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2017年1月1日起國家分階段實(shí)施國5排放標準，對車(chē)用柴油機排放提出更加苛刻的環(huán)保要求。柴油高壓共軌技術(shù)的普及應用，需要維修技術(shù)人員了解故障診斷原則，有清晰的診斷思路、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗、遵循科學(xué)的診斷方法，盡可能準確而迅速地找出故障所在。
1 故障診斷的基本原剩
1.1先外后內
先外即發(fā)動(dòng)機出現故障時(shí)，先對電控系統外的可能故障現象進(jìn)行檢查，包括發(fā)動(dòng)機有無(wú)異響、發(fā)動(dòng)機怠速工況是否正常、發(fā)動(dòng)機排煙是否正常等，排除機械方面故障，這樣可避免本來(lái)是一個(gè)與電控系統無(wú)關(guān)的故障，浪費了大量精力去查找電控系統的傳感器、ECU、執行器和線(xiàn)路等。后內即對電控系統進(jìn)行檢查。
1.2先簡(jiǎn)后繁、先熟后生
能以簡(jiǎn)單、熟練方法檢查的先予以檢查，有難度的后查。通過(guò)看、摸、聽(tīng)、聞等直觀(guān)方法將一些較為顯露的故障迅速找出來(lái)，而對找不出故障的，需要借助儀器、儀表或其他專(zhuān)用工具進(jìn)行診斷。
1.3故障代碼先行
電控系統都有故障自診斷功能，當出現某種故障時(shí)，故障自診斷系統監測到故障并通過(guò)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機故障燈來(lái)警告駕駛人，與此同時(shí)以故障代碼的方式存儲該故障信息。故障診斷可通過(guò)人工或儀器讀取故障代碼，依據資料查出對應的故障代碼含義。所以先從故障代碼入手，再查找故障是故障診斷的必經(jīng)之路。
1.4故障代碼、數據流綜合分析
僅靠讀取的故障代碼去排除故障，大多解決不了問(wèn)題，需要專(zhuān)用的診斷儀讀取數據流中的數據，分析引起數據不正常的原因，從中找出故障原因。有一輛申龍SLK6106F73客車(chē)，裝用玉柴YC6G270-30發(fā)動(dòng)機，發(fā)動(dòng)機故障燈有時(shí)點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機限速1 500 r/min，有故障代碼P1014（倒拖時(shí)燃油流量錯誤）、故障代碼P1011燃油控制器故障）存儲，清洗了柴油低壓油路、計量單元，更換了柴油濾清器，故障并沒(méi)解決。連接故障檢測儀路試，觀(guān)察計量單元觸發(fā)電流變化，存在不穩定現象，對計量單元功能測試，確定該計量單元不可用。更換計量單元后試車(chē)，發(fā)動(dòng)機工作正常了。
1.5換件試驗
電控系統中有傳感器和執行器、線(xiàn)束及連接器、ECU等，出現故障常由于零部件損壞、連接器接觸不良的可能因素，這時(shí)想要具體查出故障原因可能要消耗比較多的時(shí)間。在實(shí)際故障診斷中，為能快速解決問(wèn)題，找出故障，最便捷的方法莫過(guò)于對懷疑零部件采用新件替換試驗，這樣比一步步去查找要容易得多。
1.6用排除法逐步縮小故障范圍
排除法在故障診斷中的應用，就是從故障現象中分析可能存有幾個(gè)方面的故障，采用逐一排除幾個(gè)方面的故障，最后確定故障的方法。也就是說(shuō)憑維修經(jīng)驗，初步診斷出故障的大致范圍，憑維修經(jīng)驗和直觀(guān)診斷，排除幾個(gè)不可能的方面，再依據診斷設備、儀表等對檢測到的數據進(jìn)行分析、對比，認準故障方面，找出故障原因。
診斷設備包括有閃讀碼功能的隨車(chē)自診斷系統、萬(wàn)用表、壓力表、示波器、故障檢測儀等。初步診斷依據報出的故障代碼，對照故障代碼表的故障提示，找出故障所在。更深入檢查則依據故障檢測儀數據流或示波器波形等分析異常之處，找出故障所在。特別是故障檢測儀不斷完善的各項測試功能，使發(fā)動(dòng)機故障診斷更加得心應手。
2 故障診斷中應檢查的幾個(gè)方面
2.1供電電源檢查
