柴油机电控技术单元四　电控柴油机其他系统的控制

单元四电控柴油机其他系统的控制涡轮增压发动机制动机油管理进气加热实训——基于故障码的电控系统故障诊断一二三四五学习评价六拓展学习——基于故障码的故障诊断实例七１.了解废气旁通、可变叶片与可变喷嘴环涡轮增压器的基本原理２.了解发动机制动技术的分类３.了解发动机压缩释放制动的基本原理４.了解Ｃｅｎｔｉｎｅｌ机油控制系统的基本原理与优点５.掌握进气加热的原因与停止进气加热的准则６.了解进气加热时继电器的作用７.理解进气加热器与起动机不能同时工作的原因学习目标一、涡轮增压涡轮增压柴油机在大负荷、高转速工况下运转时具有输出功率大、经济性好的特点。目前柴油发动机废气涡轮增压器通常有如下３个途径去调节:废气旁通、可调叶片、可调喷嘴环。一、涡轮增压1.废气旁通式涡轮增压器增压压力的控制废气旁通阀的开启可以直接由增压压力控制，也可以通过一个调节阀控制流入旁通阀执行器的开启压力来控制，一种废气旁通式涡轮增压器压力控制阀如图４-１所示。一、涡轮增压1.废气旁通式涡轮增压器增压压力的控制以康明斯ＩＳＭ电控发动机上所采用的ＨｏｌｓｅｔＨＸ５５型涡轮增压器为例。该增压器设有一个四级废气旁通控制阀。四级废气旁通控制阀包括一个废气旁通压力控制块，一个进气电磁阀和一个排气电磁阀，控制块上设有两个进气计量孔和两个排气计量孔，每个计量孔都有精确的规格设定，以便通过规定的气流量。一、涡轮增压1.废气旁通式涡轮增压器增压压力的控制增压器四级废气旁通控制阀工作步骤：一、涡轮增压2.可变截面涡轮增压器增压压力的控制１)可调叶片式增压器增压压力的控制日产(Ｎｉｓｓａｎ)发动机公司与美国ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ和ＧａｒｒｅｔｔＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＧｒｏｕｐ公司合作开发的可调叶片式增压器的结构如图４-３ａ)所示，涡轮增压器早期的可变截面执行机构如图４-３ｂ)所示一、涡轮增压2.可变截面涡轮增压器增压压力的控制２)可调喷嘴环截面康明斯ＩＳＬＣＭ８００发动机采用ＨｏｌｓｅｔＨＹ４０Ｖ型涡轮增压器，这种增压器涡轮的内侧面有一个可滑动的喷嘴环，一个气动执行器用来控制喷嘴环的位置。二、发动机制动发动机制动技术按其工作原理的不同大致可分为三大类:排气制动、泄气制动和压缩释放制动。1.排气制动启用排气制动时，切断燃油供应，同时通过关闭设在排气管道中的一个蝶阀，阻止排气流出，提高发动机内部的排气背压，排气管中的压力可升至０.３~０.４ＭＰａ。二、发动机制动2.泄气制动泄气制动工作时，将排气门打开一个小的间隙，使发动机在压缩行程中通过泄气释放压缩能量，这样在做功行程几乎没有能量返回活塞，而在排气过程中依靠排气蝶阀或可变截面(ＶＧＴ)涡轮增压器产生的背压来提高阻力。3.压缩释放制动压缩释放制动技术的原理是在压缩行程接近上止点时，利用一套控制、执行机构，开启排气门，把压缩空气排出汽缸，发动机在压缩缸内空气时所做的功，便被释放到排气系统，能量不会在做功行程中再作用到活塞上，这样，发动机从原来提供动力的动力源转变成了吸收动力的空气压缩机，反过来需要通过车轮和传动系统来带动，从而可以有效地降低车速。二、发动机制动3.压缩释放制动以Ｊａｃｏｂ产品在六缸柴油发动机上的应用为例，介绍这一技术的原理。利用一个装置，当第一缸处于接近压缩上止点时，让二缸的排气摇臂打开一缸的排气门，当第二缸处于接近压缩上止点时，让三缸的排气摇臂打开二缸的排气门，当第三缸处于接近压缩上止点时，让一缸的排气摇臂打开三缸的排气门，当第六缸处于接近压缩上止点时，让五缸的排气摇臂打开六缸的排气门，当第五缸处于接近压缩上止点时，让四缸的排气摇臂打开五缸的排气门，当第四缸处于接近压缩上止点时，让六缸的排气摇臂打开四缸的排气门，如图４-７所示。二、发动机制动3.