索菲姆814043S共轨柴油机高压泵的原理及故障分析

本文格式为Word版，下载可任意编辑——索菲姆814043S共轨柴油机高压泵的原理及故障分析南京依维柯生产的索菲姆8140.43S柴油机采用了德国博世公司的电控高压共轨系统，该系统是博世第一代高压共轨系统，也是目前我国柴油机电控化，实现国Ⅲ排放的柴油机电控管理系统。其系统中CPI型高压油泵与传统机械柴油机的机械分派泵完全不同，是柴油机高压共轨系统的核心部件之一，代表了当今世界较高的材料工艺和加工水平。本文先简要其结构原理，然后列举两个典型故障的分析，可以帮助我们在实际工作中确凿判断该泵的故障。

1CPI型高压油泵结构

首先对该泵作个简单介绍。如图1，高压泵作用是产生高压油，它采用三个径向布置的柱塞泵油元件产生高压油。

第三柱塞关闭电磁阀功用是增加润滑径向泵的柴油流量，在4200r／min以上起作用(当不需要动力时)，此时高压油泵的1／3的流量回到泵的内部低压腔内以保证衬套的润滑并且减少供油量和功率损耗(这是CP1泵的缺点，目前依维柯国IV车型F1C发动机采用博世其次代高压共轨，高压泵为CP3.2，其共轨压力采用高压端调理，所以取消了第三柱塞关闭电磁阀)。

高压泵上的共轨压力调理电磁阀结构如图2所示，作用是根据发动机负荷状况调整和保持共轨管中的燃油压力。当需要提高共轨管中的压力时。电磁线圈带电，压紧相应的阀门，使共轨管中的压力升高到与其平衡为止，然后调理阀门停留在一定开启位置，保持压力不变。

典型故障1：

一台依维柯国Ⅲ共轨车故障现象是：当发动机转速达到3500r／min时，油门就发软，发动机转速就加不上去了。同时故障灯闪亮，偶尔能达到4000r／min，当转速下降后，故障灯自动熄灭，同时发动机恢复正常。

用诊断仪读故障码为负油压偏差，这说明高压泵产生的实际共轨油压与电脑标定的理论油压偏差过大，已无法跟踪。这一般有两种可能：①高压泵故障：②喷油器故障。这两个元件一个是对共轨蓄压，一个可以认为是泄压元件，两者在ECU的控制下可以实现发动机各种工况下的最正确共轨燃油压力，所以两者任何一个出现故障都可能造成高压泵产生的实际共轨油压与电脑标定的理论油压偏差过大，共轨油压不稳。但用诊断仪观测数据流，在故障出现的发动机转速3500r／min以下时，共轨燃油压力数值始终跟随共轨压力目标值；而当发动机转速超过3500r／min以上时，共轨燃油压力数值明显低于共轨压力目标值，当达到460bar(1bar=105Pa)时就难以继续提高了，这时发动机故障灯也立刻闪亮，因此可以判断该车故障是ECU发现共轨燃油压力无法控制了。同时由于故障出现时共轨燃油压力偏低，导致喷入汽缸内的燃油减少，发动机转速就加不上去。油门自然发软。另外结合故障现象分析，假使是喷油器泄压导致的共轨燃油压力数值低于共轨压力目标值，譬如发生喷油器发生卡滞滴漏。其故障现象往往还伴随发动机工作不平衡，而该车故障发生时，发动机并无缺缸、爆震、异响等运转不平衡现象，所以判断高压泵故障的可能性较大，更换高压泵后故障排除。

结论：

在检修国Ⅲ车时，有时根据故障发生条件是否有规律性，可以作为确凿判断故障的一个要点，譬如在上例中高压泵假使有故障，该车在3500r／mm出现，其他车同样故障可能在另一个转速(如2500r／min)时出现，但该故障共性是都在某一固定转速时出现，而发动机的转速稳定。假使是喷油器故障。表现往往是伴随着发动机转速的不平衡、缺缸、异响、暴震等，即故障往往伴随着无规律性的现象。

