天龙大货车DCI11共轨电控柴油发动机维修

天龙电气系统天龙电气系统DCI11DCI11发动机共轨电控系统原理和检修发动机共轨电控系统原理和检修ContentsClick to add TitleClick to add TitleX431解码器使用和常见故障诊断解码器使用和常见故障诊断发动机制动发动机制动柴油共轨电控系统组成柴油共轨电控系统组成传统柴油的缺点缺点1：噪音振动大缺点2：NOx和碳烟排放高缺点3：泵管嘴系统可靠性低缺点4：喷油正时精度低电控柴油机的发展压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。泵管阀嘴系统用高速强力电磁阀直接控制高压燃油对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。泵管嘴系统高压共轨系统高压共轨系统时间控制系统时间控制系统位置控制系统位置控制系统传统柴油机传统柴油机电控共轨系统组成v 高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。行器。共轨技术的发展1第一代共轨高压泵第一代共轨高压泵总是保持在最高压总是保持在最高压力力1600bar，导致，导致能量的浪费和很高能量的浪费和很高的燃油温度。的燃油温度。2第二代可根据发动第二代可根据发动机需求而改变输出机需求而改变输出压力，并具有预喷压力，并具有预喷射和后喷射功能。射和后喷射功能。3第三代压电式第三代压电式(piezo)共轨系统，共轨系统，压电执行器代替了压电执行器代替了电磁阀，于是得到电磁阀，于是得到了更加精确的喷射了更加精确的喷射控制。控制。共轨电控系统的特点通过高压油泵上通过高压油泵上的压力调节电磁的压力调节电磁阀，根据发动机阀，根据发动机负荷状况以及经负荷状况以及经济性和排放性的济性和排放性的要求对共轨内的要求对共轨内的油压进行调节，油压进行调节，尤其优化了发动尤其优化了发动机的低速性能。机的低速性能。共轨腔内的高压共轨腔内的高压直接用于喷射，直接用于喷射，可以省去喷油器可以省去喷油器内的增压机构；内的增压机构；而且共轨腔内是而且共轨腔内是持续高压，高压持续高压，高压油泵所需的驱动油泵所需的驱动力矩比传统油泵力矩比传统油泵小得多。小得多。通过喷油器上通过喷油器上的电磁阀控制的电磁阀控制喷射定时，喷喷射定时，喷射量以及喷射射量以及喷射速率，灵活调速率，灵活调节各工况下预节各工况下预喷射和后喷射喷射和后喷射的油量以及与的油量以及与主喷射的间隔主喷射的间隔 123电控共轨柴油机优点优点1：共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。优点2：可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120MPa200MPa），可同时控制 NOx 和微粒（PM）在较小的数值内，以满足排放要求。电控共轨柴油机优点优点3：柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机 NOx ，又能保证优良的动力性和经济性。优点4：由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。电控共轨柴油机优点优点5：在现有机型上实现改造难度较小。DCI11发动机基本参数规格规格Dci340Dci340、Dci375Dci375、Dci420Dci420形式形式六缸、直列、四冲程、四气门、共轨直喷、增六缸、直列、四冲程、四气门、共轨直喷、增压中冷压中冷缸径缸径/冲程冲程mmmm123/156123/156排量排量L