第一节 概述
柴油发动机在工作时,由于零件的磨损、变形、使用和技术保养不当等原因,各部分的技术状态逐渐恶化,当某些技术指标超出允许限度时,就表明柴油发动机已有了故障。当柴油发动机出现故障时,如不及时予以排除,则可能使柴油机不能正常工作,不仅动力性及经济性下降,适用操作性能变坏,还会引起零件早期磨损,甚至导致事故性损坏。
柴油发动机有些故障,如燃油系统中存有气体、燃油滤清器堵塞、传动皮带过松等,进行必要的保养和调整后,故障即可消除。有些故障,由于机构存在缺陷,用一般保养、调整方法不能排除,如气缸垫损坏、活塞环严重磨损、气门锥面磨损、轴瓦过度磨损等,这些故障,必须对柴油发动机进行拆卸修理或更换零件才能排除。电控系统部分的故障,要通过故障诊断仪的诊断,对相应部分进行处理后才能排除。
1、故障诊断、排除原则
1.1 、柴油发动机的故障常常是由于操作不当或是缺乏保养造成的。当出现故障时,应首先检查是否严格执行操作和维护、保养规定。
1.2 、柴油发动机出现故障时应进行故障原因分析。
(1)询问使用者与维修人员了解该机的使用保养及维修过程(包括换件)情况,初步判断故障属自然故障或是人为故障。
(2)对柴油机现场实地进行以下几方面的观察:
①观察柴油机三漏情况,以确定三漏形式(紧固力矩不足、密封垫或机件损坏)。
②倾听异响模式及其部位,以确定故障根源。
③观察排放烟色,以便分析故障原因。
④检查柴油机转速变化情况,可觉察柴油机性能好与坏,有利于故障的判断。
1.3 、电控系统出现故障后故障指示灯会点亮,出现严重故障后故障灯会闪烁。电控系统故障需要通过借助故障诊断仪来检测电控元件的故障。
1.4 、故障诊断仪只能检测到电控元件出的故障,并不能直接检测到机械故障,可通过相关参数变化来推断大致故障部位(电喷系统自诊断功能不仅能够诊断出电喷系统故障,同时可以判断出一些机械系统故障,例如转速信号盘的加工错误、正时系统安装错误等)。
1.5 、只有通过电控系统专业知识培训的维修及服务人员才能从事电控柴油机的故障诊断及维修。
1.6 、通过拆解检测,确定其故障原因。
2、故障诊断、排除注意事项
2.1 、没有接通蓄电池不要启动柴油发动机。
2.2 、柴油机运行时不要从车内电路拆卸蓄电池。
2.3 、蓄电池的极性和控制单元的极性不能接反。
2.4 、利用外部电源给车辆蓄电池充电时,需拆下蓄电池。
2.5 、电控线路的各种接插件只能在断电状态(点火开关关闭)进行拔插。
第二节 电控柴油机电喷系统常见故障及排除方法
1、柴油机常见故障及排除方法
故障现象 | 故障可能原因及常见表现 | 维修建议 |
柴油机无法启动、难以启动、 运行熄火 | 电喷系统无法上电: 通电自检时故障指示灯不亮;诊断仪无法连通; 油门接插件没有 5V 参考电压; 开钥匙时故障灯是否会自检(亮 2 秒); | 检查电喷系统线束及保险,特别是点火开关方面。(包括保险丝,改装车还应看点火钥匙那条线是不是接在钥匙开关 2 档上)。 |
蓄电池电压不足: 万用表或诊断仪显示电压偏低;专用工具测电瓶在起动的时候的电压降; 启动机拖转无力;大灯昏暗; 打马达时,马达声音是否运转有力; | 更换蓄电池或充电、跟别的车并电 瓶。 | |
