一辆富豪FM 12型重型货车,装备排量为12L的电控泵喷嘴柴油机(D12413848DlE型)。据驾驶人反映,该车冷机时起动非常困难,需要起动数次才能起机,有时甚至需要连续起动8次以上才能起动,但起动后怠速运转并无明显异常,热机时起动较为容易。检修过程如下所述。
①检查驾驶室仪表,均显示正常,随车电脑自诊断系统也没有显示存储有故障码。
②检查排气制动操纵手柄,处于正常位置。由于起动后该柴油机运转并无明显异常,因此断定排气制动处于正常状态,无需检查排气制动执行器。
③检查燃油管路,未见损伤及泄漏现象。连接燃油压力表,测得起动时低压油路的压力为0.018MPa(正常值为0.01-0.035MPa),因起动时的转速较低,这个压力值完全正常,说明低压油泵、燃油滤清器、溢流阀等整个低压油路工作正常。
④用螺钉旋具抵靠在泵喷嘴总成的安装位置进行听诊,起动时可听到喷嘴特有的
“嗒嗒”响声,说明喷油器能动作。
⑤检查起动预热器,测量其阻值在正常范围内,仪表板上的预热指示灯能正常点亮,进气道的空气感觉发热,说明起动预热器能正常加热起动时进人气缸内的空气。
⑥接下来,检查冷却液温度传感器和进气温度传感器。拔下冷却液温度传感器接头,检测传感器的电压,接通点火开关时为5V,正常;检测传感器本身的电阻,冷却液温度为20℃时为1.73kn[标准值为(1.9士0.14)kΩ]也正常;再拔下进气温度传感器接头,进行上述检测,结果也均正常。
⑦从该车的故障现象来看,曲轴位置传感器应无问题;因自诊断系统未显示存储有故障码,因此凸轮轴位置传感器信号本身也应无问题,但凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器之间是否同步,则需用使用双通道示波器做进一步的检查。
⑧检查电控系统各线束连接器,均连接可靠。经过上述初步检查,未找到故障原因。
(2)原因分析:要使柴油机能正常起动,必须满足3个条件,即预热系统工作正常、合适的喷油量及喷油正时、足够的气缸压力。如果预热系统出现故障,则进人气缸的空气就不会升到足够的温度,柴油机就会出现无法起动或起动时间过长的现象;如果是由于供油问题造成柴油机起动困难,就要系统地检查整个供油系统,为了缩小故障范围,应对高、低压油路进行分段检查;如果气缸压力不足,对于柴油机而言,会导致压缩终了时气缸内的温度达不到柴油的自燃点,使喷人的柴油难以燃烧,柴油机就无法起动。
鉴于上述分析,结合冷起动时排气管排烟很少的情况,怀疑该车冷起动时的喷油量过少。根据以往的经验,如果在进气歧管处倒进少量柴油,会有助于起动。于是,拆下进气歧管中部的1个螺栓堵头,倒人少许柴油,然后起动柴油机,柴油机很快就起动了,看来该车冷起动困难确实是因为至少有1个缸的喷油量过少或雾化不良所致。
前面听诊时能够听到喷嘴喷油的声音,说明电控燃油泵喷嘴电路是正常的,如果电控燃油泵喷嘴电路出现故障,故障指示灯应该会点亮,并可读出电控单元记忆的故障码。当然,如果是电控燃油泵喷嘴的机械故障,电脑是检测不出来的。
(3)借助专用仪器检测:使用专用诊断仪对气缸压力、喷油量等进行检测,并进行了断缸试验,其中气缸压力是在起动过程中检测的,其余检测和试验均是在设法起动柴油机后在怠速状态下进行的。
①测量相对气缸压力。此项检测用于显示任一气缸中的压力相对于其他气缸是否存在偏差,检测结果显示,第3, 5缸的压力略低(为%%,其他缸为98%-100%),但在允许范围内,说明气缸压力总体正常。
②检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号波形。经检测,波形正常(正常的波形必须保证凸轮轴位置传感器信号和曲轴位置传感器信号在规定域内交叉,所以在进行任何可能导致信号改变的维修作业后,如更换飞轮、更换或调整凸轮等,都必须用示波器确认两信号是否仍在规定区域内交叉)。
③用富豪专用诊断仪进行断缸测试。经测试,各缸均能工作,但各缸工作的好坏感觉不明显。
④评估各缸喷油量:用富豪专用诊断仪记录各缸喷油量校正值,1缸处于加浓正补偿状态,为+51%; 2缸处于减油负补偿状态,为一38%; 3缸处于轻微的加浓正补偿状态,为+3%; 4缸、5缸也处于轻微的加浓正补偿状态,为+4%左右;6缸处于减油负补偿状态,为1%。上述数据表明,第1, 2, 6缸均超出喷油量校正范围(正常范围为士20%),其中1缸的喷油量过少。
需要说明的是,正是由于电控供油系统的这一补偿校正功能,使得该车勉强起动后怠速运转比较平稳,否则早就怠速不稳了。这也是为什么在怠速状态下,用专用诊断仪进行断缸试验时,不能明显区分出故障缸的原因。
故障排除:根据以上分析和检测,对电控燃油泵喷嘴进行拆检。拆检前,先测量了电控燃油泵喷嘴上高速溢流电磁阀的电阻,正常值为4.1-5.3Ω,实测值为4.8 Ω,正常。拆下第1, 2, 6缸电控燃油泵喷嘴总成,并对这几个泵喷嘴总成进行了解体。
经检查,发现第1缸高速溢流电磁阀的阀芯有明显的磨损痕迹。由于阀芯磨损,使回油通道关闭不严,不能建立足够的喷油压力,导致第1缸的喷油量严重不足,因此电控单’元对第1缸给予正补偿。由于没有单独的高速溢流电磁阀配件,于是更换了第1缸的电控泵喷嘴总成。
至于第2, 6缸的电控燃油泵喷嘴总成,按经验可知问题出在喷嘴上。经检查,由于针阀和针阀体配合不良,导致了高压燃油滴漏,第2缸较为严重。更换第2缸的喷嘴,并对第6缸的喷嘴采取配对研磨(可用牙膏做研磨膏)和清洗的方法进行处理。
将各缸的电控燃油泵喷嘴重新装好,起动柴油机,柴油机一次起动成功。再次用专用诊断仪读取怠速时各缸的喷油量校正值,数值均在-1%-+4%之间,非常均匀。第二天早上再次冷机起动,也是一次成功,至此该车故障完全排除。
故障总结:由于第1缸的电控燃油泵喷嘴高速溢流电磁阀关闭不严,加之起动时转速较低,所以起动时的非正常回油就更加明显。需要特别指出的是,在起动过程中,电控单元是按程序设定的喷油量喷射的,还没有启动补偿调节功能,所以第1缸的喷油量就很小;第2, 6缸的电控燃油泵喷嘴因喷嘴密封不良而额外滴漏,也使得起动时气缸内的柴油雾化质量变得更差,不利于燃烧,由此导致该柴油机冷机起动变得异常困难。
经了解,该车的电控泵喷嘴为何会出现非正常磨损故障的诱因与该车使用的柴油质量有关,车主曾有很长一段时间在非正规加油站加油。
为了避免类似的情况再次出现,在燃油箱与燃油滤清器之间加装了一个4L左右的油水分离器。该车经此次维修后已行驶了数万公里,驾驶人反映柴油机动力充足,油耗正常,且没有再出现冷起动困难的故障现象。