正常的電源供應是電控單元正常工作的必備條件，沒(méi)有電源供應或者錯誤的電源供應都會(huì )造成電控系統不正常。如ECU無(wú)電源，會(huì )使發(fā)動(dòng)機不能啟動(dòng)、儀表盤(pán)上的發(fā)動(dòng)機故障燈無(wú)自檢功能、故障檢測儀無(wú)法連接ECU；電控系統欠壓不能順利啟動(dòng)，常報故障代碼P150B（驅動(dòng)級電路電壓低于下限值）。電控系統中，ECU電源有一種由蓄電池直接供電，另一種由受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ACC擋控制的ECU主繼電器供電，大部分傳感器由ECU提供5V電源。表1為博世、康明斯、德?tīng)柛Ｏ到yECU電源端子及電源繼電器控制端子分布。
常見(jiàn)的ECU供電電源故障，有線(xiàn)束、ECU連接器損壞等造成的電路虛接，熔斷絲熔斷和人為錯誤接線(xiàn)等，可參考表1去查找。
對于ECU上的共用電源端，應注意由于外部電路短路引起欠壓，造成發(fā)動(dòng)機故障。如圖1所示，在濰柴博世國4發(fā)動(dòng)機電控單元（EDC17C44帶SCR）上，K29、K68為24V的共用電源端，電源來(lái)自ECU內部繼電器，為燃油含水率傳感器、OBD指示燈、冷啟動(dòng)指示燈、空擋開(kāi)關(guān)、駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)、離合器開(kāi)關(guān)、診斷請求開(kāi)關(guān)、排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)、主制動(dòng)開(kāi)關(guān)、副制動(dòng)開(kāi)關(guān)、排氣制動(dòng)電磁閥、燃油含水率報警燈、啟動(dòng)繼電器等供電。此共用電源線(xiàn)路較長(cháng)，一旦某處短路造成欠壓，會(huì )使車(chē)輛限速，報故障代碼“114主繼電器對搭鐵短路”。排查方法為：斷開(kāi)ECU上的共用電源端連接線(xiàn)，另接一個(gè)24V電源來(lái)試驗。
2.2導通和斷路檢查
從ECU到傳感器和執行器中有線(xiàn)束和連接器，難免存在接觸不良現象。在傳感器或執行器端測量和ECU連接器間的電阻可以確認是導通，還是斷路。對導通的要求為2點(diǎn)間電阻小于10Ω。斷路的檢查要求為2點(diǎn)間電阻值大于100 kΩ。參照故障車(chē)電控系統電路圖，測量實(shí)際線(xiàn)路上的導通或斷路很重要，對于虛接的線(xiàn)束，可以拉動(dòng)線(xiàn)束試驗。
有一輛揚子客車(chē)，裝用YC4F115-30發(fā)動(dòng)機，行駛中發(fā)動(dòng)機故障燈偶爾異常點(diǎn)亮，排氣管冒黑煙，發(fā)動(dòng)機工作無(wú)力，需熄滅發(fā)動(dòng)機再次啟動(dòng)才會(huì )正常。連接故障檢測儀，讀得故障代碼P1253 HMV閥控制器錯誤，壓力太高，負極故障）、P1254 HMV閥控制器錯誤，壓力太高，正極故障）。路試查看數據流，故障檢測儀因突然斷電進(jìn)入休眠狀態(tài)，需要重新開(kāi)機，明顯是瞬間斷電造成的。查找虛接的188號電源線(xiàn)，發(fā)現該線(xiàn)熔絲在蓄電池邊被腐蝕了，造成有時(shí)接觸不好。更換該熔絲后試車(chē)，故障徹底排除。
2.3搭鐵短路、線(xiàn)線(xiàn)短路的檢查
整車(chē)線(xiàn)束穿梭于車(chē)架間，難免造成某處線(xiàn)束磨破，使導線(xiàn)銅絲裸露，造成對搭鐵短路。線(xiàn)線(xiàn)間短路常由于磨破絕緣層或高溫造成絕緣層熔化銅線(xiàn)私連。凡是未存在搭鐵短路、線(xiàn)線(xiàn)短路的，要求測得導線(xiàn)間電阻、導線(xiàn)和搭鐵間電阻大于100 kΩ。在維修中診斷因車(chē)輛振動(dòng)造成搭鐵、線(xiàn)線(xiàn)短路的，可以拉動(dòng)線(xiàn)束試驗，觀(guān)察熔絲有無(wú)熔斷。
3. 故障診斷中的基本技能
3.1讀取故障代碼后的分析
