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　　非道路用農(nóng)業(yè)機械國Ⅲ發(fā)動機常見故障及排除

2014年5月16日發(fā)布GB20891-2014《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第三、四階段）》已于2014年10月1日起實施。環(huán)境保護部 2016年 第5號公告明確要求自2016年12月1日起，所有制造、進口和銷售的農(nóng)用機械不得裝用不符合《非道路標(biāo)準(zhǔn)》第三階段要求的柴油機。在公告發(fā)布以后，柴油機企業(yè)、農(nóng)機主機企業(yè)以及銷售企業(yè)積極“響應(yīng)”，從技術(shù)、制造、服務(wù)等各個方面啟動國Ⅱ發(fā)動機的升級工作。

目前，國Ⅲ發(fā)動機使用的主要有高壓共軌、單體泵、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）、機械泵+等技術(shù)。市場上常見的常柴4G33TC和玉柴YCD4N23T8-100B、YC4A140-T312、濰柴WP4G154E330、全柴4D2-110U32等均采用了高壓共軌技術(shù)。

技術(shù)改進

相對于國Ⅱ機型收獲機，國Ⅲ機型中電器系統(tǒng)改進尤為明顯，主要是發(fā)動機由機械控制噴射燃油改為電控噴射燃油所增加的電控裝置，通過參數(shù)采集、比較分析、指令執(zhí)行等工作過程，實現(xiàn)對噴油量與噴油定時隨發(fā)動機運行工況的實時控制，主要由ECU、傳感器、執(zhí)行器和控制線束等單元組成。其原理，簡單的說就是發(fā)動機的ECU通過檢測柴油機的各種信號，對燃油的噴射量、噴射角度以及噴射壓力進行精確控制。

相對于國Ⅱ機型，國Ⅲ機型電器部分的改進主要分為兩部分：

一部分是電器匹配，首先是ECU輸出的引腳匹配對應(yīng)線束（線徑、保險等），根據(jù)廠家提供參數(shù)，達到要求即可，其次是對ECU的儀表匹配，這方面與國Ⅱ發(fā)動機傳感器信號的傳輸通過CAN-bus傳輸。

另一部分是增加的電控部件ECU和傳感器（主要是電子油門），ECU接收發(fā)動機傳感器信號，電子油門信號，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油量、噴油正時進行控制，是整個發(fā)動機的大腦。

高壓共軌發(fā)動機電器系統(tǒng)示意圖

發(fā)動機傳感器布置示例

故障處理原則

發(fā)動機的電控系統(tǒng)是一個精密而又復(fù)雜的系統(tǒng)。故障診斷也較為困難。而造成發(fā)動機不工作或工作不正常的原因也很多?？赡苁请娍叵到y(tǒng)，也可能是電控系統(tǒng)以外的原因。需在故障處理過程中，對各種故障進行分析確認。故障處理應(yīng)注意遵循以下原則：

1.由易到難原則：查找故障時應(yīng)從簡單、易處理的故障入手，從簡到繁逐一分析確認?，F(xiàn)代機械大多數(shù)是機-電-液一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，我們在處理故障時，一般先檢查電氣系統(tǒng)，再檢查液壓系統(tǒng)，最后檢查機械傳動系統(tǒng)。千萬不可一遇到故障就亂拆亂卸，以免擴大故障或造成新的故障。

2.概率假說原則：它是指根據(jù)各種故障假說成立的可能性大小進行擇優(yōu)的原則。根據(jù)該機械使用的條件、機型結(jié)構(gòu)及相關(guān)的致障因素，結(jié)合維修經(jīng)驗，優(yōu)先考慮最可能的故障假說。對這一原則的掌握情況，直接反映了維修人員的素質(zhì)和技術(shù)水平。

3.效益優(yōu)先原則：即優(yōu)先選擇那些能夠盡快得以確認的故障假說和確認方法對整臺機械或系統(tǒng)損害最小，需要的工具、手段、經(jīng)費最省的故障進行處理。

