農(nóng)用國(guó)Ⅲ柴油機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷方法

潘 躍

（金湖縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣中心，江蘇 淮安 211600）

0 引 言

現(xiàn)階段所有新配14.7 kW 以上的農(nóng)用柴油機(jī)已全部達(dá)到國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，即使用電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。電噴發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)電控系統(tǒng)將燃油的噴射時(shí)間和數(shù)量進(jìn)行精確控制，并可進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)，優(yōu)化燃燒過(guò)程。電控系統(tǒng)主要由傳感器、控制單元（ECU）、執(zhí)行器組成。傳感器采集控制系統(tǒng)所需的信號(hào)，輸送給ECU 進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后向執(zhí)行元件發(fā)出指令，執(zhí)行元件具體執(zhí)行某項(xiàng)動(dòng)作。整個(gè)電控系統(tǒng)為閉環(huán)方式，具有較高的技術(shù)含量。

1 建立科學(xué)的診斷思路

1.1 技術(shù)的復(fù)雜性

電控系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，與車輛上原有的電氣系統(tǒng)有本質(zhì)區(qū)別。有多個(gè)不同類型的傳感器，采集數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)，如對(duì)電子元器件的作用與檢測(cè)方法掌握不夠，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確的判斷故障點(diǎn)而亂拆裝，容易造成新的故障，掩蓋舊的問(wèn)題。所以必須了解整個(gè)電控系統(tǒng)的架構(gòu)和工作原理，熟悉各元器件的作用，才能有清晰的診斷思路。

1.2 信息的誤導(dǎo)性

在進(jìn)行故障診斷排查時(shí)，容易受到錯(cuò)誤信息的誤導(dǎo)。由于認(rèn)知的差異，用戶對(duì)故障所發(fā)生的情況描述不對(duì)，有時(shí)借助網(wǎng)絡(luò)等查詢到的維修方法可能是錯(cuò)誤的。對(duì)故障的征象要進(jìn)行驗(yàn)證，確定具體的故障點(diǎn)，必要時(shí)使用儀器進(jìn)行測(cè)量、查詢相關(guān)手冊(cè)。

1.3 維修的時(shí)效性

農(nóng)業(yè)機(jī)械普遍閑置期較長(zhǎng)，而作業(yè)周期相對(duì)較短。作業(yè)季節(jié)往往滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間工作，有時(shí)要搶收搶種，發(fā)生故障時(shí)必須及時(shí)予以排除，否則耽誤農(nóng)情[1]。維修作業(yè)時(shí)間較緊，排查不仔細(xì)，造成錯(cuò)誤的檢查結(jié)果，影響維修進(jìn)度。如果對(duì)故障判斷錯(cuò)誤，不能一次性修好，會(huì)耽誤時(shí)間。

2 故障診斷方法

2.1 電控系統(tǒng)自診斷功能

電控系統(tǒng)都有自診斷功能，其原理是：ECU 內(nèi)部故障診斷電路能在車輛運(yùn)行過(guò)程中不斷監(jiān)測(cè)電控系統(tǒng)各個(gè)輸入元件信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電子元件有故障時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)故障運(yùn)行程序，并且這一現(xiàn)象在一段時(shí)間內(nèi)不消失，ECU 便判斷為這一部分信號(hào)電路有故障。ECU 把這一故障以代碼的形式存入內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），同時(shí)點(diǎn)亮儀表板上的故障指示燈，提醒駕駛員。維修人員可利用儀器或人工方法讀出故障碼，判明故障發(fā)生的具體原因和部位，據(jù)此進(jìn)行維修。

2.2 故障碼讀取

2.2.1 隨車讀取方式

隨車讀取方式（手工讀碼方式)不使用任何外接儀器就可以讀取故障碼，該方式點(diǎn)按儀表盤(pán)上診斷按鈕，ECU 接到此信號(hào)后，儀表盤(pán)上故障指示燈就開(kāi)始閃爍，其閃爍規(guī)律就是內(nèi)存的故障代碼。不同類型電控系統(tǒng)故障指示燈的觸發(fā)信號(hào)、故障代碼的含義不同，讀取的故障碼需要從維修手冊(cè)中查找含義。

2.2.2 外接設(shè)備方式

外接設(shè)備方式是使用電腦診斷儀（俗稱解碼儀）讀取故障碼。解碼儀是與ECU 直接進(jìn)行信息交流的電腦故障診斷儀，可以在解碼儀菜單操作下讀取故障碼，直接用中文顯示故障碼的含義，而不需要查找維修手冊(cè)。

2.3 故障碼的局限性

2.3.1 機(jī)械系統(tǒng)的局限性

自診斷系統(tǒng)一般只能監(jiān)測(cè)電控系統(tǒng)的故障，而對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)自診斷功能很難發(fā)揮作用。當(dāng)車輛上各總成或機(jī)構(gòu)中各種零件產(chǎn)生大量的自然磨損、變形、損傷時(shí)，自診斷系統(tǒng)很難產(chǎn)生故障碼，也不能起到診斷的作用。

