东风康明斯电控发动机故障案例分析—11.ppt
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1、东风康明斯电控发动机故障案例分析 培训讲义,单位:市场销售总部网络培训科,2,目 录,1、总则 2、东风国三商用车电控高压共轨燃油系统基本组成 3、电源电路分析 4、通讯电路分析 5、启动电路分析 6、传感器电路分析 7、执行器控制电路分析 8、进、排气系统分析 9、燃油系统分析10、电控特性启用与设置,3,一、总 则:故障排除,是维修人员发动机知识、电控知识、动手能力、经验积累的综合体现。电控柴油机故障成因复杂,有时故障显现是类似的,但产生原因并非一样。为提高故障诊断的准确性,避免或少走弯路,建议按以下原则判断处理故障:弄清现象,不漏点滴;针对特征,联系原理;由简到繁,由表及里;按系分段,检
2、查分析。了解问题,弄清故障现象;结合原理,分析问题;执行测试,找到问题点;规范拆装,排除故障;着车实验。,4,二、东风康明斯电控高压共轨燃油系统基本组成,5,1、康明斯电控高压共轨燃油喷射系统基本组成,电子控制单元(ECM),温度:冷却液、进气压力:进气、机油、油轨、大气 压力转速/位置:曲轴、凸轮轴液位传感器:冷却液、燃油含水,然油,EFC执行器,喷油时刻、压力、次数,油轨压力,回油,排气制动、进气预热、电子输油泵等,点火,电子油门,车速,离合器、制动、排气制动、PTO开关、远程油门等信号,6,电控高压共轨燃油喷射系统的功能,基本功能:控制供油量和喷油正时。满足排放,提升发动机的性能。电控特
3、性:油门联锁、巡航控制、发动机制动、电子风扇控制、快怠速暖机、PTO/Remote PTO、进气加热、怠速控制自诊断:ECM对大多数电路和参数进行检测,当在某个电路中检测到故障或参数超限,ECM就激活一个故常代码。发动机保护:检测关键的发动机温度和压力,当高出或低于正常工作范围,并根据情况的严重程度,降功率、降转速保护,停机保护。,7,三、电控发动机电源电路的分析,8,1、东风天锦ISDe,45号针电源为开关电源,为ECM提供点火信号。常通电源通过ECM上的一个四针接头为ECM提供主电源。,9,2、东风天龙ISDe、ISLe,5A,04,01,45,30A,点火开关,停机开关,电源总开关,5A
4、,30A,副启动开关,空档开关,0200,0290,0048,0410,0409,ECM OEM60针接头,0212,10,电源电路出现问题时:1、可能导致ECM没有上电,发动机报通讯故障,无法启动,无法连接诊断仪;2、高压共轨系统工作不稳定。主要原因有:1、开关电源电路中停机开关故障、保险烧或虚接。在判断故障时,跳过停机开关采用短接法直接给45号针电源供电,可判断停机开关是否存在故障;2、常通电源电路中的四针接头松动(当存在该故障时,会频繁出现通讯故障非现行故障代码)和线路中的30A保险烧(注意:该保险在线束上,不在保险丝盒内)或虚接。3、ECM的电源导线规格不符合要求,使用的导线规格必须至
5、少为 12 AWG(3.3mm2),以减小电阻。否则可能导致高压共轨系统无法正常工作,如轨压信号电压波动等故障。,电源电路故障判断:,11,ECM常通电源的要求:,1、在接通电源总开关之前,确保4针电源接头完全插入,防止虚接;2、在接通或断开电源总开关之前,应关闭点火锁;3、ECM常通电源不得从车辆底盘上的其他电源处取电;4、切断电源时必须先切断电源正极,不得先切断电源负极;5、从蓄电池正极到ECM再连回蓄电池负极之间的整个电阻应小于0.04欧姆,电阻不符合要求时,可以使用触针 2(接地)和触针 3(电源)。,12,5、电源电路导致的故障案例,故障案例1:车辆在行驶频繁出现突然熄火,停车后可重
