汽車電控發(fā)動機;汽車電控發(fā)動機故障碼不能通過什么方法清除

【卡車之家 原創(chuàng)】柴油機的消耗率和可靠性能都遠高于汽油機，不過，隨著環(huán)保問題的不斷擴大，也基于對柴油機的要求更加高效更加節(jié)能環(huán)保。當傳統(tǒng)的柴油機無法滿足這些要求時，電控的高精度高效率的柴油發(fā)動機便應(yīng)運而生。

簡單來說，電控柴油機就是在原有的機械控制式的發(fā)動機基礎(chǔ)上增加了各種執(zhí)行器、傳感器及電控單元，并改變了發(fā)動機的噴射系統(tǒng)，將其電控化了。

舉個例子：電控柴油機體系中的門踏板，是駕駛員發(fā)出加油指令的執(zhí)行器，它不同于傳統(tǒng)柴油機的油門踏板由一根油門拉線牽引油泵上的齒條控制噴油。

門踏板的供油完全是依靠ECU監(jiān)測到的各個傳感器的信息來決定的，當司機踩踏油門踏板，這些信息反饋給ECU，ECU監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示正常，則發(fā)出噴油指令開始向燃燒室噴油，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也隨之提高。

那么電控有哪些種類呢？

從電控系統(tǒng)廠家來分，知名的有德國博世，日本電裝，美國德爾福、康明斯等等；從排放等級來說，有國三到國六幾種類型，但它們的區(qū)別只在于后處理技術(shù)的不同，前端的發(fā)動機并無太大的變化。

所以，筆者所說的電控柴油機種類指的是發(fā)動機噴射系統(tǒng)差異的不同。

電控柴油機不同于普通柴油機的地方就是他的噴射系統(tǒng)，電控機的噴射系統(tǒng)可以使柴油機噴射壓力更大，霧化更良好，燃燒更充分，這是電控機的共同特點和發(fā)展目標。

但是不同的噴射系統(tǒng)會使發(fā)動機有著不同的使用體驗和不同的性能表現(xiàn)。按柴油機噴射系統(tǒng)差異可以分為高壓共軌、單體泵，噴嘴泵三種類型。

所謂的共軌式電噴系統(tǒng)，是拋棄了傳統(tǒng)的脈動高壓供油原理，不同于傳統(tǒng)高壓油泵直接控制噴油。電控共軌柴油機是向公共油道供油以維持共軌壓力，采用壓力/時間式的燃油計量原理，通過公共油道油壓的連續(xù)控制和各缸噴射過程中的電磁閥控制相結(jié)合的方式，實現(xiàn)整個噴射過程。

其實共軌系統(tǒng)中可以分為共軌蓄壓式和高壓共軌式、共軌液力增壓式三種。其中高壓共軌式是最我們熟知的，也是在市場上應(yīng)用最為廣泛的一種。

高壓共軌系統(tǒng)的ECU根據(jù)實際工況（進氣，水溫，油門開度）對噴射過程精密控制，通過控制噴油電磁閥的開啟時長來確定提前角與噴油量。

同時也會通過控制高壓油泵的計量閥開啟時長來控制共軌壓力。它由電控單元，高壓油泵，共軌管、噴油器，輸油泵，以及各種相關(guān)的傳感器和執(zhí)行器組成。

YC6L-30實物圖

電控單元

也就是常說的ECU，相當于電控柴油機的大腦，ECU的作用是采集各個傳感器的信息，然后通過采集到的數(shù)據(jù)信息下達相關(guān)指令，繼而保證發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)。

高壓油泵

共軌系統(tǒng)中的高壓油泵比普通的高壓油泵噴射壓力高出一倍，是高壓共軌系統(tǒng)中能夠“高壓”的主要“功臣”之一。以最常見的博世共軌為例，目前可以分為兩種高壓油泵，一種是CP3.3的徑向柱塞噴油泵。該噴油泵只有一個高壓出油閥，類似分配泵的小體型，常安裝在四缸機一類的中小型柴油機上。