无法建立工作时序: 1、诊断仪显示同步信号故障; 2、示波器显示曲轴/凸轮轴工作相位错误。 3、诊断仪显示凸轮信号丢失 4、诊断仪显示曲轴信号丢失 | 1、检查曲轴/凸轮轴信号传感器是否完好无损; 2、检查其接插件和导线是否完好无损; 3、检查凸轮信号盘是否损坏/脏污附着(通过传感器信号孔); 4、检查曲轴信号盘是否损坏/脏污附着(通过传感器信号孔); 5、如果维修时进行过信号盘等组件的拆装,检查相位是否正确。 | |
预热不足: 高寒工况下,没有等到冷启动指示灯熄灭就启动; 万用表或诊断仪显示预热过程蓄电池电压变动不正常; | 1、检查预热线路是否接线良好。 2、检查预热隔栅电阻水平是否正常。 3、检查蓄电池电容量是否足够。 | |
ECU 软/硬件或高压系统故障 1、监视狗故障;A/D 模数转换错误; 2、多缸停喷;ECU 计时处理单元错误; 3、点火开关信号丢失; 4、轨压超高泄压阀不能开启;EEPROM 错误; 5、油轨压力持续超高(例如轨压持续2s 超过 2000bar)。 | 故障确认后,更换 ECU 或通知电控专业人员。 | |
喷油器不喷油: 1、怠速抖动较大; 2、高压油管无脉动; 3、诊断仪显示怠速油量增高; 4、诊断仪显示喷油驱动线路故障。 | 1、检查喷油驱动线路(含接插件)是否损坏/开路/短路; 2、检查高压油管是否泄漏; 3、检查喷油器是否损坏/积炭。 | |
高压泵供油能力不足: 诊断仪显示轨压偏小。 | 1、检查高压油泵是否能够提供足够的油轨压力; 2、检查燃油计量阀是否损坏。 | |
轨压难以建立: 高压连接管与喷油器连接处密封不严,泄露严重等。 | 检查高压连接管与喷油器连接处密封面压痕是否规则。 | |
轨压持续超高: 诊断仪显示轨压持续 2s 高于 2000 bar。轨压传感器损坏,艰难起动后存在敲缸、冒白烟等现象。 | 1、检查燃油计量阀是否损坏。 2、燃油压力泄放阀是否卡滞。 | |
机械组件等其它故障: 1、活塞环过度磨损; 2、气门漏气; 3、供油系统内有空气; 4、供油管路堵塞; 5、燃油滤清器堵塞; 6、燃油中水分太多,排烟呈灰白色 7、油箱缺油。 | 1、更换活塞环。 2、气门弹簧,调整更换;检查气门导管及气门座密封性。 3、排除油路空气。 4、检查供油管路是否畅通。 5、检查更换燃油滤清器的滤芯。 6、更换正规加油站的燃油。 7、检查油箱是否有足够燃油; 8、燃油不足的情况,请立刻加油。 | |
跛行回家模式(故障指示灯亮) | 仅靠曲轴信号运行: 诊断仪显示凸轮信号丢失;对启动时间的影响不明显; | 1、检查凸轮传感器信号线路。 2、检查凸轮传感器是否损坏。 3、检查凸轮信号盘是否有损坏或脏污附着。 |
仅靠凸轮信号运行 : 诊断仪显示曲轴信号丢失; 启动时间较长(例如 4s 左右),或者难 以启动; | 1、检查曲轴传感器信号线路。 2、检查曲轴传感器是否损坏。 3、检查曲轴信号盘是否有损坏或脏污附着。 | |
油门失效,且柴油机无怠速(转速维持在 1100 rpm左右) | 油门故障: 怠速升高至 1100rpm,油门失效;诊断仪显示第一/二路油门信号故障;诊断仪显示两路油门信号不一致;诊断仪显示油门卡滞; | 1、检查油门线路(含接插件)是否损坏/开路/短路。 2、检查油门电阻特性。 3、油门踏板是否进水。 |
功率/ 扭矩不足,转速不受限 | 1、水温过高导致热保护 2、水温传感器/驱动线路故障 3、进气温度过高导致热保护 4、增压后管路漏气 5、增压器损坏(例如旁通阀常开) 6、油路阻塞 7、高原修正导致 8、进排气路堵塞 9、诊断仪显示油门无法达到全开。 | 1、检查柴油机冷却系 2、检查水温传感器本身或信号线路是否损坏 3、检查柴油机气路 4、检查增压器 5、检查油路 6、视具体情况处理。 7、检查气路 8、检查电子油门。 |
