2009.1,学习情境3：执行器的检修,项目3.1：共轨压力调节阀的检修,2009.1,共轨柴油机主要的执行器有： 共轨压力调节阀和喷油器电磁阀，而国柴油机单 体泵系统由于采用了机械式喷油器，因此，执行器 只有电控单体泵电磁阀。,2009.1,共轨压力是共轨系统的重要参数之一，目前，国内生产的国共轨柴油机，共轨压力都是可调节的（第一代Bosch共轨系统，共轨压力是固定值，不可调节）。,一、共轨压力调节阀检修,（一）共轨压力调节阀的结构及工作原理 ECU根据加速脚踏板位置传感器、空气流量传感器、 凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器等的信号，确 定高压共轨内的燃油压力（喷油器的供油压力，简称 共轨压力或轨压），通过占空比信号（PWM）调节共 轨压力调节阀控制共轨压力，并通过共轨压力传感器 的反馈信号，ECU实现对共轨内的燃油压力闭环控制。,2009.1,1.共轨压力调节阀的安装位置 燃油压力调节阀可以根据需要，安装在共轨上或高压油泵上，如图1所示。,一、共轨压力调节阀检修,（a）GW2.8TC柴油机共轨压力调节阀安装在高压油泵上（进油调节）,图1 燃油压力调节阀的安装位置,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,（b）D4EA柴油机共轨压力调节阀安装在共轨上（高压调节）,图1 燃油压力调节阀的安装位置,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,（c）依维柯索菲姆8140-43柴油机压力调节阀安装在高压泵上（高压调节）,图1 燃油压力调节阀的安装位置,1.气缸； 2.三瓣凸轮； 3.带调整垫片的进油阀； 4.球形出油阀； 5.活塞； 6.泵轴； 7.低压燃油； 8.高压燃油输出口； 9.燃油回油； 10.安全阀（断油）,2009.1,2.燃油压力调节阀油压调节方式的比较 （1）高压端压力调节 参考图1（b）、（c），高压油泵产生的高压油送至共轨，ECU根据相关传感器的信号，确定高压共轨内的燃油压力，通过占空比信号（PWM）调节燃油压力调节阀控制共轨压力，将多余的燃油卸掉，回流到油箱。该种共轨压力的调节方式，会造成部分燃油的不必要压缩，造成发动机的功率耗损，燃油温度的提高。 上述共轨压力的调节方式在我国生产的国柴油机已很少采用。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,（2）进油端压力调节 参考图1（a），输油泵送来的低压油，经过计量，然后送到高压油泵的柱塞，产生高压，再送至共轨。该种共轨压力的调节方式，避免了燃油的不必要压缩，因此，目前得到广泛的采用。采用进油端压力调节时，燃油压力调节阀一般称为燃油进油计量（比例）电磁阀。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,3.Bosch共轨系统压力调节阀（高压调节）的工作原理 调压阀的作用是根据发动机的负荷状况调整和保持共轨中的压力。当共轨压力过高时，调压阀打开，一部分燃油经集油管流回油箱;当共轨压力过低时，调压阀关闭，高压端对低压端密封。 BOSCH电控共轨系统中的用于高压调节的压力调压阀 (图2)有一个固定凸缘，通过该凸缘将其固定在供油泵或者共轨上。电枢将一钢球压人密封座，使高压端对低压端密封。为此，一方面弹簧将电枢往下压，另一方面电磁铁对电枢作用一个力。为进行润滑和散热，整个电枢周围有燃油流过。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,调压阀有两个调节回路:一个是低速电子调节回路，用于调整共轨中可变化的平均压力值；另一个是高速机械液压式调节回路，用以补偿高频压力波动。,一、共轨压力调节阀检修,图2 共轨压力调节阀（常闭式、高压调节）,1.球阀；2.衔铁销；3.电磁线圈；4.弹簧；5.电器接头,2009.1,补充知识：限压阀 在共轨系统的很多方案中，设置了限压阀用来限制共轨系统的最大压力。剖面图及实物图如图3所示。,一、共轨压力调节阀检修,（a）剖面图,图3 Bosch CP3系统用的高压共轨及限压阀,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,（b）实物图片,图3 Bosch CP3系统用的高压共轨及限压阀,2009.1,限压阀的工作原理：,限压阀的作用相当于安全阀，它的基本作用是限制共轨中的压力。当共轨中燃油压力过高时，打开放油孔卸压。共轨内允许的短时间最高压力值与设定值有关。 Bosch电控共轨系统中的限压阀 (图4)，主要由下列构件组成:外壳 (有外螺纹，以便拧装在共轨上)、通往油箱的回油管接头及活塞和弹簧。,一、共轨压力调节阀检修,图4 限压阀的工作原理示意图,2009.1,外壳在通往共轨的连接端有一个小孔，一般工况下，此孔被外壳内部密封面上的锥形活塞头部关闭。在正常的工作压力下，弹簧将活塞紧压在座面上。此时，共轨呈关闭状态。当共轨中的燃油压力超过规定的最大压力时，活塞在高压燃油压力的作用下压缩弹簧，高压燃油从共轨中流出。燃油经过通道流人活塞中央的孔，然后经集油管流回油箱。随着阀的开启，燃油从共轨中流出，共轨中的压力降低。