另一種是CP2.2的噴油泵，它是直列雙柱塞油泵，帶有兩個高壓出油閥，體型較Cp3.3的要大，因其供油速率較高，常應(yīng)用于重型柴油機系列。

共軌管

共軌管是噴射系統(tǒng)中的公共高壓油道，是噴油泵高壓出油口后端儲存和分配高壓燃油的管道，它由共軌管體，限壓閥、軌壓傳感器、節(jié)流閥閥組成。

共軌管體承擔著儲蓄油壓分配燃油的功能，也是共軌管的主體部分；

安裝在兩側(cè)的限壓閥相當于一個保護裝置，當油軌壓力超高時，限壓閥便會打開，泄去高壓力的燃油，避免發(fā)生不可預(yù)知的故障。（因為高壓油路中的壓力巨大，在發(fā)動機因故障導(dǎo)致油壓超高時是很危險的，所以設(shè)計限（泄）壓閥排除這種危險性）；

共軌傳感器也叫軌壓傳感器，是共軌系統(tǒng)中必不可少的傳感器之一，他的主要功能是監(jiān)測共軌的實際軌壓，ECU通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù)判斷油壓是否正常，進而發(fā)出下一噴射指令；

節(jié)流閥是鑲嵌在共軌管體上的，并不是常開狀態(tài)，只有在油壓達到一定高度時它才會打開，也是為了防止噴油器常開故障后導(dǎo)致大流量的泄壓而設(shè)計。

噴油器

內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精密，殼體內(nèi)是電阻線圈和閥組件。順便提一點，當確定噴油器故障時，因線圈與與其他部件不易損壞，多是閥組件磨損導(dǎo)致，一般更換閥組件即可，不必更換總成，這樣可以避免維修費用過高。

輸油泵

位于低壓油路的齒輪輸油泵由噴油泵帶動，能夠高效的為高壓端供油，通常安裝在噴油泵的尾部。

性能 可靠的高壓共軌噴射系統(tǒng)由以上部件組成，也正因這些部件的各種功能使得高壓共軌柴油機高扭矩高性能的特點，并且可以適應(yīng)各種低轉(zhuǎn)速，高負荷的工況。因其可靠的性能，使其成為目前卡車電控發(fā)動機的主流方向。

▎單體泵

如果從控制方式來說，它是屬于時間控制式一類的，但按照大部分人將電控噴射系統(tǒng)分為第一代（位置控制式）、第二代（時間控制式）、第三代（共軌控制式）的分類來看，它雖然屬于第二代產(chǎn)品，但筆者卻認為它是介于第二代與第三代之間，是不同于電控分配泵和共軌式之間的2.5版本。

單體泵，顧名思義，它的噴油泵是一個獨立的存在，它的噴射系統(tǒng)由單體泵-高壓油管-噴油嘴三個部分組成，并配合其完成噴油工作。

它取消了傳統(tǒng)油泵中的油量調(diào)節(jié)機構(gòu)，用高速電磁閥控制單體泵的通斷，噴油量由ECU采集到的傳感器數(shù)據(jù)信息來控制，當ECU接收到司機踩踏油門的信號時，則發(fā)出噴射指令，給單體泵通電，閉合回路，建立油壓，給高壓油管和噴油器供油完成噴射。

很明顯，單體泵系統(tǒng)中最為重要的就是單體泵本身了，它能按照ECU的指令為整機輸送所需的油量，是整個系統(tǒng)中建立壓力的關(guān)鍵部件，它由凸輪軸推動泵體內(nèi)的柱塞與電磁閥的控制建壓，配合了配氣相位，按照作功順序進行噴油。

單體泵與傳統(tǒng)柱塞泵的不同之處在于，除了所使用的材料能夠承受更高壓力，還增加了高速電磁閥控制的溢流閥組件。但該系統(tǒng)所使用的噴油器與傳統(tǒng)噴油器并無太大差別，只是它的受壓力更大，霧化效果更好。

按照理想化的單體泵設(shè)計要求，它應(yīng)該是集成在機體上的，由發(fā)動機的配氣凸輪軸推動，這樣可以在構(gòu)造上得到簡化，并縮短油泵到噴油器的中間距離，避免使用過長的高壓油管，有利于更高壓力燃油的輸送。

但在國內(nèi)產(chǎn)品的應(yīng)用中，為了利用現(xiàn)有的發(fā)動機機體，避免重新鑄造機體帶來的高成本，很多廠家在保留原有機體的情況下，將單體泵集成在一個泵體內(nèi)，使得其外形仍然類似傳統(tǒng)的直列柱塞噴油泵。

其中最典型的例子要數(shù)玉柴機器的4D（4108）單體泵國三發(fā)動機，該機型的改動非常小，就是換了油泵與加裝了電控單元和傳感器、執(zhí)行器，很大程度的節(jié)約了成本。

