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柴油發(fā)動機的低溫啟動性能是柴油車的重要性能指標之一，它不僅關(guān)系到整車的效率，還影響其排放指標、油耗和使用壽命。為了解決柴油發(fā)動機低溫啟動困難的問題，長城哈弗H3，H5及風駿等柴油車均采用了博世的預熱系統(tǒng)。本文主要介紹長城柴油車預熱系統(tǒng)工作原理及故障診斷，希望能對廣大同仁有所幫助。 1．預熱系統(tǒng)工作原理 如圖1所示，長城柴油車預熱系統(tǒng)主要由預熱控制器（GCU，圖2）、發(fā)動機控制單元（ECU）、預熱塞（圖3）及預熱指示燈等組成。接通點火開關(guān)，發(fā)動機控制單元根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度信號控制預熱及預熱時間，若發(fā)動機冷卻液溫度低于設(shè)定值（約25℃），發(fā)動機控制單元即向預熱控制器端子K發(fā)出預熱指令（搭鐵信號），同時點亮預熱指示燈（圖4）；預熱控制器接收到預熱指令后，其內(nèi)部的預熱繼電器吸合為預熱塞提供電源，預熱塞加熱，提升燃燒室溫度（加熱溫度約為850℃），從而縮短發(fā)動機啟動時間；加熱結(jié)束后，預熱指示燈熄滅，此時便可啟動發(fā)動機了。 2．預熱系統(tǒng)故障診斷 發(fā)動機控制單元通過監(jiān)測預熱控制器端子K與端子DI的電壓邏輯關(guān)系來分析預熱系統(tǒng)的故障。如圖5所示，正常情況下，預熱控制器端子K與端子DI的電壓始終是相反的，即在預熱系統(tǒng)不工作時，端子K為高電壓，端子DI為低電壓；在預熱系統(tǒng)工作時，端子K為低電壓，端子DI為高電壓。圖6為某個預熱塞斷路時，預熱控制器端子K與端子DI的電壓邏輯關(guān)系。當發(fā)動機控制單元監(jiān)測到預熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)動機控制單元存儲相應的故障代碼（表1）并點亮發(fā)動機故障燈，同時發(fā)動機冷啟動困難。注意，使用不同的故障檢測儀，讀得的故障代碼的含義可能會與表1有所區(qū)別（圖7）。 用哈弗H5柴油車（搭載GW2.8TCI發(fā)動機）測試得知，斷開某預熱塞導線連接器或斷開預熱控制器端子30上的常電源線（即模擬預熱塞供電線路斷路）時，發(fā)動機控制單元均存儲故障代碼P0382；斷開預熱控制器端子86上的供電線路時，發(fā)動機控制單元存儲故障代碼P0380；斷開預熱控制器端子K或端子DI對應的導線時，發(fā)動機控制單元存儲故障代碼P0670。為了避免損壞相關(guān)元件，未進行線路對搭鐵短路的測試。另外須注意，測試時只有當發(fā)動機冷卻液溫度滿足預熱系統(tǒng)工作的條件時，接通點火開關(guān)，發(fā)動機控制單元才會存儲相應的故障代碼。上述測試結(jié)果僅為快速診斷預熱系統(tǒng)故障提供方向，具體的維修思路如下。 （1）檢查預熱控制器的電源及搭鐵線路。無論點火開關(guān)是接通還是斷開，預熱控制器端子30的電壓始終與蓄電池電壓一致；接通點火開關(guān)，預熱控制器端子86的電壓應為蓄電池電壓；預熱控制器端子31應可靠搭鐵。如有異常，對相關(guān)線路進行檢查。 （2）預熱指示燈點亮（若發(fā)動機冷卻液溫度不滿足預熱系統(tǒng)工作條件，可用故障檢測儀對預熱指示燈進行元件測試）時，預熱控制器內(nèi)部繼電器會同時發(fā)出吸合聲。若無繼電器吸合聲，可能的故障原因有：預熱控制器端子K對應的控制線斷路；預熱控制器損壞。若有繼電器吸合聲，但預熱塞無供電，可能的故障原因有：某個預熱塞內(nèi)部短路或其電源線對搭鐵短路；預熱控制器內(nèi)部繼電器觸點（圖8）張力過大，吸合不徹底；若有繼電器吸合聲，且預熱塞有供電，檢查是否有預熱塞斷路。 （3）檢查預熱塞及其線路情況。拆下預熱塞，測量預熱塞的電阻，應為0.2Ω～2.0Ω；直接給其供電和搭鐵，預熱塞發(fā)熱體缸套應能快速發(fā)熱變紅；檢查預熱塞電源線路是否斷路或?qū)Υ铊F短路。預熱塞因加熱時間過長或燃燒室溫度過高燒蝕斷路的故障容易判斷，但預熱塞內(nèi)部短路的故障較難排查。由于預熱塞工作時電阻會發(fā)生變化，有時測量的預熱塞電阻正常，且直接給其供電和搭鐵時，預熱塞發(fā)熱體缸套也能快速發(fā)熱變紅，但將預熱塞安裝到車上時，可能會因其工作時的電阻變小，導致工作電流變大，使預熱塞控制器實行過流保護，切斷預熱塞的供電。對于此類故障，可依次斷開各預熱塞的供電線路，若斷開某個預熱塞的供電線路時，其他預熱塞的供電恢復正常，說明該預熱塞在工作時內(nèi)部會出現(xiàn)短路。3．故障案例 案例一：一輛哈弗H3柴油車（搭載2.5TCI發(fā)動機），發(fā)動機故障燈常亮。 故障診斷：用故障檢測儀檢測，讀得的故障代碼為P0382，含義為“預熱塞短路，過流，繼電器卡住，低于下限”；對預熱指示燈進行元件測試，預熱指示燈點亮，同時能聽到預熱控制器內(nèi)部繼電器的吸合聲；在預熱指示燈點亮的過程中，用萬用表測量第1缸預熱塞上的電壓，約為12V，由此推斷預熱控制器工作正常（即能向4個預熱塞提供電源）。接著準備對4個預熱塞進行檢查，在拆卸第4缸預熱塞時發(fā)現(xiàn)，第4缸預熱塞導線連接器松脫，懷疑故障是由此引起的。 故障排除：裝復已拆卸的預熱塞，將松脫的第4缸預熱塞導線連接器可靠連接并清除故障代碼后試車，發(fā)動機故障燈熄滅，故障排除。 故障總結(jié)：由本案例可知，發(fā)動控制單元可通過預熱控制器監(jiān)測到各預熱塞發(fā)生斷路的情況，存儲故障代碼P0382且點亮發(fā)動機故障燈，但未斷路的預熱塞可繼續(xù)加熱。案例二：一輛長城風駿車（搭載GW2.8TC發(fā)動機和EDC 16C39發(fā)動機控制單元），發(fā)動機故障燈常亮，發(fā)動機冷啟動困難。 故障診斷：用故障檢測儀檢測，讀得的故障代碼為P0380，含義為“預熱塞短路、過載或繼電器卡住，高于上限”；對預熱指示燈進行元件測試，預熱指示燈點亮，同時能聽到預熱控制器內(nèi)部繼電器的吸合聲；在預熱指示燈點亮的過程中，用萬用表測量第1缸預熱塞上的電壓，發(fā)現(xiàn)剛開始有12V電壓，接著電壓立即變?yōu)?V；測量其他預熱塞上的電壓，均與第1缸預熱塞上的電壓變化一致。檢查預熱控制器的外圍線路，未發(fā)現(xiàn)異常，懷疑預熱控制器損壞。更換預熱控制器后試車，故障依舊。 拆下4個預熱塞進行檢查，電阻均在正常范圍，且直接給其供電和搭鐵時，預熱塞發(fā)熱體缸套能快速發(fā)熱變紅；斷開所有預熱塞導線連接器，對預熱指示燈進行元件測試，在預熱指示燈點亮過程中，測量第1缸預熱塞導線連接器上的供電電壓，為12 V，且隨著預熱指示燈的熄滅而消失，由此確定該車故障是由某個預熱塞在工作時發(fā)生短路引起的；依次連接所有預熱塞導線連接器，發(fā)現(xiàn)當連接上第2缸導線連接器時，在預熱指示燈點亮過程中，測量第1缸預熱塞導線連接器上的供電電壓，剛開始有12V電壓，接著電壓立即變?yōu)?V，由此確定第2缸預熱塞損壞。 故障排除：更換第2缸預熱塞并清除故障代碼后試車，發(fā)動機故障燈熄滅，發(fā)動機冷啟動正常。 故障總結(jié)：由本案例可知，發(fā)動控制單元可通過預熱控制器監(jiān)測到各預熱塞發(fā)生短路的情況，存儲故障代碼P0380且點亮發(fā)動機故障燈，但只要有1個預熱塞發(fā)生短路，預熱控制器將切斷所有預熱塞的供電，即所有預熱塞都停止加熱。 |
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