计算机控制系统是大功率柴油发动机电控系统的主要内容，因此在大功率柴油发动机的工作原理与计算机控制系统基本相似，并借助计算机控制系统，大功率柴油发动机实现实时、精确和高效运行[1]。大功率柴油发动机电控系统主要有供油系统、进气系统和电子控制系统组成，电子控制系统包括传感器、电子控制模块、执行器；进气系统包括空气滤清器和进气歧管；供油系统包括滤清器、输油泵、压力调节器、燃油箱和供油轨道[2]。在大功率柴油发动机电控系统中，传感器的地位和作用重大，且是电子控制系统中最重要的部件，从整个系统运作来看，传感器是类似于中枢神经，是控制系统的输入模块，能够有效感知整个电动机的运作状况，实现实时监测的作用。一旦发电机的运行参数发生变化，传感器就在第一时间内警报，比如发电机的进气压力、进气温度、柴油燃烧温度、油门大小、车速等等，都在传感器的监测范围内。由于大功率柴油发动机电控系统比较复杂，所以必须要结合供油系统、进气系统和电子控制系统实现整个系统的控制，在整个控制系统中，传感器关系发动机的正常运行。

1.2电控系统的工作过程

在大功率柴油发动机电控系统中，供油系统是确保发动机正常运转的另一个重要系统，输油泵和压力调节器是确保公共油道上的压力均衡，传感器则是感知油道内的压力是否均衡，并通过控制压力调节器实现对油道内压力的调节，最终实现压力恒定的目的[3]。然后公共油道内的柴油就会向指定的气缸内输送，输送柴油的大小是有喷油器上的电磁阀大小控制的，因为油管内的压力是恒定的，所以电磁阀的开口越大，说明向气缸内输送柴油的量就越多，发动机做功也因此增加。而电磁阀开口大小主要是由油门踏板位置控制决定的。油门踏板位置变化越大，说明电磁阀的开口就越大，那么向各个气缸内输送的油量就越多，此时发动机的牵引力就越大。在整个柴油发动机运行过程中，电子控制模块实现各个部件相互协作，确保发动机正常运转。电子控制模块需要储备大量的信息，尤其是发动机运行状态的目标数据和整个发动机的控制参数，因此具有RAM、EEPROM和ROM三个储存器。比如，在踩油门的时候，电子控制模块会先对储存中的信息进行对比，当发现与储存信息不吻合时，则会立刻做出反馈，并修改发动机存储参数。在大功率柴油发动机中，发动机的转速、功率以及各种相关的参数全部存在EEPROM中，燃油的主要控制程序存放在ROM中，EEPROM是为了满足人们的基本需求，而RAM则是根据监测发动机的运行参数，并把监测结果及时发送给电子控制模块，确保电子控制模块不间断的运行，确保大功率柴油发动机正常运转[4]。

2电控系统故障诊断

2.1故障码的读取

大功率柴油发动机在正常运行过程中，经常会遇到一些意外因素导致发动机电控出现故障，电控系统故障就是有传感器在监测过程中接收到外界的刺激，并在第一时间做出反应，犹如驾驶员猛踩油门一样。电控系统的作用就是对整个发动机进行全面的控制，当出现故障码时，则说明发动机已经发生对应的故障。正因为如此，电控系统中存储着各种各样的发动机故障信息，当出现故障时电控系统就会对其进行分析，根据分析结果产生对应的故障编码[5]。要想对发动机进行高效的维修，必须要读懂故障码，读取故障码的方式有两种，一种是根据故障指示灯直接读取故障信息，然后对其进行有效的维修，此故障码读取则是通过故障检测插座实现不同的跨线连接，然后在仪表盘上现实对应的故障码，在仪表盘上的故障码种类有很多种，只有专业人员才能了解其中的意思；另外一种，则是利用故障检测仪器进度读取故障信息，此种读取方法则是直接将仪器连接到故障读取插座，实现对故障码的读取。

2.2故障码的清除

当大功率柴油发动机电控系统出现故障码时，必须要对其进行专业的检测，了解具体的故障，然后针对性进行维修，从而准确排除故障。一般情况下，只要排除故障，故障码则会自动消失，所以清楚故障码就是清楚故障。常见排除故障的方法有两种，一种是直接关掉发电机，然后将电子控制模块进行拆除，等待15s左右后在对电子控制模块进行安装，并确认故障码是否存在；第二种就是直接清除发动机故障码或者是使用故障诊断仪进行清除[6]。

3发动机故障诊断

随着大功率柴油发动机性能的提升，电控系统向复杂化方向发展，因此发动机故障也呈现出多元化的特征，因此在发动机故障诊断中必须要完整的故障诊断方法，这样才能实现高效、精准的维修。发动机故障诊断以电动系统正确运行条件为基础，通过使用特定的手法实现对发动机电控系统功能失调原因的查明，从而找出准确的故障位置，并判断故障是否会进一步发展。常见的故障诊断方法有三种，具体如下：