雖然單體泵有著結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活等優(yōu)點，但由于控制成本所帶來的約束，更因其油泵壓力提升原理導(dǎo)致其噴油有著先緩后急的特點，雖然這樣的特點在一定程度上有利于燃燒過程的優(yōu)化，但隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降，使其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域的表現(xiàn)并不良好，繼而導(dǎo)致柴油機低速性能下降。

而且其噴油器仍是采用與傳統(tǒng)噴油器相同的彈簧壓力控制式，沒有進行多次噴射的能力，雖然能夠在加裝后處理裝置后能滿足國四排放標準，但在排放逐步升級的過程，如果不加以優(yōu)化，將會很難適應(yīng)市場。

如果單體泵系統(tǒng)將噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)精簡了一定程度，那么泵噴嘴可以說是將噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)精簡到了極致。但它又是復(fù)雜的，因為這一系統(tǒng)對缸蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要更高技術(shù)的加工工藝。

它是直接把燃油壓力提升、正時、油量控制等全部功能都集成到了發(fā)動機機缸蓋上的一種技術(shù)。

泵噴嘴顧名思義就是將油泵與噴嘴整合為一體。它類似于單體泵是一個獨立的油泵，卻不同于單體泵，自己攜帶有噴油器的技能。

高壓燃油的輸送也在缸蓋的油道中完成，這樣的設(shè)計免去了外部高壓油管的連接，消除了管理壓力損失并避免了管路泄壓和管路不能承受高壓的可能。

當然，泵噴嘴系統(tǒng)中一枝獨秀的肯定是泵噴嘴本身，它由油泵組件和噴油器組件組成，安裝在氣缸蓋上面，由噴油凸輪帶動泵噴嘴搖臂，將泵活塞壓下，屆時中間的高速電磁閥關(guān)閉，柱塞向噴油器壓油，當?shù)竭_所需壓力時，停止向電磁閥通電，控制閥再次開啟，高壓燃油快速溢流，噴油終止。

泵噴嘴使燃油產(chǎn)生高壓的過程與高壓共軌的原理其實類似。都是在閉環(huán)模式下壓縮燃油，只是不同于高壓共軌的是泵噴嘴的系列工作都在一體化的泵腔內(nèi)完成。

不過，這種集成的形式可以消除高壓油管中的壓力波和燃油壓力損失的影響，給油壓的形成制造了一個更狹小的空間，有利于壓力提升，但也由于這種一體化，使的對汽缸蓋的剛度、強度以及鑄造工藝和加工工藝有了更高的要求，很多方面難以實現(xiàn)，無形之中也提高了成本。

這種技術(shù)在國內(nèi)卡車上并不常見，筆者最早接觸到與泵噴嘴類似的系統(tǒng)是重慶康明斯K19發(fā)動機的PT燃油系統(tǒng)，它是一臺裝配在推土機上的的傳統(tǒng)機械式的歐二排放柴油機。

從性能和動力上來看確實不錯，但它有著油耗偏高和離開高速段煙度排放就急劇增加的缺點，或許這也是該系統(tǒng)未能在國內(nèi)卡車市場占據(jù)主流的原因之一。

▎總結(jié)

以上三種類型便是目前卡車市場上主要應(yīng)用的噴射系統(tǒng)。從市場應(yīng)用程度方面來看，穩(wěn)定性較高的高壓共軌系統(tǒng)是電控柴油的主流系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)簡單的單體泵在動力提升和排放升級的長跑中難以跟上腳步。

對缸蓋強度和加工技藝高要求的泵噴嘴在泵噴嘴本身的設(shè)計也是一大難點。并且后面兩種系統(tǒng)都有對發(fā)動機轉(zhuǎn)速過分依賴的缺點：低速時的燃燒性能較差。機體的設(shè)計也會面臨重大改變，成本不僅會增加，而且產(chǎn)品從誕生走到成熟又將經(jīng)受許多考驗，當今市場嚴苛，輕易投放市場會影響客戶對產(chǎn)品的信心。

所以從產(chǎn)品適配性，后續(xù)發(fā)展?jié)摿σ约靶阅?、動力各方面考慮，電控高壓共軌技術(shù)仍會是市場的寵兒。

這三大類的噴射噴射各有所長，也各有的適用范圍。盡管未來高壓共軌或者新能源卡車可能會是主要發(fā)展方向，但其他系統(tǒng)也會并存，只是存在的形式與所處的戰(zhàn)線不同罷了。

本文特約作者：石中隱玉

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