压缩释放制动在六缸柴油机上，通常把前三个汽缸分为一组，后三个汽缸分为另一组，在气门机构上更换少量零件，再分别在前后安装一个联动装置(图４-８)。二、发动机制动3.压缩释放制动发动机压缩释放制动如图4-9所示。二、发动机制动4.电涡流制动电涡流制动是利用旋转金属盘在磁场作用下产生电涡流来获得反转转矩，从而起到减缓车速的效果，这种装置称为电涡流缓速器[图４-１０ａ)]，通常有两种安装方式:一种安装在传动轴和驱动桥之间，另一种则安装在车架上，位于前后两段传动轴之间[图４-１０ｂ)]。三、机油管理现代发动机的润滑油中起重要作用的是其中的添加剂，由于在发动机运行中添加剂会逐渐消失，所以发动机必须定期维护，更换机油。Ｃｅｎｔｉｎｅｌ机油管理系统可以让润滑油对发动机的保护达到最大化，可以提高设备生产率、降低发动机运行成本、减少废机油的处理。Ｃｅｎｔｉｎｅｌ定期将使用过的机油混合到燃油箱中与燃油一起参与燃烧，同时从机油补给箱补充等量的清洁机油。四、进气加热改善低温时着火条件的主要措施有进气预热、燃烧室预热、柴油预热、冷却液预热、选用着火性能好的柴油等。进气加热技术：现代电控柴油机的进气加热方式常见的有电热塞预热和格栅加热两种，其中格栅加热器有的设置在进气道内，有的设置在进气道入口处。1.电热塞预热的起动预热控制系统(图４-１２)。四、进气加热2.格栅加热：其中格栅加热器有的设置在进气道内，有的设置在进气道入口处。如图４-１３所示的进气加热器目前已经成为康明斯电控柴油机的一种标准配置。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断1.实训说明在有故障码的情况下，读取故障码可通过专用/通用故障诊断仪一次读取，也可以通过故障指示灯和故障诊断开关逐一读取。2.任务实施１)基于故障码的故障诊断(１)任务说明这里以康明斯ＩＳＢ发动机故障码１２２为例，说明故障诊断与排除的逻辑步骤（进气歧管１压力传感器电路—电压高于正常值或对高压电源短路）五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断2.任务实施１)基于故障码的故障诊断(１)任务说明①电路描述。②部件位置:进气歧管压力传感器位于进气管道中。③运行故障诊断的条件:钥匙开关处于“ＯＮ”位置时，此诊断持续运转。④设置故障码的条件:ＥＣＭ检测到进气歧管压力信号电压高于４.９１ＶＤＣ超过１ｓ。⑤故障码起作用时采取的措施。ａ.该诊断运行失败后，ＥＣＭ将立即亮起黄色ＣＨＥＣＫＥＮＧＩＮＥ(检查发动机)指示灯。ｂ.将使用默认进气歧管压力值。⑥清除故障码的条件:该诊断运行通过后，ＥＣＭ将立即关闭黄色ＣＨＥＣＫＥＮＧＩＮＥ(检查发动机)指示灯。⑦此故障码的可能原因:ａ.发动机线束、接头或传感器回路电路开路。ｂ.信号线与传感器电源或蓄电池电压短路。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断(２)任务准备①康明斯ＩＳＤｅ/ＩＳＢｅ柴油发动机试验台架。②数字万用表及专用测试线束与导线。(３)步骤与要求(表４-３)五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断２)故障码改变诊断技术运用(一)———故障码１５３(进气歧管温度信号端子检测到高电压)的诊断(１)任务说明现在大多数电控发动机上传感器输出的信号为模拟电压信号，ＥＣＭ就是对这些电压信号进行采样，即进行Ａ/Ｄ转换，得到数字信号再做进一步的处理和判断。传感器正常电压范围如图４-１６所示，如果ＥＣＭ检测到某个传感器的输出电压超出了０.２５~４.７５Ｖ这个正常范围，就会记录一个故障码。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断２)故障码改变诊断技术运用(一)———故障码１５３(进气歧管温度信号端子检测到高电压)的诊断(２)项目准备①康明斯ＩＳＤｅＣＭ２１５０/ＩＳＢｅＣＭ８００柴油发动机试验台架。