一辆2013年生产的丹东黄海大柴神皮卡汽车,车型编号为DD 1030K型,发动机型号为JE493ZLQ4CB型,发动机排量为2.771 L ,排放标准为国IV排放,行驶里程为3.865万km。用户反映最近一段时间车辆行驶中,经常有后车鸣喇叭示意,告知车辆冒黑烟。到附近的修理厂检查,没有查到具体的原因,说是需要更换涡轮增压器或高压泵,后来经朋友介绍来我厂检修。
故障诊断:
1.故障检查
维修技师接车后检查车辆,确认故障现象。首先启动发动机,检查车辆仪表指示,仪表上的机油灯、冷却液温度指示灯都正常,发动机故障报警灯也没有点亮,发动机怠速运转时排气管没有冒黑烟。再连续快速踩加速踏板后,发动机排气管冒出黑烟,怀疑是空滤堵塞造成进气量不足导致冒出黑烟。检查空气滤清器不是很脏、进气管路也没有堵塞,应该是发动机共轨喷射系统有问题。然后用道通708诊断仪连接诊断接口,检测发动机控制单元,只检测到1个故障码“0504-主、副制动踏板信号比较不可信”(见图1),而且故障码的含义与发动机冒黑烟现象没有关系,故障码可以清除掉,再次检测故障码不再出现。用诊断仪检查,没有检测到与冒黑烟相关的故障码存储,但是维修技师确认了发动机在急加速或发动机持续高速运转时,车辆排黑烟现象确实存在。
2.柴油共轨喷射系统工作原理
JE493ZLQ4CB型国IV排放柴油共轨喷射系统由发动机控制单元(ECU)、高压油泵、共轨管、电控喷油器、压力传感器、液流缓冲器和压力限制器以及各种传感器(空气流量传感器、增压压力传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器)等组成。高压油轨管上安装的压力传感器,能准确测量共轨管内的压力,并向ECU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;系统中压力限制器的开启压力为140MPa,压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时,迅速进行泄压。在共轨喷射系统中的传感器(空气流量传感器、增压压力传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器),用来测定发动机实际运行状态。共轨喷射系统高压的产生和喷油控制是分别独立进行的。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率。
为了改善柴油机的排放,JE493ZLQ4CB型国IV 排放发动机l废气再循环系统采用了由2个控制电磁阀控制的新型结构EGR阀(见图2),其中一个电磁阀通过真空软管与控制板真空室连接,为发动机控.制单元ECU对控制板的控制提供真空;另一个电磁阀与EGR阀真空室连接,为控制单元ECU对EGR阀的控制提供真空。EGR阀工作时,由控制单元ECU控制2控制电磁阀,通过控制控制板的开度,改变进气通道的截面积提高气流流速,同时打开一部分EGR通道,使流入进气道的废气流速增加,来完成废气再循环。
3.分析JE493ZLQ4CB型国IV排放发动机冒黑烟故障可能的原因
1)燃油共轨系统传感器故障;2)燃油共轨系统压力故障;3)发动机控制单元ECU喷油控制信号故障;4)电控喷油器故障;S)废气再循环系统EGR阀故障;6)EGR阀真空管路故障;7)控制电磁阀线路及控制信号故障;8)EGR阀控制电磁阀故障。
4.针对JE493ZLQ4CB型发动机可能的故障原因进行检查
1)检查燃油共轨系统传感器故障。
在共轨喷射系统中,测定发动机实际运行状态的空气流量传感器、增压压力传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器等工作异常,会导致发动机出现冒黑烟现象。
首先检查各种传感器线路及连接器,无断路、短路或接触不良现象。再用诊断仪检测发动机共轨系统故障码,无各种相关的故障码存储。再读取空气流量传感器、增压压力传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器数据流,显示数据都在正常范围。说明不是燃油共轨系统传感器导致的排气冒黑烟。
2)检查燃油共轨系统压力故障。
在发动机共轨喷射系统中,共轨压力传感器的测量范围为20~180MPa,压力传感器能准确的为发动机控制单元ECU提供油轨管内的压力信号。燃油共轨系统压力异常,会导致发动机出现冒黑烟现象。
首先用诊断仪数据流功能,检查燃油共轨系统压力,发动机怠速时的油轨压力数据(见图3)和发动机加速时油轨压力数据(见图4)都在正常范围。然后缓慢踩下加速踏板,发动机转速上升到3500r/min左右,没有明显的冒黑烟现象,说明不是燃油压力导致的冒黑烟。
3)检查发动机控制单元ECU的喷油线路及控制信号故障。
电控共轨式燃油喷射系统中ECU根据各传感器的信号,对喷油器发出最佳的喷油控制信号。对于高压共轨柴油发动机来说,喷油器控制线路或控制信号有问题,会出现各缸喷油不均匀或喷油量过大现象,导致发动机冒黑烟的症状出现。