2.3.2 故障及故障現(xiàn)象的不確定性

車輛有故障碼時(shí)，它會(huì)有不同的故障現(xiàn)象，而有時(shí)有故障碼，卻不一定有故障，這主要是因?yàn)橥饨绺蓴_、維修人員的誤操作、虛假故障等影響所致。有時(shí)，當(dāng)有故障現(xiàn)象時(shí)，一定存在故障，但不一定有故障碼。這是因?yàn)楣收洗a是由ECU 的自診斷系統(tǒng)定義的，凡不受ECU 控制約束的故障點(diǎn)，都無(wú)法產(chǎn)生故障碼。另外，當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，故障現(xiàn)象比較明顯，但自診斷系統(tǒng)不一定產(chǎn)生故障碼。

2.3.3 不能指出故障的具體成因

整個(gè)控制系統(tǒng)是由許多傳感器、執(zhí)行器，電源及控制模塊等子系統(tǒng)電路組成。故障碼所包含的內(nèi)容不單是指該傳感器或執(zhí)行器出現(xiàn)的故障，而是表示該子系統(tǒng)的信號(hào)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，至于不正常的原因則可能出現(xiàn)在該子系統(tǒng)的任何部分——器件、接頭、線路或ECU 上。因此，故障碼僅為維修人員提供了進(jìn)一步檢測(cè)的大方向，只是故障的泛指。為真正確定是什么位置和什么器件出現(xiàn)問(wèn)題，還需要根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)資料（包括電路圖、器件位置、標(biāo)準(zhǔn)值等），利用其它儀器或萬(wàn)用表進(jìn)一步進(jìn)行線路分析與元件檢測(cè)，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷和解決故障。

3 診斷操作事項(xiàng)

3.1 堅(jiān)持代碼優(yōu)先

當(dāng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，故障自診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到故障后，以代碼的方式將該故障儲(chǔ)存到ECU 的存儲(chǔ)器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)儀表盤(pán)等警告燈向駕駛員報(bào)警。這時(shí)可人工或儀器讀取故障碼，并檢查和排除故障碼所指的故障部位。待故障代碼所指的故障排除后，如果發(fā)動(dòng)機(jī)故障現(xiàn)象還未消除，或者開(kāi)始就無(wú)故障代碼輸出，則再對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可能的故障部位進(jìn)行檢查。

3.2 做到先備后用

電子控制系統(tǒng)的一些部件性能好壞，電氣線路正常與否，常以其電壓或電阻等參數(shù)來(lái)判斷。如果沒(méi)有這些數(shù)據(jù)資料，系統(tǒng)的故障檢查將會(huì)很困難，往往只能采取新件替換的方法，這些方法有時(shí)會(huì)造成維修費(fèi)用增加且費(fèi)工費(fèi)時(shí)。因此在檢修該型車輛時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備好維修車型的有關(guān)檢修數(shù)據(jù)資料。除了從維修手冊(cè)、專業(yè)書(shū)刊上收集整理這些檢修數(shù)據(jù)資料外，另一個(gè)有效的途徑是利用無(wú)故障車輛對(duì)其系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并記錄下來(lái)，作為日后檢修同類型車輛的比較參數(shù)。

4 電控系統(tǒng)故障類型

4.1 電子元器件故障

電子元器件內(nèi)部短路、斷路、燒毀等，使元器件失效不能工作，這部分故障會(huì)在電參數(shù)上反映出來(lái)，可用萬(wàn)用表、示波器、解碼儀等進(jìn)行檢測(cè)判斷。許多電子元器件內(nèi)部還有機(jī)械零件，會(huì)出現(xiàn)變形、卡滯等，導(dǎo)致不能正常工作，這部分故障不能通過(guò)測(cè)量電參數(shù)判斷，要綜合判斷[2]。

4.2 控制線路故障

在高電壓、高溫、強(qiáng)電流的影響下，電子元器件會(huì)出現(xiàn)被擊穿的情況，導(dǎo)致電路出現(xiàn)斷路。雨水侵蝕、振動(dòng)、元器件老化等造成電路短路。線路接線松脫、空氣潮濕、環(huán)境腐蝕等情況導(dǎo)致的線路出現(xiàn)漏電等。電路斷路或短路造成信號(hào)丟失、失穩(wěn)、傳輸不暢，車輛無(wú)法啟動(dòng)、功率下降等故障。

4.3 ECU 故障

ECU 一般不會(huì)產(chǎn)生故障，使用中接口進(jìn)水造成短路、電流過(guò)大可能造成內(nèi)部損壞或燒毀，不能正常工作。ECU 故障有時(shí)與電子元器件故障類似，必須在確定其它元器件正常的情況下，才能確定為ECU 故障。

5 結(jié) 語(yǔ)

農(nóng)用電噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要的技術(shù)改進(jìn)在于采用了電控燃油噴射系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械本體沒(méi)有改變。電控系統(tǒng)有多點(diǎn)位的信號(hào)輸入，輸出信號(hào)主要控制噴油器，在掌握電控系統(tǒng)的原理基礎(chǔ)上，了解各元器件位置和作用，借助現(xiàn)代診斷手段，能夠很好的進(jìn)行故障的診斷和排除。