讀取故障代碼后并不是就找到故障了，還需要看數據流變化或依據其他診斷設備來(lái)讀取數據，以分析故障所在。表2為筆者在維修中積累博世系統傳感器的幾組數據。一輛江鈴順達車(chē)，采用博世EDC17C55電控系統，發(fā)動(dòng)機故障燈亮，報故障代碼“P2455壓差傳感器信號值過(guò)高”。從表2博世系統傳感器的測量數據表來(lái)看，插上壓差傳感器后，測得的信號電壓為5V，明顯大于0.5V，這是由差壓傳感器故障引起的，一旦顆粒氧化催化器（POC）堵塞，信號電壓大于0.5V。
3.2不要太留戀故障檢測儀報出的QR碼故障
QR代碼是電裝公司（DENSO）開(kāi)發(fā)的一種二維代碼，用以對噴射量的校正。出現涉及QR碼故障的，對于博世系統（BOCH）的可以不予以考慮。
3.3要學(xué)會(huì )從電控系統電路圖中找故障的經(jīng)驗
由于各汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家采用的電控系統眾多，有著(zhù)不同的線(xiàn)路連接，在故障診斷中學(xué)會(huì )從電控電路圖入手，對于不明確的ECU線(xiàn)路連接，在ECU端子插上大頭針測量到傳感器是否導通。有一輛玉柴油YC4E160-30發(fā)動(dòng)機，行駛中發(fā)動(dòng)機故障燈亮，限速1 500 r/min。連接故障檢測儀，讀得故障代碼“P0147沒(méi)有另一個(gè)加速踏板信號”。更換加速踏板后試車(chē)，故障依舊。拔下ECU導線(xiàn)連接器，發(fā)現導線(xiàn)連接器上有水，用壓縮空氣吹干后試車(chē)，一切正常。
3.4查找不能啟動(dòng)故障診斷的方法
查找不能啟動(dòng)故障診斷需要學(xué)會(huì )3步查的方法：第1步看電，即看電控系統有無(wú)電源、電控系統有無(wú)自檢、傳感器5V電源是否正常、信號電壓是否正常；第2步看同步，即看曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器兩者的同步數是否符合要求；第3步看油，即看油軌壓力及噴油器循環(huán)油量，保證油軌壓力達到300 bar（1 bar=100 kPa）。
懂得EGR系統（排氣再循環(huán)）、SCR系統（選擇性催化還原）故障，會(huì )引發(fā)發(fā)動(dòng)機減轉矩、工作不正常等故障的出現。
1 故障診斷的基本原剩
1.1先外后內
先外即發(fā)動(dòng)機出現故障時(shí)，先對電控系統外的可能故障現象進(jìn)行檢查，包括發(fā)動(dòng)機有無(wú)異響、發(fā)動(dòng)機怠速工況是否正常、發(fā)動(dòng)機排煙是否正常等，排除機械方面故障，這樣可避免本來(lái)是一個(gè)與電控系統無(wú)關(guān)的故障，浪費了大量精力去查找電控系統的傳感器、ECU、執行器和線(xiàn)路等。后內即對電控系統進(jìn)行檢查。
1.2先簡(jiǎn)后繁、先熟后生
能以簡(jiǎn)單、熟練方法檢查的先予以檢查，有難度的后查。通過(guò)看、摸、聽(tīng)、聞等直觀(guān)方法將一些較為顯露的故障迅速找出來(lái)，而對找不出故障的，需要借助儀器、儀表或其他專(zhuān)用工具進(jìn)行診斷。
1.3故障代碼先行
電控系統都有故障自診斷功能，當出現某種故障時(shí)，故障自診斷系統監測到故障并通過(guò)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機故障燈來(lái)警告駕駛人，與此同時(shí)以故障代碼的方式存儲該故障信息。故障診斷可通過(guò)人工或儀器讀取故障代碼，依據資料查出對應的故障代碼含義。所以先從故障代碼入手，再查找故障是故障診斷的必經(jīng)之路。
1.4故障代碼、數據流綜合分析