3.1随车诊断

在大功率柴油发动机电控系统，具有自诊断系统，该系统只有在出现故障时，才会发生其作用。除了大功率柴油发电机电控系统拥有此功能外，其它类型的电子管理系统也拥有此功能，故障诊断程序不在电子控制模块，而是储存在电动单元中，如果发动机处于停止状态，故障诊断功能是不发挥作用的，只有正常运行，才能监测发动机机械状态，监测发动机整个工作过程，监测电控系统的所有部件是否正常。

3.2车外诊断

由于大功率柴油发动机电控系统比较复杂，所以并不是所有的故障都能利用本身故障诊断功能准确查明，需要借助各种诊断仪器实施全面的检测，才能找出故障的准确位置，查明故障原因，对于维修人员而言，必须要专业的技术和对诊断仪器的熟练使用[7]。另外维修人员是故障诊断的主要参与者，所以维修效率和诊断精度都会受维修人员的能力以及故障诊断仪器的影响。

3.3集成诊断

集成诊断在大功率柴油发电机电控系统故障诊断中，是最有效的故障诊断方法，且是车辆诊断技术的发展方向，结合诊断手段和诊断技术，将各种有效的诊断功能集成到仪器，实现前两种诊断方法的有机结合，且具有电子信息检索技术于专家系统集成、诊断功能集成和容错功能强的特征。

4维修人员的基本要求

4.1维修人员应具备的基本知识

对大功率柴油发动机电控系统有着全面的了解的，特别是电控系统的结构和运行原理。了解发动机电控系统的各种故障，并具有对整个电控系统的故障清楚能力。此外，要具有故障诊断综合分析能力，准确判断故障性质、原因、系统分析，抓住主要矛盾，压缩故障范围，找出故障的准确部位。

4.2基础故障诊断能力

大功率柴油发动机电控系统故障主要分为三种：电路故障、油路故障和机械故障，因此在正常运行状态下，按照电路、油路、机械等前后顺序实现对故障的诊断，找出故障原因和位置。例如，在实际维护中，可以大致诊断出以下情况：如果在打开电气开关后车辆的电气设备不工作，喇叭不响，灯不亮以及启动电动机不工作，可以确定启动系统出现故障，常见原因包括启动线接触不良，蓄电池放电过度，启动电动机或启动继电器故障等。如果启动电动机正常运行，则发动机有起火迹象，但起火后无法正常启动，并且火焰逐渐熄灭，主要是机油系统供油压力不足[8]。如果起动电机在电起动过程中正常运行，但是发动机没有点火迹象，则可以确定机械传动机构或点火系统有故障。

4.3电控故障诊断能力

在大功率柴油发动机电控系统出现故障时，维修人员需要根据故障对发动机进行判断，先借助故障诊断仪进行检查，然后确认故障码是否对应观察检测结果，如果有故障则需要对其进行维修，则可认为故障发生在电控部分，检索故障码表，进一步判定是发动机ECU故障、燃油喷射系统故障、点火系统故障、传感器故障、执行器故障、线束接触不良或是断路短路故障；若没有故障则可初步认为是机械部分故障，一般采用经验检查法或仪器检测法进一步查明故障所在位置。

5结语

总之，在大功率柴油发动机电控系统全面发展的背景下，必须要拥有一套完整成熟的系统故障诊断方法，这样才能确保故障得以准确、高效的处理，发挥柴油发动机的作用和价值，另外维修人员影响到故障诊断和维修效率，必须要提高维修人员的专业技能，确保大功率柴油发动机电控系统高效检修。

参考文献：

[1]卢龙高.电控系统故障引起共轨柴油机不能启动的原因及诊断[J].河北农机，2015（3）：53-54.

[2]顾汝彬.电控高压共轨柴油机电控系统故障原因分析[J].汽车运用，2013（2）：39-40.

[3]张岳，周文华，杨腾飞，等.电控柴油机OBD系统监控需求及管理研究[J].机电工程，2015，32（2）：265-269.

[4]邓方，邱志卓.汽车电控发动机系统故障的诊断与维修研究[J].科学技术创新，2020（7）：158-159.

[5]张利.汽车电控发动机系统故障的诊断与故障维修研究[J].价值工程，2018，37（13）：200-201.

[6]刘志永.黑箱法在掘进机电控系统故障检测中的应用探析[J].机电工程技术，2019，48（12）：233-235.

[7]卢建平.针对汽车电控发动机系统故障的诊断及维修技术研究[J].时代汽车，2018（12）：193-194.

[8]孙宝明.柴油机电控共轨系统故障诊断思路分析[J].科技经济导刊，2020，28（08）：57-58.

作者：仲崇成 王柏武 单位：三一六九四部队