典型故障2：

泰州光阳依维柯维修站接到一两辆欧Ⅲ车。该车是2023年底从北京购得，目前已行驶约10万km。该车在正常行驶中发动机突然熄火，发动机型号为8140.43S。据用户和维修人员交待，该车定程保养里程在5000km。柴油滤清器更换不到1个月，检查发现柴滤比较新，但油水分开器较旧。经询问可能很久没有更换过，当时故障发生时，有故障码产生，人工读码为8.1，即燃油压力控制故障，但后来用诊断仪清码后，电脑再没有出现任何故障码。启动发动机时观测数据流，发现共轨压力在2～3bar之间，而电脑设定值在260bar左右，油压调整器的调整百分比也有变化，说明电脑已经给出控制命令。根据上述状况判断该车故障基本出在油路上，首先断开高压泵的回油管及断开油压调整阀接线端子。启动发动机，发现有大量柴油从高压泵回油口流出，说明柴油已进入高压泵。该车低压油路路径是：柴油从油箱被吸出，到油水分开器，到电动燃油泵，到柴滤。最终到高压泵进油口。经检查发现柴油滤清器出口压力为1.7bar，正常值为1.7～2bar，偏低但基本正常。更换柴油滤清器后压力几乎没有变化，于是为排除是否柴油滤清器总成故障或高压泵的故障，绕过柴滤和油水分开器，直接把油箱出油口、燃油泵、外加的机械发动机柴油滤清器、高压泵进油口连起来，依旧无法启动发动机。测得此时高压泵进油口压力已高达4bar，这就基本排除柴油滤清器总成的故障。接着将油压表接入柴滤回油管路，油压为0.4bar，压力不高，基本正常。经过对进油和回油低压管路的检查，确定是高压泵的故障，恢复油路系统，拆下高压泵，并拆卸了其上的第三泵停油阀和共轨油压调整阀以及高压出油接头，用化油器清洗剂细心清洗高压泵及拆卸的各部件，并用大头针挑动油压调整阀内的针阀，排除因油压调整器内溢流阀卡滞造成的故障。最终将高压泵恢复，启动发动机，观测共轨油压逐渐升高，直至发动机顺利启动，但感觉动力偏软，并且有油压调整器故障码产生，但动力很快恢复正常，故障码可以清除并不再出现。经过几次重复启动，感觉发动机启动时间较长，共轨油压蓄压困难。用诊断仪发现实际共轨油压不是很稳定。后来将高压泵送扬州大学试验工厂的博世高压泵校验中心鉴定。该泵磨损严重，其实际供给流量只有标准的三分之二，换上新的高压泵后，发动机恢复正常。

结论：

①高压泵进油口压力只要大干1.7bar，低压进油回路就基本正常，至于该车压力略微偏低可能是电动泵使用日久和油水分开器没有及时更换引起的。

②该车的故障是由于高压无法建立造成的，一方面该泵磨损流量不足，另一方面可能是油压调整阀中的溢流阀卡滞无法调整，使得其内部溢流阀不受电脑控制，始终处于开启状态，使得进入高压泵的燃油溢流又回到了燃油箱。

③在检查油箱剩余燃油发现，油色发黑，污浊，油品较差。经询问司机，该车一般都在外地跑。经常在偏僻的小地方加油，使的柴油品质无法保证。尽管发动机有滤清器。但油品太差，会影响过滤效果，这是该车高压泵磨损过度的重要原因。

④了解该用户的定程保养里程较短，可在拆卸高压泵时发现管路有明显的水锈痕迹，说明柴油有水。在维修过程中发现断开油水分开器和柴油滤清器的积水传感器，仪表均无相应告警灯提醒(这两个积水传感器电路上并联，任何一个起作用都可以将积水指示灯点亮)，该部分电路有故障，这就说明用户不可能知道积水的存在，所以从来没有做过放水维护，以致高压泵内部生锈，最终造成内部机件的过早磨损及卡滞，这是该车故障的根源。

使用维修中应注意