僅靠讀取的故障代碼去排除故障，大多解決不了問(wèn)題，需要專(zhuān)用的診斷儀讀取數據流中的數據，分析引起數據不正常的原因，從中找出故障原因。有一輛申龍SLK6106F73客車(chē)，裝用玉柴YC6G270-30發(fā)動(dòng)機，發(fā)動(dòng)機故障燈有時(shí)點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機限速1 500 r/min，有故障代碼P1014（倒拖時(shí)燃油流量錯誤）、故障代碼P1011燃油控制器故障）存儲，清洗了柴油低壓油路、計量單元，更換了柴油濾清器，故障并沒(méi)解決。連接故障檢測儀路試，觀(guān)察計量單元觸發(fā)電流變化，存在不穩定現象，對計量單元功能測試，確定該計量單元不可用。更換計量單元后試車(chē)，發(fā)動(dòng)機工作正常了。
1.5換件試驗
電控系統中有傳感器和執行器、線(xiàn)束及連接器、ECU等，出現故障常由于零部件損壞、連接器接觸不良的可能因素，這時(shí)想要具體查出故障原因可能要消耗比較多的時(shí)間。在實(shí)際故障診斷中，為能快速解決問(wèn)題，找出故障，最便捷的方法莫過(guò)于對懷疑零部件采用新件替換試驗，這樣比一步步去查找要容易得多。
1.6用排除法逐步縮小故障范圍
排除法在故障診斷中的應用，就是從故障現象中分析可能存有幾個(gè)方面的故障，采用逐一排除幾個(gè)方面的故障，最后確定故障的方法。也就是說(shuō)憑維修經(jīng)驗，初步診斷出故障的大致范圍，憑維修經(jīng)驗和直觀(guān)診斷，排除幾個(gè)不可能的方面，再依據診斷設備、儀表等對檢測到的數據進(jìn)行分析、對比，認準故障方面，找出故障原因。
診斷設備包括有閃讀碼功能的隨車(chē)自診斷系統、萬(wàn)用表、壓力表、示波器、故障檢測儀等。初步診斷依據報出的故障代碼，對照故障代碼表的故障提示，找出故障所在。更深入檢查則依據故障檢測儀數據流或示波器波形等分析異常之處，找出故障所在。特別是故障檢測儀不斷完善的各項測試功能，使發(fā)動(dòng)機故障診斷更加得心應手。
2 故障診斷中應檢查的幾個(gè)方面
2.1供電電源檢查
正常的電源供應是電控單元正常工作的必備條件，沒(méi)有電源供應或者錯誤的電源供應都會(huì )造成電控系統不正常。如ECU無(wú)電源，會(huì )使發(fā)動(dòng)機不能啟動(dòng)、儀表盤(pán)上的發(fā)動(dòng)機故障燈無(wú)自檢功能、故障檢測儀無(wú)法連接ECU；電控系統欠壓不能順利啟動(dòng)，常報故障代碼P150B（驅動(dòng)級電路電壓低于下限值）。電控系統中，ECU電源有一種由蓄電池直接供電，另一種由受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ACC擋控制的ECU主繼電器供電，大部分傳感器由ECU提供5V電源。表1為博世、康明斯、德?tīng)柛Ｏ到yECU電源端子及電源繼電器控制端子分布。
常見(jiàn)的ECU供電電源故障，有線(xiàn)束、ECU連接器損壞等造成的電路虛接，熔斷絲熔斷和人為錯誤接線(xiàn)等，可參考表1去查找。
對于ECU上的共用電源端，應注意由于外部電路短路引起欠壓，造成發(fā)動(dòng)機故障。如圖1所示，在濰柴博世國4發(fā)動(dòng)機電控單元（EDC17C44帶SCR）上，K29、K68為24V的共用電源端，電源來(lái)自ECU內部繼電器，為燃油含水率傳感器、OBD指示燈、冷啟動(dòng)指示燈、空擋開(kāi)關(guān)、駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)、離合器開(kāi)關(guān)、診斷請求開(kāi)關(guān)、排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)、主制動(dòng)開(kāi)關(guān)、副制動(dòng)開(kāi)關(guān)、排氣制動(dòng)電磁閥、燃油含水率報警燈、啟動(dòng)繼電器等供電。此共用電源線(xiàn)路較長(cháng)，一旦某處短路造成欠壓，會(huì )使車(chē)輛限速，報故障代碼“114主繼電器對搭鐵短路”。排查方法為：斷開(kāi)ECU上的共用電源端連接線(xiàn)，另接一個(gè)24V電源來(lái)試驗。
2.2導通和斷路檢查
