康明斯电喷柴油机故障诊断的解决思路

摘要：康明斯电喷发动机在柴油发电机组上的应用越来越普遍。电控系统在提高柴油发电机组性能的同时，也使发动机的故障诊断变得复杂起来。发电机组维修人员通过解读故障代码，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位。然而，在对发电机组维修时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。因此，在对电控发电机组进行维修时应综合分析判断，结合发电机组故障的现象来寻找故障部位。

一、康明斯电喷机型的组成和原理

1、康明斯电喷柴油机电控系统的组成

以康明斯600KW发电机组为例，配置的是康明斯QSK19电喷柴油机。QSK19系列发动机电控燃油喷射系统由三个基本组成部分构成，分别为输入(开关和传感器)、ECM(对输入信号进行分析)、执行器(按照ECM输出信号动作的控制阀总成)。

QSK19系列电控燃油喷射系统的核心部分是执行器一控制阀总成。泵产生的燃油输送至控制阀总成，该总成由一个切断电磁阀、两个燃油执行器阀和两个燃油压力传感器组成。ECM安装在总成壳体的前部。

控制阀总成有一个燃油进口和两个燃油出口，每个燃油出口分别由各自的执行器控制着。燃油油道执行器控制喷油器喷多少燃油，燃油正时执行器控制喷油器何时喷油。

2、康明斯柴油电喷系统原理

QSK19系列电控燃油喷射系统就象PT燃油系统那样采用压力/时间概念。PT系统完全是机械式的并依靠机械方法调整燃油流通面积来控制燃油压力，而QSK19系列燃油系统通过电子方式调整执行器的燃油流通面积来控制燃油压力。

3、康明斯电喷柴油机使用时应注意的问题

（1）从发动机的油水分离器中排出水和沉淀物。定期维护并更换燃油预滤器滤芯。

（2）注意油箱及管路的清洁。

（3）注意油箱通风孔及其附近的清洁，避免污物、灰尘和水由此进入油箱。

（4）绝对不要用水清洗发动机。

（5）当需要在设备上进行焊接时，必须先拆下发动机电瓶的“正”，“负”极电缆并断开发动机的31及21针连接器。

（6）注意发动机进气系统管路的密封及焊接部位管内的处理。

图1  电控柴油机燃油系统原理

二、柴油电控系统故障诊断思路

柴油电控系统是一个精密而复杂的系统，对发动机的运转性能有很大的影响，不论是该系统的ECU、控制线路还是其它任何一个传感器、执行器出现故障，都会在一定程度上影响发动机的起动性、运转稳定性、动力性、经济性等。而造成电喷柴油机不工作或工作不正常的原因可能是电子控制系统，也有可能是电子控制系统以外其它部分的问题，也可能是机械方面的；如果我们能够遵循电喷机型故障诊断的一些基本原则，故障的诊断与排除便可迎刃而解。电喷机型故障诊断排除的基本原则可概括为以下几点。

1、牢记故障并非一定出在电喷系统

如果发现发动机有故障，而故障警告灯并未点亮(未显示故障代码)，大多数情况下，该故障可能与电喷系统无关。此时，就应该像发动机没有装电喷系统那样，按照基本诊断程序进行故障检查，如检查发动机有无异响、缸压是否正常等。否则，可能遇到一个本来与柴油电喷系统无关的故障，却检查柴油电喷系统的传感器、执行器和电路等，花费了很多时间，而真正的故障反而没有找到。众所周知，乱拆瞎碰，只能将小故障变成大故障，甚至造成无法挽回的损失。因此，必须首先对发动机的故障现象进行故障分析，了解可能的故障原因有哪些，然后再进行有针对性的检查。只有这样才可避免故障检查的盲目性，既不会对与故障现象无关的部位做无效的检查，又可避免对一些有关部位漏检而不能迅速排除故障。

2、先对电子控制系统以外的可能故障部位予以检查

能以简单方法检查的可能故障部位先予以检查。比如直观诊断较为简单，我们可以用看、摸、听等直观检查方法将一些较为显露的故障迅速地找出来。如检查电控系统时，先检查各传感器与电脑的连接电线束是否松动或断开，电线是否有磨破或线间短路、断路的现象，电线插接头是否插接就位，有无腐蚀现象，以及各传感器是否有明显的损伤等。直观诊断未找出故障，需借助仪器仪表或其它专用工具来进行诊断时，也应对较容易检查的先予以检查。