功率/ 扭矩不足转速受限,故障指示灯亮。 | 1、轨压传感器损坏/ MeUN 驱动故障 2、燃油温度传感器/驱动线路故障,诊断仪报告故障。 3、进气温度传感器/驱动线路故障:诊断仪报告故障。 4、油轨压力传感器信号飘移; 诊断仪报告故障。 5、高压油泵闭环控制类故障; | 1、对于轨压传感器/MeUN 故障: A.诊断仪显示轨压位于 700—760bar 左右,随转速升高而升高,则可能燃油计量阀/驱动线路损坏; B.诊断仪显示轨压固定于 720bar,可能为轨压传感器或线路损坏。 2、检查油温传感器信号线路;检查油温传感器是否损坏。 3、检查气温传感器信号线路;检查气温传感器是否损坏。 4、更换油轨压力传感器。 5、检查高压油路是否异常;更换 高压油泵。 |
机械系统原因导致功率/扭矩不足 | 1、进排气路阻塞,冒烟限制起作用; 2、增压后管路泄露,冒烟限制起作用; 3、增压器损坏(例如旁通阀常开); 4、进排气门调整错误; 5、油路阻塞; 6、燃油滤清器堵塞; 7、喷油器雾化不良,卡滞等; 8、空气滤清器堵塞。 | 1、检查进排气系统; 2、检查进气管路; 3、更换增压器; 4、重新调整; 5、检查高压/低压燃油管路。 6、更换滤芯; 7、更换喷油器 8、清理或更换空气滤清器滤芯 |
运行不稳,怠速不稳 | 信号同步间歇错误 诊断仪显示同步信号出现偶发故障。 | 1、检查曲轴/凸轮轴信号线路; 2、检查曲轴/凸轮传感器间隙; 3、检查曲轴/凸轮信号盘 |
喷油器驱动故障: 诊断仪显示喷油器驱动线路出现偶发故障(开路/短路等) | 1、检查喷油器驱动线路。 | |
油门信号波动: 诊断仪显示松开油门后仍有开度信号;诊断仪显示固定油门位置后油门信号波动。 | 1、检查油门信号线路是否进水或 磨损导致油门开度信号飘移; 2、更换电子油门。 | |
机械方面故障: 1、进气管路泄露; 2、低压油路阻塞; 3、油路进气; 4、缺机油等导致阻力过大; 5、喷油器积碳、磨损等; 6、气门漏气 | 1、检查进气系统; 2、检查高压/低压燃油管路。 3、排除油路空气。 4、检查润滑系统,加机油。 5、清理、更换喷油器。 6、检查气门弹簧,调整更换; 7、检查气门导管及气门座密封性。 | |
冒黑烟 | 喷油器雾化不良、滴油等; 诊断仪显示怠速油量增大;诊断仪显示怠速转速波动; | 1、根据机械经验进行判断,例如断缸法等。 2、确认后拆检。 |
油轨压力信号飘移(实际>检测值): 诊断仪显示相关故障码。 | 更换传感器。 | |
机械方面故障:例如气门漏气,进排气门调整错误等。 诊断仪显示压缩测试结果不好。 | 参照机械维修经验进行。 | |
加速性能差 | 前述各种电喷系统故障原因导致扭矩受到限制; 诊断仪显示相关故障码。 | 按故障代码提示进行维修 |
负载过大: 各种附件的损坏导致阻力增大;缺机油/机油变质/组件磨损严重;排气制动系统故障导致排气受阻; | 1、检查风扇等附件的转动是否受阻; 2、检查机油情况; 3、检查排气制动 | |
喷油器机械故障: 积炭/针阀卡滞/喷油器体开裂/安装不当导致变形; | 拆检并更换喷油器 | |
1、进气管路泄露; 2、油路进气 | 1、检查、上紧松脱管路; 2、排除油路中空气。 | |