4.慎思原則：要求故障診斷與維修人員勤于思考，充分發(fā)揮主觀能動性，安全第一，不要隨意調(diào)整或拆卸不應(yīng)輕易調(diào)整或拆卸的部件，尤其是那些不熟悉、不易確認或調(diào)整后不易還原的部件，如液壓系統(tǒng)的壓力閥、節(jié)流閥等。

故障處理案例分析

1、 啟動困難

不同廠家的國Ⅲ發(fā)動機普遍存在啟動困難的問題。

故障原因1：輸油管路密封不好，容易進空氣。原來國Ⅱ發(fā)動機是機械泵，稍有空氣，影響不大。國Ⅲ靠檢測的數(shù)據(jù)與ECU內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)比對，一旦無軌壓或軌壓低，電腦自動控制不能啟動。

處理方法：在油路間加電動泵，啟動時強制供油。

故障原因2：柴油品種差，

處理方法：加油水分離器。

故障原因3：供國Ⅲ發(fā)動機的油泵質(zhì)量好壞差距很大，有些油泵使用一段時間后出現(xiàn)質(zhì)量問題。

處理方法：建議發(fā)動機廠家使用合資或進口油泵。（好的油泵廠家行業(yè)內(nèi)可查到的）

故障原因4：收割機使用的環(huán)境差、發(fā)動機振動大，軌壓、凸輪、曲軸軸位傳感器等各類傳感器失效、檢測不到相應(yīng)的位置。

改進傳感器固定方式或改進傳感器信號檢測方式（不同廠家使用的傳感器不同）。

2、 發(fā)動機加速無力、油耗高、冒黑煙

故障原因1：有些地方的油品不適合國Ⅲ發(fā)動機。

處理方法：建議使用高品質(zhì)的柴油。

故障原因2：傳感器接收到水溫異常時，系統(tǒng)根據(jù)信號調(diào)整噴油量，導(dǎo)致燃燒室內(nèi)混合氣體濃度過低或過高，出現(xiàn)相應(yīng)的加速無力、油耗高、冒黑煙等現(xiàn)象。

3、 發(fā)動機怠速游車

故障原因：ECU數(shù)據(jù)不匹配，有些發(fā)動機的參數(shù)偏離。

處理方法：重新刷數(shù)據(jù)。

4、柴油機不能啟動問題

故障原因1：ECU沒有供電（正常情況下ECU被供電發(fā)動機才能啟動）；

故障原因2：起動電路有問題；

處理方法：

第一，比較直觀的就是當(dāng)鑰匙在點火檔(ON)的時候，儀表有沒有顯示水溫，如果儀表水溫顯示正常則證明ECU供電正常，發(fā)動機不能啟動為發(fā)動機故障，不是線路問題，如果水溫不顯示，則為線路問題，就要檢查線路哪里出現(xiàn)故障；

第二，起動線路中有中位開關(guān)及起動繼電器，若出現(xiàn)起動線路問題則檢查這兩個電器零部件兩端導(dǎo)線問題

故障原因3:：不能供油

處理方法：除水放心濾的泵油器損壞，更換除水放心濾后故障排除。

5、柴油機起動后自動熄火

故障原因：由于油箱內(nèi)油量過少造成回油濺起的氣泡被吸入油路，造成低壓油路和高壓泵內(nèi)有油有空氣。

處理方法：

第一，檢查油箱無柴油，重新加入柴油后，排出低壓油路空氣。此時，仍無法起動。

第二，檢查高壓油路，松開油泵端的兩個高壓油管接口，用起動機帶動，發(fā)現(xiàn)無燃油排出,確認高壓泵內(nèi)有空氣。可用手折住回油管，再次用起動機帶動排氣，到有油從接口端排出，重新連接好，即可起動正常。