3、掌握电喷系统的工作原理和构造特点

由于康明斯柴油机电喷系统的构造和工作原理比较复杂，在检查与排除电喷系统的故障时，必须掌握该柴油电喷系统的工作原理和构造特点，参阅该车型的详细技术资料；发动机的某一故障现象可能是以某些总成或部件的故障较为常见，如油门位置传感器、控制器电磁阀、喷油器等，应先对这些常见故障部位进行检查。若未找出故障，再对其它不常见的可能故障部位予以检查。

4、要准确判断故障的部位是非常困难的

当电喷发动机运行时，故障自诊断系统监测到故障后，便以代码的方式将该故障储存到电脑的存储器内，同时通过警告灯报警。因此，检修时应优先借助于ECU的故障诊断接口(插座)，按特定的程序用人工跨接的方法或使用故障诊断仪，将ECU存储器中的故障代码调出，并以灯光闪烁的方式或直接由诊断仪显示屏以数字形式显示出来，从而帮助维修人员快速正确地判断故障的类型和范围。待故障代码所指的故障消除后，如果发动机故障现象还未消除，则再对发动机可能的故障部位进行检查。

故障排除后，同样按特定的程序，用人工方法或借助于诊断仪，将存储在ECU存储器中的故障代码清除掉，以便记录和存储新故障码。

5、性能和电气线路良好性，常以其电压或电阻等参数来判断

如果说没有这些数据资料，系统的故障检查将会很困难，往往只能采取新件替换的方法，这些方法有时会造成维修费用猛增且费工费时。因此在检修时，应准备好有关检修数据资料。除了从维修手册、专业书刊上收集整理这些检修数据资料外，另一个有效的途径是利用无故障发电机组对其系统的有关参数进行测量，并记录下来，作为日后检修同类型发电机组的检测比较参数。如果平时注意做好这项工作，会给电喷系统的故障检查带来方便。

6、传感器对设备性能的影响

有些人认为电控系统中每一个传感器性能的改变都能很大程度地改变发动机的性能，其实这种认识有很大的局限性

因为电喷系统中虽然有几种传感器对喷油量有较大的影响，例如油门位置传感器、发动机转速传感器。但还有许多传感器在控制喷油量时只起一个很小的修正作用，例如，外界大气压力传感器、进气歧管温度传感器等。它们把这些信号传给*处理器后，*处理器在计算喷油量和喷油正时时，对这些信号只是取一个很小的修正系数，因而并不会对发动机的运行工况造成很大的影响。因此，在分析故障时，应该把一些影响不是很大的传感器放在其次考虑的位置，尤其对于故障现象明显恶劣的车，不要用过多的时间去研究一些无足轻重的传感器。

三、故障诊断的注意事项

柴油电控故障代码在以下三种情况时，易出现错误信息，希望引起维修人员注意。

1、传感器有故障而自诊断系统没有监测到

控制电脑(ECU)对传感器信号进行检测时，只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号，从而判别传感器的好与坏，记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后，只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查，找到并排除短路、断路的故障即可。但是，若因高温、老化等原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等，则自诊断系统就测不出来了。尽管发动机确有故障表现，但是自诊断系统却输出了正常的无故障码(故障指示灯不闪烁)。这时就应该依据发动机的故障征兆，在排除机械故障后，再根据电控系统工作原理进行分析判断，继而对相关传感器单体进行有针对性的检测，以便找到并排除传感器故障。

2、使用维修不当也可能引发错误的故障代码

在对电控发电机组实施维修时，由于维修人员维修不当或者操作失误，也会导致故障自诊断系统输出错误的故障代码。例如，在发动机运转过程中，检修人员随意或者无意把传感器插接头拔下，每拔下一次传感器插接头，自诊断系统就会记录一次故障代码。另外，若在上一次维修时，由于操作不当而未能完全清除掉旧的故障代码，那么电脑也同样将原来旧的故障代码保存其内，因此在对电控发电机组维修时也要加以注意，不应造成不必要的人为故障代码，给维修工作带来混乱和困难。

3、ECU监测失误，自诊断系统可能显示错误的故障代码

因此当自诊断系统出现故障代码以后，还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较，以得到正确合理的判断，不应该将故障代码当作排除故障的唯一依据。

总结：

总之，康明斯电喷柴油机在柴油发电机组上的应用越来越广泛，只有真正掌握柴油电喷系统的工作原理，克服畏惧心理，运用合理的故障诊断方法，该先进技术才能够被掌握，为矿山提高经济效益作出贡献。