6、新启动(宇通客车,ISBE)。故障分析及排除步骤:1、确认故障现象,故障指示灯无报警。2、检查油路,无故障。3、检查气路,无故障。4、检查相关电路(电源电路等),无故障,更换ECM,问题不能解决。5、厂家工程师通过insite诊断软件读取故常代码,发现非现行故障代码434(从上一次钥匙开关接通到断开过程,ECM 搜集的所有数据均未储存到永久性存储器。钥匙开关线路上的电压波动)高频记次。通过对此非现行故障代码分析,问题出在电源电路上,仔细检查点火电路,检查到点火锁时发现点火档接线柱锁紧螺母松动,紧固后故障排除。确认故障原因:点火电路故障,行驶过程点火信号突然中断,ECM执行停机命令。,13,关于
7、电控发动机故障代码的思考:康明斯故障代码可分为:现行故障代码、非现行故障代码和高频记次的非现行故障代码现行故障代码:实际故障存在,并对发动机性能产生影响。激活故障报警灯非现行故障代码:表示故障已经排除,或在当前状态下该故障代码未被激活。不激活故障报警灯,只有通过insite软件才能读出。高频记次的非现行故障代码:反复多次出现的非现行故障代码。不激活故障报警灯,应特别给予关注,只有通过insite软件才能读出。,14,故障案例2(东风天锦,ISDe 6缸,新车),故障现象:发动机不能启动,无故障代码显示。故障分析及排除步骤:1、打开钥匙开关,观察仪表上方的红色“stop”停机报警灯和黄色“!”维
8、护保养指示灯无自检过程(依次闪烁后熄灭),进一步拖动发动机发现发动机转速表无指示,则说明仪表和ECM之间的通讯存在问题(以上的信息由ECM通过CAN总线向仪表提供),在此案例中出现通讯中断的原因主要可能是ECM的电源出现问题。2、检查ECM的常通电源(四针接头4号触针为24伏电源,1号触针对地良好),无故障。检查OEM 60针接头45号开关电源触针(打开钥匙时,为24伏电源),为0伏。则说明开关电源电路出现问题,检查5安保险,检查停机开关(为常闭开关)处于常开状态,停机开关损坏。3、更换停机开关,故障排除。,停机按钮,启动按钮,15,故障案例3(东风天龙,ISLe 375),故障现象:仪表频繁
9、报“仪表与EECU通讯故障”故障分析及排除步骤:1、当发动机ECM和仪表出现通讯中断时,仪表会报此故障。2、这仍属于通讯问题,可能原因主要有:CAN总线各接头出现虚接 常通电源接头虚接 开关电源电路中出现虚接3、通过排查发现发现停机开关线束接头进水(离前轮较近),触针腐蚀。4、通过对触针除锈、防锈处理后,重新连接故障排除。,16,故障案例4(东风天龙,ISLe 6缸,新车),故障现象:改装厂改装后发动机不能启动,仪表报“仪表与EECU通讯故障”故障分析及排除步骤:1、首先检查电源电路:45号开关电源为24伏,正常 常通电源为24伏,正常,但在插接四针接头时发现有调火现象,测量ECM四针接头电源
10、触针和回路触针的电阻存在短路现象(正常应为57千欧),则判断ECM电源电路存在内部短路。2、更换ECM,故障排除。故障原因:改装厂在焊接时,未断开ECM的接头,焊接过程中烧坏ECM。,17,对装有电磁式电源总开关的车辆,具体操作方法为:断开电磁式电源总开关输出端的正极线,然后短接电磁式电源总开关输入端和输出端的正极线,并且断开蓄电池的正极和负极电源线,最后把正极和负极电源线相连并接至车架上。电焊完毕后,必须恢复初始状态。,18,19,四、CAN通讯电路分析,20,1、东风天锦ISDe,仪表、ECU和诊断仪之间的通讯通过CAN总线传递,CAN总线上通讯的信号:车速、发动机转速、水温信号、机油压力