L11.1211.12压缩比压缩比16.4/116.4/1作功顺序作功顺序1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4（一缸在飞轮端）（一缸在飞轮端）低怠速低怠速700+50700+50气门间隙气门间隙进气门进气门0.4mm0.4mm排气门排气门0.7mm0.7mm最大油轨压力最大油轨压力1600bar1600bar重量重量kgkg10001000废气涡轮增压器机油冷却器机油滤清器空压机燃油泵ECU高压油管机油细滤器共轨发电机起动机燃油滤清器DCI11发动机共轨电控系统组成123456789mabcdijklefgh1-油箱2-ECU冷却板3-手油泵和预滤器总成4-柴油滤清器5-高压油泵和输油泵总成6-共轨管7-限流阀8-电控喷油器9-限压阀DCI11发动机共轨电控系统组成123456789mabcdijklefghA风扇离合器B电控风扇转速传感器D-高压泵转速传感器（判缸信号）E冷却液温度传感器F燃油温度传感器G机油温度传感器H机油压力传感器I增压压力传感器J轨压传感器K电子油门LEECUMVECUC-曲轴转速和位置传感器燃油供给电控系统传感器EECU执行器燃油供给系统燃油箱燃油箱燃油滤燃油滤清器清器ECU冷却板冷却板手油泵和预手油泵和预滤器滤器输油泵输油泵燃油滤清燃油滤清器器高压油泵高压油泵共轨管共轨管电控喷嘴电控喷嘴ECU冷却板ECUECU冷却器通过橡胶安装固定在发动机缸体冷却器通过橡胶安装固定在发动机缸体上，在支撑上，在支撑ECUECU时起减震作用。同时将由发时起减震作用。同时将由发动机传导的热能和通过动机传导的热能和通过ECUECU的电流所产生的的电流所产生的热能由燃油带走。热能由燃油带走。手油泵手油泵燃油出口（至低压油泵）燃油入口（从ECU冷却器及喷油器回油管）手油泵、预滤器及油水手油泵、预滤器及油水分离器合成一体。分离器合成一体。输油泵输油泵输油泵燃油滤清器燃油滤清器排气螺塞燃油加热接头燃油堵塞传感器高压油泵高压油泵回油阀保持低压油路油压在发动机怠速工况时为4-5bar，在2000rpm转速下为6-7bar高压油泵高压油泵燃油计量单元内含两个燃油流量调节电磁阀，管理高压泵入口的燃油电磁阀两个电磁阀电气插件连至EECU不供电时，电磁阀处于关闭状态产生最大轨压，通过检测该电磁阀电阻值判断电磁阀好坏，阻值15欧姆。共轨管共轨管限压阀限流阀压力传感器正常状态有泄漏或喷油器工作不正常电控喷油器电控喷油器进油进油回油回油电控喷油器最大嘴端压力约1800bar电控喷油器电控喷油器喷油器位于燃烧室的中央垂直安装在气缸顶部有利于燃烧组织。喷油器位于燃烧室的中央垂直安装在气缸顶部有利于燃烧组织。不可维修电磁阀电阻0.33欧姆接线无极性电控喷油器电控喷油器1-燃油回油管2-导线接头3-电磁线圈4-高压燃油进油口5-球阀6-回油节流孔7-进油节流孔8-控制油腔9-推杆10-进油道11-轴针共轨电子喷油器由：共轨电子喷油器由：v针阀和孔式针阀体；针阀和孔式针阀体；v液压助力机构；液压助力机构；v电磁线圈电磁线圈v油管接头和油道组成。油管接头和油道组成。电子喷油器的4个状态1.喷油器关闭（即使在高压作用下）；喷油器关闭（即使在高压作用下）；2.喷油器开启（喷油开始）；喷油器开启（喷油开始）；3.喷油器全部打开；喷油器全部打开；4.喷油器关闭（喷油结束）。喷油器关闭（喷油结束）。电磁线圈在静止状态下不得电，喷油器处于关闭电磁线圈在静止状态下不得电，喷油器处于关闭状态。球阀在弹簧的作用力下，被紧紧的压在球状态。球阀在弹簧的作用力下，被紧紧的压在球阀座上，回油节流口被关闭，控制油腔中的压力阀座上，回油节流口被关闭，控制油腔中的压力逐渐上升，最终与轴针的压力一致，通过顶杆端逐渐上升，最终与轴针的压力一致，通过顶杆端面的压力和顶杆弹簧压力的作用使轴针紧紧的压面的压力和顶杆弹簧压力的作用使轴针紧紧的压在针阀体上。在针阀体上。当电磁线圈带电时，通过当电磁线圈带电时，通过18A的电流，电磁阀将的电流，电磁阀将快速打开，使节流通道打开，在快速打开，使节流通道打开，在450ms之后，之后，提拉电流转变为保位电流提拉电流转变为保位电流 I=12A。在回油节流在回油节流孔打开时，控制油腔中的燃油便流向回油管，控孔打开时，控制油腔中的燃油便流向回油管，控制油腔中的压力降低。制油腔中的压力降低。进油节流孔阻碍了压力平衡，使得控制油腔压力进油节流孔阻碍了压力平衡，使得控制油腔压力小于轴针压力，在压差的作用下，轴针开启，开小于轴针压力，在压差的作用下，轴针开启，开始喷射燃油。始喷射燃油。