油门信号错误: 诊断仪显示油门踩到底时开度达不到100% | 1、检查线路。 2、更换电子油门。 |
2、后处理端常见故障及排除
故障现象 | 故障可能原因及常见表现 | 维修建议 |
尿素压力建立不起来 | 尿素管路接错 | 检查管路 |
尿素管路进流管路太长或者打折 | 检查从尿素罐到计量泵的管路的长度和管路是否畅通 | |
压力管路、进流管路泄漏 | 检查管路 | |
计量泵建压力能力弱 | 调换无故障车辆的计量泵确认后更换 | |
CAN 接受故障(AT1OG1) | NOx 传感器不通电 | 检查供电线路 |
NOx 传感器损坏 | 更换传感器 | |
NOx 传感器和和 DCU 之间的CAN 线接故障 | 检查线路 | |
尿素喷嘴堵塞或卡死 | 尿素质量问题 | 清理尿素罐内的沉积物,更换喷嘴 |
尿素管路中没有尿素循环冷却 | 检查管路是否打折或者接错,更换喷嘴 | |
排放超标 | 尿素罐中掺水 | 检查尿素罐中是否混水或者用水代替尿素的情况出现 |
柴油机故障导致柴油机排放恶化 | 检查柴油机故障 | |
后处理工作不正常导致尾气 NOx转化效率偏低 | 检查后处理部件的工作情况 |
第三节 电控柴油机常见的机械类故障模式及排除方法
1、发动机运转时有不正常的杂声
首先,要辨识异常杂音的类别,是由于不正常爆发而产生的敲击声还是由于机体内零件不正常运动而产生的敲击声。然后再根据声响特性,结合结构原理,检诊声源。
严禁柴油发动机在有异常响声时继续工作,应紧急停车,进行检查并排出故障后,再进行工作。
故障特征及产生原因 | 排除方法 |
气门碰活塞 | 检查并调整配气定时。 |
连杆轴瓦、主轴瓦磨损过大,在曲轴箱处可听到撞击声 | 拆检轴瓦,必要时更换,并保持规定的合理间隙。 |
止推主轴瓦磨损过大,在怠速时曲轴游 动的碰撞声 | 更换零件,保持规定的轴向间隙。 |
减振器损坏,不起减振作用 | 检查连接螺栓及损坏情况,必要时更换。 |
传动齿轮磨损,间隙过大。在正时齿轮室盖处可听到撞击声 | 检查尺侧间隙,视磨损情况更换齿轮。 |
活塞与气缸间隙过大,运转时气缸壁处有撞击声 | 更换活塞,视磨损情况加修理用气缸套,注意保持配缸间隙。 |
增压器喘振 | 清除压气机通道、废气通道的积碳及污物。确认防喘振阀工作正常。 |
增压器轴承损坏,转动件与壳体相碰 | 更换增压器总成。 |
推杆弯曲或折断,气门弹簧断,配气相位发生变化。 特征:排气管出现杂乱的气流冲击声 | 拆开缸盖罩检查,排除。 |
2、发动机排气冒蓝烟、白烟。
故障原因 | 排除方法 | |
冒白烟 | 1、冷却水温度过低 2、燃油质量差、含水份过多 | 检查调温器工作温度,必要时更换。 更换燃油。 |
冒蓝烟 | 1、拉缸,活塞、活塞环、气缸套磨损严重或活塞破裂、活塞环断,造成机油上窜进入气缸燃烧。 | 拆检更换活塞、活塞环、气缸套。 |
2、活塞环安装方向不对,开口未错开,或者活塞环装反。 | 检查并调整活塞环,错开缺口位置或者重新装配。 | |
3、排气门导管磨损严重,或者排气门杆油封破损、脱落,机油从气门导管进入气缸燃烧 | 更换气门导管、气门及气门油封。 | |
4、增压器压气端密封环损坏,进气负压使增压器机油泄漏入进气管。 | 检查并更换 | |
5、增压器回油管路堵塞 | 检查、清理。 | |