,一、共轨压力调节阀检修,图4 限压阀的工作原理示意图,2009.1,4.进油计量电磁阀（进油端压力调节） Bosch共轨系统某四缸机的燃油管路布置及进油计量电磁阀如图5所示,一、共轨压力调节阀检修,图5 Bosch共轨系统的进油计量电磁阀,2009.1,Bosch共轨系统进油计量电磁阀的工作原理： 参考图6，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ECU 控制。 进油计量比例阀在控制线圈没有通电时，进油计量比例阀是导通的，可以提供最大流量的燃油。 ECU 通过脉冲信号改变高压油泵进油截面积而增大或减小油量。,一、共轨压力调节阀检修,4.进油计量电磁阀（进油端压力调节）,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,图6 进油计量比例电磁阀及工作原理,A-来自输油泵 B-送至高压油泵,1.插座 2.电磁阀壳体 3.轴承 4.带挺杆的枢轴 5.带壳体的线圈 6.外壳 7.剩余气隙垫片 8.磁芯 9.O型圈 10.柱塞 11.弹簧（内部） 12.安全元件,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,（二）进油计量电磁阀的检修 下面以长城车GW2.8TC型柴油机为例，如图7所示，进油计量比例电磁阀有2个接线端子，其1端子接ECU的A49端子（低电位）、2端子接ECU的A19端子（高电位）。,图7 GW2.8TC型柴油机的进油计量比例电磁阀与ECU的电路连接,2009.1,（1）外线路检查。参考图7，用万用表的电阻挡，分别测量1端子与A49端子、2端子与A19端子之间的电阻值，来判断外线路是否存在短路及断路故障。 （2）传感器电阻值测量。关闭点火开关，拔下进油计量比例电磁阀插头，测量传感器侧1与2端子间的电阻，20情况下，两端子间的电阻值应在3左右。,一、共轨压力调节阀检修,图7 GW2.8TC型柴油机的进油计量比例电磁阀与ECU的电路连接,2009.1,（3）听声音判断工作是否异常。进油计量比例电磁阀在断电时关闭，切断低压油路与高压油路的联系，在通电时则打开。因此，点火开关ON时，应听到进油计量比例电磁阀发出连续不断的嗡鸣声，且把手放上应能够感到明显震动； （4）数据流检测。用“X-431故障诊断仪”可以读取“油量计量单元供油设定值”、“油量计量单元输出占空比”和“轨压控制器供油预控值”等3个参数的数据流。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,（三）进油计量电磁阀失效策略分析 讨论：进油计量电磁阀失效，发动机能否打着火？能打着火，对发动机性能是否有影响？ 当进油计量电磁阀失效（例如，拔掉其插头）时，发动机能否打着火，不能一概而定，应视具体机型而考虑，即使采用了同一个电控系统（如Bosch的CRS2.0），有的车型可以打着火，有的车型不能，主要取决于系统的控制策略。下面具体举例说明。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,（1）长城GW2.8TC型增压共轨柴油机（Bosch的CRS2.0系统） 当进油计量电磁阀失效时，发动机无法起动及运行。 当进油计量比例电磁阀失效如卡滞，无法打开，导致高压燃油无法进入油轨，导致出现此类故障现象出现多为燃油中含有杂质造成的，可对进油计量比例阀进行清洗；进油计量比例电磁阀与ECU连接线路断路，导致ECU无法对进油计量比例电磁阀控制，因此，发动机熄火或无法起动。 说明：该车采用的进油计量电磁阀为常闭式。,2009.1,（2）玉柴及潍柴国柴油机Bosch共轨系统 采用常开式（缺省状态全开）。,一、共轨压力调节阀检修,图8 常开式燃油计量电磁阀的供油特性,当进油计量电磁阀失效，发动机可以正常起动及运行（跛 行回家-Limp Home）,2009.1,一、共轨压力调节阀检修,当ECU 判断进油计量阀驱动失效（如进油计量阀损坏、驱动线路的开路及短路）时，ECU 采取系列处理措施： 点亮故障灯； 产生故障码P0251、P0252、P0253、P0254、P025C、P025D； 燃油压力超高、限压阀被冲开；（用手分别放在回油管及共轨上，能明显感觉到50左右的温度差） 诊断仪显示轨压位于700-760bar范围，随转速升高而增大； 限制发动机转速（1700rpm/min左右，通过控制喷油量实现），在限制范围内，油门仍然起作用； 关闭点火开关后，燃油压力泄放阀关闭，回复正常； 如发动机启动过程已进入此策略，仍能起动且没有明显感觉。,2009.1,（3）玉柴国柴油机Delphi共轨系统 当进油计量电磁阀失效时，发动机无法起动及运行。 当ECU 判断进油计量阀驱动失效（如进油计量阀损 坏、驱动线路的开路及短路）时，ECU 采取系列处 理措施： 停机或无法起动；产生故障码：P0251、P0253、 P0255。,一、共轨压力调节阀检修,2009.1,拓展知识： 1.电控泵喷嘴技术 2.Bosch第三代共轨系统（CRS3.0） 3.国柴油机后处理技术 4.潍柴国柴油机排气制动（WEVB）技术 该部分内容，学生自学为主，教师负责答疑。 目前，国内柴油机采用电控泵喷嘴技术（受到凸轮轴须上置于缸盖的限制），相对较少。相关内容，请参考拓展知识部分的参考资料。,