一辆行驶里程超21万km,搭载2.8TCI柴油发动机的2006年长城哈弗H3运动型多功能车。用户反映:该车冷车启动困难。
检查分析:维修人员试车,发现该车热车启动正常。检测发动机控制单元,发现故障码P161E—发动机控制单元中的车型参数不可用。清除故障码后试车,故障码暂时不出现。将车停放一段时间后再试,发动机无法启动。多次尝试均告失败后,故障码P161E重现。
启动机运转时,观察油轨油压数据,为67 MPa,正常。既然柴油已经送到油轨,如果喷入气缸的柴油能够完全燃烧的话,发动机应该能够启动。将加速踏板踩到底后继续尝试,油压进一步升高,发动机略有启动的趋势,但没有感到正常的扭矩输出,并有白色烟雾从排气管排出。这说明柴油已经喷入了气缸,只是不知喷油量是否够,以及是否燃烧正常。
向进气软管喷入柴油发动机辅助启动液,发动机顺利启动。启动后,发动机怠速运转时油压为57 MPa,正常。路试确认车辆加速正常,说明该车发动机的问题仅限于启动。而且故障码与启动困难也密切相关。因此,诊断的焦点落在发动机的启动扭矩上。
柴油发动机扭矩控制方式与汽油发动机稍有不同,它是通过喷油量来控制扭矩的。在一般情况下,只要发动机不出现失速,其进气量总是能够满足扭矩需求的,其中的氧气也能保证柴油的正常燃烧。发动机控制单元根据负荷率来控制油轨油压,并按照加速踏板的位置控制喷油脉宽(图1)。
喷油器的喷油时刻取决于发动机的负荷率,喷油脉宽数据取决于扭矩需求。喷油顺序为1-5-3-6-2-4,实际喷油时刻由凸轮轴相位来决定。在信号形式方面,柴油发动机是以活塞下止点为0°相位的(图2)。发动机控制单元以凸轮轴的0°相位为基准,来确定各缸的喷油时刻。
检查油轨的油压传感器(图3),未见异常,说明发动机控制单元收到的油压数据是可信的。测量凸轮轴位置传感器的信号波形,正常。说明喷油器的喷油时刻应该没有问题。启动时将加速踏板踩到底,同时人为地将涡轮增压器的增压量开到最大值,发动机仍然无法正常启动。分析认为,在进气量和喷油都充足的情况下,发动机扭矩输出不足,其原因应该归咎于燃烧不正常,此时想到了预热塞。将预热塞拆下,发现其表面没有热度,问题应该出在这里。
预热塞为大功率电阻器,利用电能为其加热。根据温度特性(图4),其表面在极短时间内便能够发热,但此时见到的情景完全不是这样。打开点火开关,测量预热塞电源电压,为0V。检查发现预热塞继电器没有插到位。
故障排除:将继电器插牢,清除故障码试车确认故障排除。可见当初之所以产生故障码,是由于发动机的启动扭矩不足。