6、增压器进气堵塞,进气负压抽机油到进气管 | 1、检查、保养空气滤清器,定期更换滤芯; 2、检查进气管,清理疏通进气管。 | |
7、增压器转速太高,止推轴承磨损漏机油。 | 1、检查增压器废气旁通阀,如不能正常开闭,更换废气旁通阀。 | |
8、增压器温度太高,轴承间隙太大,漏机油 | 1、清理增压器冷却水路,保证冷却水通畅; 2、更换增压器 |
3、机油耗量大、压力异常
柴油发动机各高速运转的运动副,必须要有充分的机油供给,以减少磨损并带走热量,避免零件咬死和早期磨损。另外,机油还可填补运动副中的微小间隙,从而加强密封作用,阻止高压气体泄漏,使柴油发动机易于启动和维持原有功率。为此,机油必须具有一定的压力(怠速≥0.1MPa;其它转速:(0.3-0.6)MPa 和流量,同时还应清洁。
故障原因 | 排除方法 | |
机油压力过低 | 机油变稀或所用机油不当 | 按规定选用合适的机油。 |
机油泵转子磨损或装配间隙过大 | 更换机油泵。 | |
机油滤清器堵塞 | 1、更换旋装式滤芯; 2、定期更换已变质、杂质过多或结油泥的机油 | |
机油滤清器调压阀失灵 | 修复。 | |
机油泵齿轮损坏或磨损 | 更换。 | |
机油泵进油管有裂缝 | 修复、更换。 | |
机油泵进油管固定螺栓松动 | 拧紧到规定力矩。 | |
轴瓦间隙过大 | 检查并更换 | |
机油压力传感器发生故障 | 1、安装压力表比对压力传感器; 2、更换有故障的机油压力传感器 | |
机油油位过低,机油太少 | 1、检查油位,补充机油 2、定期检查机油油位 | |
机油泄露(外漏) | 1、检查油封、密封垫等部位漏油迹象; 2、检查螺塞的漏油迹象; 3、必要时更换油封和密封垫; 4、拆卸螺塞,清理干净后涂密封胶重新安装,必要时更换螺栓; | |
机油牌号错误,黏度太低 | 1、排放错误的机油,更换机油; 2、按使用说明书要求的牌号使用机油; | |
机油冷却器堵塞 | 1、检查机油冷却器; 2、清理机油冷却器内油道 | |
机油进水、变质、黏度变低 | 参考机油变白的故障处理 | |
机油温度太高 | 1、参考水温高故障处理; 2、机油冷却器出故障,旁通阀常开 | |
机油泵调压阀出故障 | 调节机油泵调压阀,或更换调压阀弹簧、阀芯 | |
机油泵转子磨损,泵油压力太低 | 1、调整垫片,减小转子间隙; 2、更换机油泵。 | |
机油泵进油管、出油管松或密封垫片破损漏油 | 1、重新安装进、出油管; 2、更换密封垫片或纠正密封垫片的安装方向 | |
惰齿轮轴磨损间隙太大 | 更换惰齿轮轴和惰齿轮 | |
主轴瓦、连杆瓦、凸轮轴衬套磨损,间隙太大 | 更换轴瓦或衬套 | |
机油压力过高 | 冷却液温度过低,机油粘度变大 | 选用规定牌号的机油,起动后应先低速运转,待油温正常后再检查。 |
溢流阀堵塞 | 检查、清洗。 | |
机油更换周期太长,机油变质,机油便粘稠 | 更换新机油 | |
机油压力传感器发生故障 | 更换机油压力传感器 | |
机油压力报警器发生故障 | 更换机油压力报警器 | |
机油冷却器部位的机油压力调节阀发生故障 | 1、减少弹簧压力(调节旋钮或减少调整垫); 2、更换调节阀 | |
机油滤清器部位的机油压力调节阀发生故障 | 1、减小弹簧压力(调节旋钮或减少调整垫); 2、更换调节阀 | |
机油泵的机油压力调节阀发生故障 | 1、减小弹簧压力(调节旋钮或减少调整垫); 2、更换调节阀 | |