11、、机油液位、水位过低、发动机电控系统故障信息、巡航指示灯、等待启动、停机报警灯、维护报警灯、油中含水指示灯、PTO功率输出灯、预热灯、排气制动灯。,21,仪表,ECM,2、东风天龙ISLe、ISDe,120,22,通讯故障判断及处理方法:,当钥匙打到ON档时,仪表上的STOP、维修报警、水位、水温、机油压力5灯开始自检,依次点亮后熄灭,则仪表和ECU之间的通讯正常。当通讯出现故障时,仪表上电完成5灯自检后,在1s内没有采集到CAN总线上某一帧报文,天锦车型仪表上方的STOP报警灯和维修报警灯会同时闪烁,闪烁频率1Hz,亮0.5s,灭0.5s。天龙仪表会报“仪表与EECU通讯故障”。并按以下方法
12、查找故障点:1.测量CAN-H和CAN-L之间的电阻(在诊断接口处测量),电阻值应为60欧姆,若不符合规范,则检查1939总线的终端电阻(2个120欧姆电阻)是否丢失,或CAN通讯线路存在开路(主要检查接头连接处)。2.若电阻符合规范,再检查CAN-H和CAN-L上的电压。断开仪表测量,接上ECU,分别应为2.5V3.5V和1.5V2.5V;断开ECU测量,接上仪表,分别也应为2.5V3.5V和1.5V2.5V。3.若电阻、电压都符合规范,则能实现通讯。当电压不符合规范时,问题可能出现在仪表、ECU的电源电路故障或仪表、ECU本身损坏。注:诊断仪通讯连接不上时,除了上述问题,还要注意CAN线是
13、否接反,23,康明斯电控发动机诊断仪的通讯连接:,康明斯电控发动机故障诊断系统通过inline适配器,实现诊断电脑和发动机ECM之间的通讯连接。Inline适配器的电源为常通电源,其间仅有一个5A保险,当inline适配器连接到诊断接头上后,电源指示灯应立即点亮。目前配康明斯的国三车采用1939总线(CAN总线)通讯,当打开钥匙开关时,1939指示灯高频闪烁,表示适配器和ECM通讯良好。若不闪烁或闪烁缓慢,按一下方法查找故障点:,24,1、测量1939+和1939 之间的电阻,电阻值应为60欧姆,若不符合规范,则检查1939总线的终端电阻(2个120欧姆电阻)是否丢失。一个在仪表内部,通过A2
14、1和A23针脚之间一根导线,将仪表内部的一个120欧姆电阻串入1939总线中。另一个在发动机进气侧下方的一个3针调线帽内。2、若电阻值符合规范(说明1939总线线路连接没有问题),则测量分别测量1939+和1939 针脚的对地电压,分别应为2.5V3.5V和1.5V2.5V,若电压值符合技术规范,则1939指示灯应该亮。若不符合规范,问题可能出现在ECM的电源电路故障或ECM损坏。若1939指示灯闪烁,但频率很慢,可能是由于1939+和1939 线束接反导致。3、inline适配器和电脑的连接,可通过9针串口线连接,也可通过USB线连接,若通过9针串口线连接,则当点击连接时,RS-232指示灯
15、亮。若通过9针串口线连接,USB指示灯亮。4、若在连接过程中出现了中断,然后再也连接不上,此次需要把所有连接线断开,对适配器断电后再连接即可。,25,小技巧:当整车没有提供诊断接口时,也即整车没有做好J1939总线,康明斯发动机的接头提供了一个3针的J1939通讯总线接头,但需要在上面焊接两个120电阻,诊断仪才能通过其实现通讯连接。,诊断仪,26,五、启动电路分析,27,3、康明斯发动机起动机锁止继电器控制,一部分客车实现了起动机锁止功能:发动机运转时(转速高于400rpm),ECM输出控制信号,断开起动控制线路中的继电器,切断起动电路,防止起动机啮合。,标定中默认是使用常闭继电器,即在发动