轴针的开启速度由进油、回油节流孔流量差决定，轴针的开启速度由进油、回油节流孔流量差决定，在顶杆上移在顶杆上移200um时，便到达极限，此时，喷时，便到达极限，此时，喷油器全部打开。油器全部打开。电磁阀不总是带电，因此球阀在弹簧作用下回位，电磁阀不总是带电，因此球阀在弹簧作用下回位，将回油节流孔关闭，通过进油节流孔，控制油腔将回油节流孔关闭，通过进油节流孔，控制油腔的压力逐步上升，最终作用在顶杆上产生一个向的压力逐步上升，最终作用在顶杆上产生一个向下的作用力，使轴针关闭，从而停止喷油。下的作用力，使轴针关闭，从而停止喷油。预喷预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得比较缓和，同时缸内温度降低使得NOX排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。改善高压共轨系统的冷起动性能。降噪减排易起动主喷主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。缓喷减排急喷增力快断降烟后喷后喷 预喷 主喷 后喷后喷油-喷入少量燃油，利用汽化迅速降低燃烧室温度，减少NOx的排放。后喷减排DCI11电控系统组成EECUEECU传感器曲轴转速和位置曲轴转速和位置判缸信号判缸信号机油压力机油压力增压压力增压压力进气温度进气温度轨压轨压机油油量机油油量水位水位水温水温燃油阻塞燃油阻塞风扇转速风扇转速发动机停机发动机停机其他传感器其他传感器执行器燃油计量电磁阀燃油计量电磁阀风扇离合器风扇离合器进气预热继电器进气预热继电器发动机制动电磁阀发动机制动电磁阀排气制动电磁阀排气制动电磁阀1缸喷油器缸喷油器2缸喷油器缸喷油器3缸喷油器缸喷油器4缸喷油器缸喷油器5缸喷油器缸喷油器6缸喷油器缸喷油器其他执行器其他执行器VECUDci11发动机传感器介绍发动机传感器介绍-轨压传感器轨压传感器-飞轮转速传感器飞轮转速传感器-高压泵转速传感器高压泵转速传感器-冷却液温度传感器冷却液温度传感器-进气温度压力传感器进气温度压力传感器-发动机机油油位传感器发动机机油油位传感器-加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器-风扇离合器转速传感器风扇离合器转速传感器轨压传感器轨压传感器v检测共轨管内的燃油压力，检测共轨管内的燃油压力，EECU根据该传感器根据该传感器反馈数值与反馈数值与EECU内部根据发动机工况设定的目内部根据发动机工况设定的目标压力进行比较，控制两个燃油计量阀动作，控标压力进行比较，控制两个燃油计量阀动作，控制共轨管内压力。制共轨管内压力。1、三个引脚的插接头2、电桥3、压阻元件4、油道5、连接螺纹至至EECU接接地地轨压信号输出轨压信号输出0.5-4.5V，轨压和输出成，轨压和输出成正比正比电源引脚电源引脚5V发动机进入降级模式，发动机功率下降50%，轨压由限压阀控制怠速时轨压参考600bar占空比占空比v占空比是在连续占空比是在连续的脉冲信号频率的脉冲信号频率或周期不变的前或周期不变的前提下定义的，用提下定义的，用来衡量开关管导来衡量开关管导通或截至状况，通或截至状况，在这个前提下，在这个前提下，设开关管的导通设开关管的导通时间为时间为To，脉，脉冲周期为冲周期为T，则，则占空比为占空比为To：T25%50%75%轨压控制原理轨压控制原理EECU发动机转速发动机转速增压压力增压压力水温等传感器水温等传感器目标轨目标轨压压1#2#燃油计燃油计量电磁阀量电磁阀轨压传感器实际轨压实际轨压燃油计量电磁阀电阻1416欧姆轨压控制原理轨压控制原理实际压力实际压力目标压力目标压力增加计量增加计量电磁阀控制电磁阀控制占空比占空比实际压力实际压力目标压力目标压力减小计量减小计量电磁阀控制电磁阀控制占空比占空比58齿信号盘齿信号盘飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮信号盘飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）飞轮转速传感器（曲轴转速及位置传感器）v缺口代表缺口代表1/6缸上止点前缸上止点前180vEECU依靠它计算喷射提前角，依靠它计算喷射提前角，确定发动机工况，计算喷油量。