机油消耗量大 | 外部机油管路有泄漏 | 检查并修复。 |
发动机负荷过重 | 降低负荷。 | |
使用机油牌号不当 | 按规定选用。 | |
活塞环卡死或磨损过大 | 检查、修复、必要时更换。 | |
缸孔磨损过大 | 镗缸后换加工尺寸的活塞环,或加修理用缸套。 | |
气门导管磨损过大,气门杆密封失效 | 检查、更换。 | |
机油变白 | 湿式气缸套封水圈漏水进入发动机内腔 | 1、更换气缸套封水圈; 2、清理密封圈槽水垢; 3、更换密封槽锈蚀的气缸套 |
气缸套破裂 | 1、更换气缸套; 2、更换破损的封水圈 | |
气缸盖水腔破裂 | 更换气缸盖和气缸盖垫片 | |
气缸体水腔破裂漏水进入发动机内腔 | 更换气缸体或基础机 | |
机油未防潮储存 | 清理被水氧化变质的机油,更换新机油 |
4、发动机出水温度高
提示:
(1)发动机过热时,即进入热保护状态,柴油机将降功率、降转速运行;
(2)发动机尚热时,不可以打开水箱盖,以防冷却液外溢造成烫伤。加入冷却液时,应特别注意安全。
故障原因 | 排除方法 | |
发动机出水温度高 | 冷却水量不足,水流量过小 | 检查冷却水量是否足够,不足就添加; |
皮带过松 | 调整 | |
水泵漏水 | 及时进行修理 | |
节温器失灵、损坏 | 检查更换 | |
水温表损坏,水温感应塞失灵 | 检查实际温度与表指示温度是否相符;如不符,则更换感应塞或水温表 | |
冲缸垫 | 检查更换 | |
改装的水箱、风扇不匹配 | 重新按要求匹配 | |
水箱、导风罩与风扇匹配不合理 | 调整、更换、合理匹配 |
5、离合器常见故障及排除方法
故障原因 | 排除方法 |
离合器抖动 | 校正离合器压盘和从动盘的变形,消除不规则接触。 |
油路堵塞或有大量空气进入 | 清理油污,调整分离轴承位置,更换从动盘总成,减少负荷 |
离合器分离不彻底:压盘或从动盘变形,传动片变形 | 消除变形,调整自由行程或更换离合器。 |
离合器异常响动:离合器的零件松动,减震弹簧断裂或离合器中有异物 | 将松动零件铆紧,消除异物或更换从动盘总成。 |
6、增压器常见故障及排除方法
故障原因 | 排除方法 |
进气系统堵塞 | 检查空气滤清器与压气机之间的管路、压气机出口与进气管路及进气管、清理通畅。 |
进气泄露 | 检查空气滤清器与压气机之间的管路、压气机出口与进气管之间的管路,进气管与发动机连接处等是否有泄露,可拧紧紧固螺栓、更换垫片等零件。 |
排气系统阻塞 | 维修或更换有关零件。 |
排气泄露 | 检查排气管与发动机、涡轮进口与排气管,涡轮壳与中间壳,涡轮出口至排气管连接处,如有泄露可更换密封垫片拧紧紧固螺栓。 |
压气机转子与压气机壳体、涡轮壳相碰 | 更换总成 |
进、回油管漏油 | 更换 |
7、发动机自行熄火
故障原因 | 排除方法 |
燃油用完 | 检查、添加。 |
油路堵塞或有大量空气进入 | 检查、清理油路,排除油路中的空气,找出进气的原因并排除。 |
发动机润滑油路不通畅,引起烧轴瓦 | 如水温正常突然停机多属于此种情况,应拆开油底壳检查、维修,更换相应的损坏零件。 |
发动机过热拉缸,一般是由于缺水或水温过高引起的 | 先让发动机自行冷却(绝不允许加入冷水或用冷水冲),然后试着转动曲轴,如无卡滞现象可加入冷却水后启动。如转不动则应拆机检查,修复,更换损坏的零部件。 |