16、机运转时ECM才输出24伏电压切断起动电路选错继电器会导致发动机无法起动。,起动机,ECM OEM端口,起动继电器,120A,02,44,28,六、传感器电路分析,29,1.1 传感器电源电路,1#传感器电源,康明斯电控发动机分为1号、3号、4号、5号共4路传感器电源 1号传感器电源:为凸轮轴转速/位置、油轨压力、进气压力、大气压力、机油压力五个传感器提供公共电源。3号传感器电源:为曲轴转速传感器提供电源 4号传感器电源:为1号油门位置传感器提供电源,30,5号传感器电源:为2号油门位置传感器、远程油门、液位传感器、OEM压力传感器、电子风扇提供公共电源。,31,ISDe 发动机传感器,冷却液
17、温度机油压力(开关)曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器油轨压力传感器大气压力传感器进气歧管温度和压力组合式传感器电子油门(主机厂提供)燃油含水传感器(主机厂提供)冷却液液位传感器(主机厂提供)VSS车速传感器(主机厂提供),32,冷却液温度传感器,双线传感器 位于缸盖中靠近出水口的位置,33,机油压力开关,位于前盖上 从主油道采集压力读数 在涂覆 D形前盖的密封胶时必须小心,否则开关端口可能堵塞,34,曲轴转速传感器,位于前盖上,从转速信号轮上读取曲轴转速读数 主要用于确定发动机转速发动机位置的备用传感器 维修时必须小心以避免损坏转速信号轮,35,凸轮轴位置传感器,位于前盖上 主要用于确定发动机位
18、置 发动机转速的备用传感器 从一个通过螺栓固定到凸轮轴末端的机加工毂上获取读数,36,油轨压力传感器,位于高压燃油油轨的飞轮端 监测燃油油轨压力。,37,大气压力传感器,安装在 ECM 上方 监测大气压力,以实现涡轮增压器超速保护,38,进气歧管温度/压力组合式传感器,安装在进气接头处 监测进气温度 监测进气压力,39,OEM传感器,电子油门(主机厂提供)燃油含水传感器(主机厂提供)冷却液液位传感器(主机厂提供)VSS车速传感器(主机厂提供),40,油中含水传感器,监测粗滤器中的燃油有无水的存在,41,CM2150 发动机需要新型的油门踏板新型的油门踏板为双位置传感器油门踏板无怠速有效开关新型
19、踏板也需要新的故障判断方法需要冷却液液位传感器新的 3 针冷却液液位传感器OEM 提供和连接 VSS车速传感器 一般采用霍尔效应式和可变磁阻式传感器,从车辆变速箱输出轴上采集信号。,42,A,A,B,C,C,B,油门+5 伏电源,油门位置输入信号,油门位置回路,非怠速信号,怠速回路,怠速信号,老式油门(电位计式),油门踏板可被看作一个位置信号传感器,为ECM提供油门开度信号,决定喷油量的大小。目前康明斯电控发动机配装新型的霍尔效应式油门踏板,不同于老式的电阻式油门踏板(内部有一个滑线变阻式电位计和一个怠速有效判断开关),霍尔效应式油门踏板内部有两个霍尔晶体,油门开度变化时,霍尔晶体感生信号电压
20、随之发生改变。霍尔效应式油门踏板采用双油门信号输入,在其中的一个油门电位计发生故障的情况下,系统进入跛行回家模式,确保车辆可以继续行使,安全回家。,A,C,B,油门+5 伏电源(27针脚),1号油门位置输入信号(35),油门位置回路,A,C,B,油门+5 伏电源(26针脚),2号油门位置输入信号(25),油门位置回路,霍尔效应式油门踏板(双电位计式),红线,绿线,黑线,黄线,白线,蓝线,1.2、关于霍尔效应式油门踏板故障的思考,43,霍尔效应式油门踏板,信号电压与油门开度百分比之间线性变化,且1号信号电压始终是2号信号电压的2倍,否则,会出现“加速踏板传感器一致性故障”,发动机油门失效,加速无
