电控欧Ⅲ柴油机不能正常熄火
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 33195 次点击
随着发动机排放法规的日趋严格,全国2007年7月1日强制实行国Ⅲ排放标准,2008年7月1日国Ⅱ标准的车辆将禁止销售。随着电控发动机的全面实施,与电控相关的电器类故障也随之增加。笔者在设计开发过程中,就发现因电气回路设计问题导致发动机不能正常熄火的情况。
故障现象:
2008年5月公司新开发潍柴PW12型欧Ⅲ电控发动机,装配完毕后上试车,发动机顺利启动后,机油压力、发动机转速、发动机提速、排气制动、发电机等均正常。达到暖车效果后,调试人员将钥匙由ON挡旋置ACC挡断电熄火,结果发现发动机仍正常工作,最后调试人员关闭电源总开关,切断ECU主电源而使发动机强制熄火。
故障诊断:
欧Ⅱ发动机熄火一般采用手拉或气推等机械断油熄火方式,而欧Ⅲ发动机一般采取关闭ECU开关电源方式来熄火,即关闭ECU开关电源140脚(图1)。单从电气原理上分析,欧Ⅲ发动机能工作必定ECUT作正常,而ECUT作只有在140脚高电平情况下才能工作(据BOSCH提供参数140脚V_In_Low值2.81V,即电压值在2.81V以上为上电状态),故重新启动发动机,重点监控ECU的140管脚,发动机启动发电机发电,用万用表检测140脚为28.3V,依此判断发电机工作正常。当钥匙挡位由ON挡旋置ACC挡时熄火(发动机正常工作钥匙处于ON位置),断电后发动机仍然工作。根据电气原理图,蓄电池以及发电机的电源已经被切断,此时能给ECU的140脚供电线路只有两种可能。其一为驾驶室线路制作错误,导致钥匙旋置ACC挡并未真正切断ON挡电源;其二为发电机输出电源经充电指示灯给ECU140脚供电。然而经万用表测试此时ECU140脚电压值为3V,依此可基本判定140脚电源应当为发电机经充电指示灯所提供,如果是蓄电池提供的电源电压值应在28V左右。此时我们断开充电指示灯回路。发动机随即熄火。印证了上面的理论分析。
故障分析:
根据以上现场诊断分析,发动机不采用钥匙断电熄火的原因为:当钥匙由ON挡旋置ACC挡断开ECU开关电源。此时发动机仍处于运转状态。即发电机仍有电源输出,发电机输出电源经充电指示灯使ECU的140脚保持高电平,即满足ECU正常工作条件而导致发动机不能熄火。
接下来我们来分析一下发电机充电指示灯工作原理。见图1所示,当钥匙开关旋置ON位置时,电源经充电指示灯到发电机,经发电机内部搭铁,指示充电指示灯点亮。而当发动机启动发电机发电输出28V左右的电压(电流如图示1虚线流向),充电指示灯两端电平相等、无压差,充电指示灯自动熄灭,即表示发电机工作正常。
经测信号指示板以及根据仪表厂家提供参数,充电指示灯内部原理见图2虚线右侧所示,根据欧姆定律:RD=R1//R2//R3=R1R2R3/(R1+R2+R3)=1.2×1.2×5.1/(1.2+1.2+5.1)=1×103Ω:回路近似总电阻为R=RD+RE≈1×103+8.5×103=9.5×103Ω;回路电流I=28/9.5×103=2.9mA,依此可以计算V点的电势V=2.9×8.5=25V>2.81V,满足ECU开关电源工作要求。
(以上RD为充电指示灯总电阻、RE为ECU等效电阻)
解决方案:
根据以上分析,只需断开发电机充电指示反向充电回路即可,笔者在充电回路中增加二极管(如图3所示)。即解决发动机不能使用钥匙断电熄火的问题。
专家点评——焦建刚
作者是在发动机配装过程中发现存在的发动机不能熄火故障的。正常情况下,打开点火开关后,通过点火开关,提供给140号管脚的电压为28V左右。此时,发动机电脑进入正常工作模式,当关闭点火开关,140号管脚的电压应降低到0,发动机ECU电源被切断,系统关闭。而该车由于电路设计问题,关断点火开关后,电脑140号脚存在3V左右的电压,高于厂家设定的发动机ECU上限电压2.81V,所以发动机无法正常熄火。检查到此,作者对充电系统的电路进行了分析,运用欧姆定律通过简单的公式计算,即得出了造成发动机ECU140号管脚残存3V电压的来源,揪出了造成发动机无法熄火的罪魁祸首。处理该故障的方法则非常的简单,像作者采用的在充电回路增加单向=极管的方法(断开发电机充电指示反向充电回路),就是一个非常简单、可靠的方法,但这一方法,在后期的充电电路检测中,会比较复杂(如果厂家提供的维修资料不充分,可能在后期维修中造成误判)。
总的来说,作者对于该款发动机控制原理比较熟悉,并且还有着较深的理论功底,所以,在排除这一发动机配装出现的问题时,驾轻就熟,很容易的就解决了生产中存在的这一课题。