确定发动机工况，计算喷油量。发动机功率下降20%，喷射压力限制在1000bar起动时间延长3-5S左右。传感器引脚间电阻20C时770950欧姆。导线对地绝缘。高压油泵转速传感器高压油泵转速传感器高压泵转速传感器（判缸信号）高压泵转速传感器（判缸信号）飞轮转速传感器和高压泵转速传感器飞轮转速传感器和高压泵转速传感器v高压泵转速和曲轴转速速比为高压泵转速和曲轴转速速比为2:1，即曲轴转，即曲轴转2圈，圈，高压泵内信号盘转高压泵内信号盘转1圈。圈。v高压泵转速传感器用于确定各缸工作状态，因此高压泵转速传感器用于确定各缸工作状态，因此高压泵齿轮在装配时要正时对正。高压泵齿轮在装配时要正时对正。v高压泵转速传感器用于判缸，该传感器失效后，高压泵转速传感器用于判缸，该传感器失效后，EECU采用喷射试探的方式使发动机起动，但起采用喷射试探的方式使发动机起动，但起动时间会延长动时间会延长610秒左右。秒左右。v高压泵转速传感器失效发动机功率下降高压泵转速传感器失效发动机功率下降20%，喷射压力限制到喷射压力限制到1000bar。v高压泵转速传感器和飞轮转速传感器电气参数一高压泵转速传感器和飞轮转速传感器电气参数一致，可以互换。致，可以互换。机油压力传感器机油压力传感器机油压力传感器机油压力传感器v压阻式传感器压阻式传感器电源5V至EECU接地信号输出0.54.5V发动机功率下降20%，喷射压力限制到1000bar。采用缺省值6bar。增压压力和进气温度传感器增压压力和进气温度传感器增压压力和进气温度传感器增压压力和进气温度传感器vEECU通过增压压力和进气温度传通过增压压力和进气温度传感器对喷油量和喷射时间进行修感器对喷油量和喷射时间进行修正。正。压力信号EECU电源5V温度信号，带电测量线束对应接口时应有5V至EECU接地增压压力和进气温度传感器增压压力和进气温度传感器v增压压力传感器失效：增压压力传感器失效：发动机功率下降5%喷射压力限制到1300bar 缺省值1013mbar 3-1电阻：34008200欧姆 4-1电阻：24008200欧姆v进气温度传感器失效：进气温度传感器失效：发动机功率下降5%喷射压力限制到1300bar 缺省值60C水温传感器水温传感器v 作用：根据该信号确定是作用：根据该信号确定是否增加或减少喷油量，确否增加或减少喷油量，确定是否运行暖机程序，仪定是否运行暖机程序，仪表显示温度等作用。表显示温度等作用。v 是一个是一个NTC型负温度系数型负温度系数传感器传感器水温传感器水温传感器功率下降功率下降5%，喷射压力限，喷射压力限制到制到1300bar。缺省值机油温度或缺省值机油温度或98C从EECU来5V电压至EECU接地机油液位传感器v 作用：检测油底壳是否有油，提供警示信息。作用：检测油底壳是否有油，提供警示信息。v 原理：热敏电阻式，停机时测量。原理：热敏电阻式，停机时测量。EECU每间隔每间隔15s在在1.75s内送内送200mA电流，金属丝发热，机油量的多少决电流，金属丝发热，机油量的多少决定了金属丝散热程度，从而影响金属丝的电阻，以此确定定了金属丝散热程度，从而影响金属丝的电阻，以此确定机油油量。机油油量。风扇转速传感器v作用：检测发动机风扇转速，形成风扇转速负反作用：检测发动机风扇转速，形成风扇转速负反馈调节回路。馈调节回路。v是一个霍尔式转速传感器是一个霍尔式转速传感器至EECU接地风扇转速传感器电源5V风扇转速信号风扇离合控制风扇离合电源24V风扇转速传感器v发动机功率下降发动机功率下降5%，喷射压力限制在，喷射压力限制在1300barv冷却风扇以最大速度运行冷却风扇以最大速度运行水温传感器水温传感器空调开关等空调开关等EECU风扇电控硅油离合器风扇转速传感器目标转速目标转速实际转速实际转速燃油堵塞传感器v检测燃油滤清器是否堵塞。检测燃油滤清器是否堵塞。v压差式常闭开关传感器，未堵塞时常闭，堵塞时压差式常闭开关传感器，未堵塞时常闭，堵塞时断开。断开。