從ECU到傳感器和執行器中有線(xiàn)束和連接器，難免存在接觸不良現象。在傳感器或執行器端測量和ECU連接器間的電阻可以確認是導通，還是斷路。對導通的要求為2點(diǎn)間電阻小于10Ω。斷路的檢查要求為2點(diǎn)間電阻值大于100 kΩ。參照故障車(chē)電控系統電路圖，測量實(shí)際線(xiàn)路上的導通或斷路很重要，對于虛接的線(xiàn)束，可以拉動(dòng)線(xiàn)束試驗。
有一輛揚子客車(chē)，裝用YC4F115-30發(fā)動(dòng)機，行駛中發(fā)動(dòng)機故障燈偶爾異常點(diǎn)亮，排氣管冒黑煙，發(fā)動(dòng)機工作無(wú)力，需熄滅發(fā)動(dòng)機再次啟動(dòng)才會(huì )正常。連接故障檢測儀，讀得故障代碼P1253 HMV閥控制器錯誤，壓力太高，負極故障）、P1254 HMV閥控制器錯誤，壓力太高，正極故障）。路試查看數據流，故障檢測儀因突然斷電進(jìn)入休眠狀態(tài)，需要重新開(kāi)機，明顯是瞬間斷電造成的。查找虛接的188號電源線(xiàn)，發(fā)現該線(xiàn)熔絲在蓄電池邊被腐蝕了，造成有時(shí)接觸不好。更換該熔絲后試車(chē)，故障徹底排除。
2.3搭鐵短路、線(xiàn)線(xiàn)短路的檢查
整車(chē)線(xiàn)束穿梭于車(chē)架間，難免造成某處線(xiàn)束磨破，使導線(xiàn)銅絲裸露，造成對搭鐵短路。線(xiàn)線(xiàn)間短路常由于磨破絕緣層或高溫造成絕緣層熔化銅線(xiàn)私連。凡是未存在搭鐵短路、線(xiàn)線(xiàn)短路的，要求測得導線(xiàn)間電阻、導線(xiàn)和搭鐵間電阻大于100 kΩ。在維修中診斷因車(chē)輛振動(dòng)造成搭鐵、線(xiàn)線(xiàn)短路的，可以拉動(dòng)線(xiàn)束試驗，觀(guān)察熔絲有無(wú)熔斷。
3. 故障診斷中的基本技能
3.1讀取故障代碼后的分析
讀取故障代碼后并不是就找到故障了，還需要看數據流變化或依據其他診斷設備來(lái)讀取數據，以分析故障所在。表2為筆者在維修中積累博世系統傳感器的幾組數據。一輛江鈴順達車(chē)，采用博世EDC17C55電控系統，發(fā)動(dòng)機故障燈亮，報故障代碼“P2455壓差傳感器信號值過(guò)高”。從表2博世系統傳感器的測量數據表來(lái)看，插上壓差傳感器后，測得的信號電壓為5V，明顯大于0.5V，這是由差壓傳感器故障引起的，一旦顆粒氧化催化器（POC）堵塞，信號電壓大于0.5V。
3.2不要太留戀故障檢測儀報出的QR碼故障
QR代碼是電裝公司（DENSO）開(kāi)發(fā)的一種二維代碼，用以對噴射量的校正。出現涉及QR碼故障的，對于博世系統（BOCH）的可以不予以考慮。
3.3要學(xué)會(huì )從電控系統電路圖中找故障的經(jīng)驗
由于各汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家采用的電控系統眾多，有著(zhù)不同的線(xiàn)路連接，在故障診斷中學(xué)會(huì )從電控電路圖入手，對于不明確的ECU線(xiàn)路連接，在ECU端子插上大頭針測量到傳感器是否導通。有一輛玉柴油YC4E160-30發(fā)動(dòng)機，行駛中發(fā)動(dòng)機故障燈亮，限速1 500 r/min。連接故障檢測儀，讀得故障代碼“P0147沒(méi)有另一個(gè)加速踏板信號”。更換加速踏板后試車(chē)，故障依舊。拔下ECU導線(xiàn)連接器，發(fā)現導線(xiàn)連接器上有水，用壓縮空氣吹干后試車(chē)，一切正常。
3.4查找不能啟動(dòng)故障診斷的方法
查找不能啟動(dòng)故障診斷需要學(xué)會(huì )3步查的方法：第1步看電，即看電控系統有無(wú)電源、電控系統有無(wú)自檢、傳感器5V電源是否正常、信號電壓是否正常；第2步看同步，即看曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器兩者的同步數是否符合要求；第3步看油，即看油軌壓力及噴油器循環(huán)油量，保證油軌壓力達到300 bar（1 bar=100 kPa）。
懂得EGR系統（排氣再循環(huán)）、SCR系統（選擇性催化還原）故障，會(huì )引發(fā)發(fā)動(dòng)機減轉矩、工作不正常等故障的出現。