21、力。,44,霍尔式油门踏板不能用测电阻的方法来判断油门的好坏,需要通过检测信号电压来判断。油门踏板的电源电压、信号电压以及油门开度可使用INSITE软件连续监测,对油门电压值和开度的判断是我们对霍尔式油门踏板故障判断最有效的方法。,45,故障现象:D310车型出现:“5号传感器供电过低”、“加速踏板传感器一致性故障”;D530车型出现故障代码:“1242”、“1696”,油门踏板失效,加速缓慢。故障分析与排除:1、首先排除是否是水位传感器造成,可以采取拔掉水位传感器接线的方法来排查,如果拔掉之后仪表不再显示以上故障,油门踏板加速正常,说明故障由水位传感器造成,避免对电子油门踏板误判。2、此问题
22、大部分由水位传感器故障引起,但也有部分服务站在更换水位传感器后问题不能解决,线路上又查不出明显问题,在用户很着急的情况下,可将2号油门踏板的电源线(ECM26号针脚发出,5号传感器公共电源)剪断,直接将1号油门踏板(ECM27号针脚发出)的电源接入2号油门踏板,问题可暂时解决,但需要用户在空闲的时候把问题彻底解决。3、如上述2种方法均不能解决问题,主要原因是:油门踏板的线束内部断路虚接(线束质量问题,通过万用表测量时导通性良好,但线束内部断路虚接),用insite软件检测1号、2号油门踏板的电源电压和信号电压,判断这几个电压值是否存在数据飘逸,如有说明某条线路存在问题。,46,故障案例(DFL
23、3250A9-K35-001-010J,ISDe270马力,1700km。)故障现象:发动机无力,加速缓慢,报1696故障代码(5 号传感器电源电压低于正常值或对低压电源短路。检测到 OEM 线束中 5 号传感器电源电路电压偏低。)故障分析:1、确认故障现象,用insite监测2号油门踏板电源电压为0.72V,5号传感器电源电压低于正常值。2、查看电路图,5 号传感器电源(OEM60针线束接头26号针脚)是ECM提供的一路公共电源,同时为2号油门踏板、远程油门、液位传感器、OEM压力传感器、电子风扇转速传感器提供5V电源。针对本车,5号传感器电源仅为2号油门踏板、液位传感器提供电源,故障点应该
24、在油门踏板或液位传感器。3、断开液位传感器,故障消失,油门响应正常,插上传感器故障重现,可判断故障由液位传感器内部短路所致。故障排除:更换液位传感器,故障排除,47,故障案例(东风天锦国三车)故障现象:车辆在行驶过程经常突然黄灯报警,不久后红灯报警,发动机油门实效,停车后启动正常。故障分析:insite检测到非现行故障代码1241和1242,可判断是油门踏板故障或线路故障,更换油门踏板故障不能排除,检查油门线束接头发现触针方向插反,导致接触不良,重新插好触针故障排除。,48,故障现象:发动机启动后,发动机定转速1200rpm,无怠速。故障分析:1、确认故障现象,无故障代码。2、使用insite
25、检测相关参数:确认故障原因:由于水温信号错误,发动机自动启用快速暖机特性。查找故障点:测量水温传感器阻值,符合技术规范。检查线束接头,发现密封丢失,触针腐蚀,更换密封、触针,重新连接传感器,故障消除。实效根本原因:接头触针腐蚀,在回路中产生了大电阻,ECM错误判断水温。,发动机转速、冷却液温度、进气温度/压力、机油压力、油轨压力、油门百分比信号,PTO/远程PTO状态。发现水温信号异常:零下15摄氏度,与实际水温明显不合。,1.3、对冷却液温度传感器的思考:,49,冷却液温度传感器是一个可变电阻器的传感器,用于测量发动机冷却液的温度。ECM 向冷却液温度信号电路提供 5 伏电源。ECM 监测因
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