一臺卡特330C型挖掘機,配裝C-9型電控發動機,該發動機的工作原理如附圖所示。C-9型發動機的燃油噴射系統采用液壓驅動電控單體噴射技術(HEUI)來控制噴油器的工作。發動機的工作系統可分為3個部分:電控系統、低壓燃油供給系統和液壓控制系統,電控系統是由電子控制模塊(簡稱ECM)、各種傳感器和執行器共同組成。電控系統由ECM監測各種傳感器的輸入信號,并根據發動機的負荷及轉速來控制噴油器的工作,以達到最佳的噴油正時、噴射持續時間和噴射壓力,從而實現精確的燃油量噴射控制;低壓燃油供給系統為系統提供一定壓力和流量的燃油;液壓控制系統則利用發動機的機油,并由發動機ECM根據其負荷和轉速來控制高效率液壓泵(簡稱HEP),從而產生系統所需要的液壓油壓力,驅動噴油器噴射,使發動機能正常運轉。如果任何一個系統出現故障,都會導致發動機運轉不正常。甚至發生停機、不能啟動等故障。下面舉例說明對發動機保養不及時或保養不當而導致的兩例故障。 故障Ⅰ 一臺330C型挖掘機已工作512h,突然出現“發動機電控系統故障”報警,且出現機器工作動力不足現象。現場檢查:連接卡特彼勒電子技師(一下簡稱ET)后,進入現行故障菜單,結果沒有發現故障代碼;啟動發動機,進入到ET的現行狀態菜單后檢查發動機的機油壓力、燃油壓力、冷卻液溫度等各項參數,經與原機技術要求的參數對比后發現:發動機的燃油壓力值只有300kPa,且壓力不穩定;此時ET狀態欄顯示為發動機降功率(Engine Derate)。至此,故障原因已經找到,即由于燃油系統的燃油壓力過低,導致發動機功率下降。因為,當發動機的燃油壓力低于400kPa時,ECM就會控制發動機降低其輸出功率,當燃油壓力低于375kPa時,功率就會降低到原來的75﹪。而現在的燃油壓力只有300kPa,發動機即在“降功率”模式下工作,所以表現出工作無力現象。 更換了發動機的燃油細濾器和清洗油水分離器后,還對燃油系統進行了排氣,當啟動發動機并加載測試時,機器已恢復到正常的工作狀態。 故障Ⅱ 一臺330CL型挖掘機在寒冷地區12月份的施工中,發動機突然不能啟動。我們在現場對發動機機油油位和燃油系統進行了檢查,沒有發現異常狀況;連接ET進入現行故障菜單,沒有發現故障代碼;進入ET的狀態欄菜單,在對發動機盤車的過程中檢查下列技術參數:啟動轉速、燃油壓力、機油壓力和液壓油噴射驅動壓力,結果前面各項參數均在要求范圍內,但液壓油噴射驅動壓力為7.07MPa,稍高一點;于是,再次檢查燃油系統,并檢查噴油正時,均未發現異常狀況;最后,我們拆下噴油器進行檢查,發現其上的機油非常粘稠,不易流動。
于是,更換了發動機機油,但發送機仍然不能啟動;檢查發動機的各項參數,其數值和第一次檢查的基本相同,只是噴射驅動壓力下降到6.12MPa,此壓力和需要的噴射驅動壓力相符;再一次拆下噴油器并檢查噴射驅動油道,發現油道內部的機油非常粘稠,并且沒有發現新換的機油流至噴射驅動油道內。于是,用燃油清洗液壓油油道及噴油器的驅動噴射進油孔。裝復后再次啟動發動機,一次啟動成功;暖車后加載測試,也一切正常。
故障分析:事后用戶告知實情:他們在機器工作了489h時更換過機油,欲節省時間和費用,后來就一直沒有再更換過。至此我們才清楚該發動機不能啟動的真正原因,即由于機油長期沒有更換,機油的特性已經發生變化,不論是其潤滑性能還是流動性能都已經變差,特別是在寒冷的季節和地域,機油的流動性能就更差了,甚至不能流動,噴油器當然就不能進行燃油噴射,發動機自然就不能啟動了。
通過上述兩例故障,我們對電控打動機的故障診斷得出如下結論:當電控發動機出現故障后,我們應像以往對發動機的檢查一樣首先去檢查發動機的基本組成系統(例如燃油系統等),而不應先去檢查發動機的電控系統;由于發動機電控系統的ECM的可靠性非常高,發生故障時,只有到最后才去考慮發動機ECM故障的可能性,并且可換用新的或用替代的ECM進行測試,不能因出現“發動機電控系統故障”報警就直接更換發動機的ECM;由于C-9型發動機是由HEUI控制,故在發動機發生故障時,還應考慮到液壓噴射系統工作是否正常,此時應首先檢查發動機的機油油位及其流動性能;在故障判斷中,還應考慮到發動機的保養是否及時和正確等因素。
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