②数字万用表、专用测试导线。(３)步骤与要求①分开传感器与线束的插头，用合适的测试导线把线束侧的１号和２号两个端子短接，如图４-１７所示。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断２)故障码改变诊断技术运用(一)———故障码１５３(进气歧管温度信号端子检测到高电压)的诊断(３)步骤与要求②短接后打开电源，查看故障码是否有变化。③如果把信号线和回路线短接后故障码没有改变，那说明线束或者ＥＣＭ有问题。查看接线图(图４-１８)。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断２)故障码改变诊断技术运用(一)———故障码１５３(进气歧管温度信号端子检测到高电压)的诊断(３)步骤与要求④如果短接后原先的故障码１５３仍保持为现行，则说明为ＥＣＭ故障，在更换新的ＥＣＭ前注意排除其他现行故障，标定新的ＥＣＭ，故障排除。(４)注意事项①测试中必须使用合适的测试导线。②认清各插头以及端子的正确位置，拆装ＥＣＭ插头时应关闭电源。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断３)故障码改变诊断技术运用(二)—故障码１４１(机油压力信号端子检测到低电压)的诊断。(１)任务说明故障码１４１为机油压力传感器电路故障，原因为在机油压力传感器信号端子上检测到低电压。该发动机上也是使用了机油压力/温度组合式传感器，查看接线图(图４-１９)。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断３)故障码改变诊断技术运用(二)—故障码１４１(机油压力信号端子检测到低电压)的诊断。(２)任务准备①康明斯ＩＳＢｅＣＭ８００/ＩＳＤｅＣＭ２１５０柴油发动机试验台架。②数字万用表、专用测试线束与导线。(３)步骤与要求①肉眼检查发动机线束与传感器接头有无锈蚀、弯曲、缩回、膨胀，有无水汽、损坏、密封破损、绝缘损坏、锁片损坏。②因为故障原因是在机油压力传感器信号端子上检测到低电压，所以首先应用数字万用表检查传感器电源电压。③如果电源电压正常，则短接传感器接头上的３号、４号端子(图４-２０)，即把高电压强行引入信号线ꎬ察看原先的故障码１４１是否变为非现行，而出现现行故障码１３５。五、实训—基于故障码的电控系统故障诊断３)故障码改变诊断技术运用(二)—故障码１４１(机油压力信号端子检测到低电压)的诊断。(３)步骤与要求④如果是，则可确定是传感器出了故障。⑤如果不变，则与温度传感器故障诊断相类似，短接ＥＣＭ上发动机线束插口上的０９号和３３号端子(图４-２１)，观察故障码１４１是否改变，如果改变则为线束故障，如果未改变则为ＥＣＭ故障。六、学习评价1.理论考核１)名词解释(１)ＥＧＲ(２)发动机排气制动(３)发动机泄气制动(４)发动机压缩释放制动(５)电涡流制动(６)进气加热(７)进气后加热２)简答题(１)发动机制动有哪几种方式，各有何特点?(２)为什么柴油机起动后还可能需要对进气进行加热?2.技能考核对模拟故障码１２３查找故障原因(进气压力传感器信号线检测到低电压)，运用故障码改变法进行诊断。七、拓展学习———基于故障码的故障诊断实例(1)康明斯ＩＳＢｅ发动机无法起动，故障码为３２９，无其他故障码查阅故障诊断手册，故障码３２９的故障原因为在最大泵油能力下不能保持油轨压力，在发动机运转状态下，可能会导致发动机运转不稳、功率降低，甚至可能出现停机，也可能没有影响，在停机状态下，发动机可能无法起动，诊断手册提示在测试中必须使用正确零件号的测试导线，其指示的诊断步骤（略）。(2)装有ＩＳＢｅ发动机的某公交公司新车试车，上路不远即停机，再无法起动，故障码１５１和２３５为现行，