EECUv功能功能燃油喷射量控制燃油喷射时间控制轨压控制风扇转速控制怠速控制通讯控制起动暖机控制发动机制动和排气制动控制EECU针脚定义针脚定义暖机控制暖机控制EECU的快速暖机功能的快速暖机功能:发动机水温低时，发动机转速相对会比较高发动机水温低时，发动机转速相对会比较高-30-25-20-17.5-15-5 5 27 950rpm950rpm975rpm980rpm1000rpm1000rpm1000rpm700rpm发动机制动发动机制动v发动机制动目的：发动机制动目的：在复杂道路上行驶时，利用发动机产生制动力矩，降低汽车车速，减少车轮制动器的使用，防止由于连续制动产生热衰退造成制动力的减弱。发动机制动发动机制动v发动机制动的分类：发动机制动的分类：发动机自然制动发动机排气制动J发动机制动利用发动机气体循环压力和机件摩擦消耗汽车惯性反拖发动机的力量，产生制动力在排气管上设置阀片，利用关闭阀片对发动机造成排气阻力，消耗汽车惯性力，产生制动力。在发动机压缩行程时将缸内气体通过排气门释放，利用活塞下行时抽真空使发动机产生制动力矩J-发动机制动进气压缩作功抽真空排气控制顺序J-发动机制动电磁阀电阻36欧姆左右 电控系统故障诊断程序车辆问诊症状确认直观检查解码诊断数据读取波形分析调整检修试车验证自诊断系统只能监视电控系统电路 自诊断系统一般只能监视信号的范围，不能监视传感器特性的变化 自诊断系统监视的往往是某一电路，而非某一元件 有故障码并不一定有相应电路故障 数据与工况匹配数据正常波动注意特殊数据的利用（轨压、进气压力、水温、燃油喷射率、喷射提前角、高压泵控制等）发动机无法起动或起动困难发动机无法起动或起动困难-电控系统电控系统、EECU故障 现象：在整车仪表盘上显示“VECU与EECU通讯故障”，发动机没有起动征兆 分析：EECU损坏或者线束插结不良所致 对策：更换EECU、传感器故障 现象一：冷起动不良或者热起动不良 分析：水温传感器或进气温度传感器损坏 检测方法：拆下水温传感器，将水温传感器置于热水中。用万用表测量不同温度下水温传感器两端子之间的电阻值，其值应符合规定 对策：更换相关传感器 现象二、发动机起动困难，需要6-8秒的时间来起动 分析：发动机转速传感器失效，目前在DCi11发动机的上布置有两个转速传感器，一个布置在飞轮壳上，主要是测量发动机的转速和上止点，一个布置在高压泵上，主要是测量发动机的相位。其中布置在高压泵上的转速传感器起动发动机的时间要长一些；转速传感器转速传感器 注意事项：在传统的汽油电喷发动机上，如果转速传感器损坏后，发动机将无法起动。但对于DCi11发动机而言，如果任何一个传感器损坏，发动机将正常工作，但两个转速传感器同时损坏，发动机才无法起动。、起动机损坏 针对各种具体故障进行相应处理。注意事项：当起动机单向器损坏后，由于起动机不能及时回位，导致飞轮齿圈被打坏，也可能导致飞轮信号盘损坏，从而造成发动机起动不了。起动机损坏故障在目前出现得比较多也比较容易进行判断、EECU供电故障 对策：主要是检查保险、整车蓄电池电量不足 对策：检查电瓶蓄电量、停机开关一直处于接通状态，导致发动机一起动便熄火甚至不能起动 对策：更换停机开关、点火开关损坏，导致发动机起动后熄火 对策：更换点火开关发动机无法起动或起动困难发动机无法起动或起动困难-其它其它、发动机绝对压力传感器损坏 现象：仪表显示“增压压力传感器信号故障”，发动机加速无力。分析：发动机绝对压力传感器损坏以后，ECU默认此时的进气压力为怠速时刻的压力，从而无法正确监测发动机的进气量，导致发动机加速无力 对策：更换绝对压力传感器、喷油器不良 现象：仪表显示“缸喷嘴开路”或能感觉到发动机明显缺缸，发动机冒黑烟等 分析：喷油器电磁阀紧固螺帽松脱后，将导致这一缸的喷有被切断；同时若喷油器堵塞，燃油雾化不良，造成燃烧室工作不良，发动机动力不足并伴随有冒黑烟、排气管放炮等现象 对策：将开路缸的喷油器电磁阀 螺帽紧固、更换相应缸的喷油器、增压器故障喷油器电磁阀紧固螺帽、EECU故障 现象：在整车仪表盘上显示多个故障：如“风扇离合器转速传感器对地导通或短路”等多个故障，发动机排气管冒黑烟 分析：发动机ECU（即EECU）插接件出现锈蚀（一般出现在与VECU相连的插接口处）对策：更换EECU或用压缩 空气对插接件吹干缸盖缸盖进进油管油管喷油器喷油器喷油器介绍喷油器介绍