6、柴油機動力不足

故障原因：油管內(nèi)徑過?。ㄍǔＲ髢?nèi)徑≥Φ12mm）或彎折導(dǎo)致供油不暢。造成重負荷作業(yè)時動力不足，轉(zhuǎn)速上升到1500轉(zhuǎn)左右就上不去了。

處理方法：

檢查油箱、油管、濾芯，濾芯沒有含水現(xiàn)象，油箱通氣閥未堵塞，若低壓油管有彎折現(xiàn)象，需將彎折處修復(fù)。

7、柴油機怠速振動大

故障原因：柴油機怠速時與變速箱、駕駛室發(fā)生共振。

處理方法：

柴油機低速時整車存在一個共振點，將該車怠速適當(dāng)調(diào)高，問題即可解決。

8、柴油機工作一段時間后散熱器高溫

故障原因：散熱器外部堵塞

處理方法：

部分柴油機采用增壓中冷，散熱器與中冷器組合在一起，厚度增加，使灰塵雜物通過性變差，容易造成堆積把散熱器堵住，引起柴油機高溫，定期清理散熱器護罩上的雜物可防止過熱。

9、單體泵發(fā)動機無法熄火

故障原因： ECU程序中標(biāo)定的端口熄火電壓值低于線路中殘留的電壓值。導(dǎo)致電鎖關(guān)閉后ECU檢測的電壓值一致高于熄火參考電壓，不能執(zhí)行熄火操作指令。

處理方法：增大ECU程序中熄火參考電壓值。

10、單體泵發(fā)動機煙度大

故障原因：單體泵發(fā)動機固有的風(fēng)險，單體泵只能噴油一次，與高壓共軌系統(tǒng)相比對油量控制不精確。

處理方法：此類問題只能就本臺發(fā)動機單獨修改ECU程序。

故障部件分析

1、ECU問題

故障表現(xiàn)1：柴油機不能啟動

故障原因1： ECU燒壞造成診斷儀與ECU通訊失敗、鑰匙上電閃碼燈和冷啟動燈不自檢。

處理方法：更換ECU。

故障原因2：拔插ECU插頭時操作不規(guī)范，造成ECU針腳彎曲或折斷。

處理方法：順直針腳或更換ECU 

故障原因3：線路短路或焊接時未將ECU插頭拔掉造成ECU被大電流擊穿。

處理方法：更換ECU （注意ECU線路的可靠性、進行焊接時注意防護ECU。

故障原因4：ECU針腳進入導(dǎo)電液體造成 ECU針腳短路。

處理方法：清理液體或更換ECU （線束增加密封圈注意防水）。

2、各類傳感器、線束故障

故障表現(xiàn)1：傳感器硬件損壞。

故障原因：安裝時造成插頭損壞或傳感器本體外形損壞。

處理方法：更換新傳感器。

故障表現(xiàn)2：傳感器電氣特性不正確。

故障原因：傳感器由于電路原因損壞。

處理方法：更換新傳感器

:故障表現(xiàn)3：線束插接件接觸不良或損壞。

故障原因：未插牢或操作時損壞插頭。

處理方法：重新拔插或更換線束。

故障表現(xiàn)4：線束斷路、短路

故障原因：接線膠皮磨損或線束斷開。

處理方法：重新防護或更換線束。

3、發(fā)動機儀表故障

故障表現(xiàn)1：發(fā)動機儀表不顯示機油壓力、水溫、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。

故障原因：插接器can線插頭接觸不良或損壞。

處理方法：提升線束的質(zhì)量。

故障表現(xiàn)2：機油壓力顯示錯誤。

故障原因：儀表與收割機自帶線束反串。

處理方法：首先查看機油壓力傳感器是否有問題，將機油壓力傳感器信號端拆下，正常情況下儀表顯示無窮大，若顯示無變化，繼續(xù)查找是否線束問題，用萬用表測量機油壓力線是否導(dǎo)通，導(dǎo)通則為方向機儀表自身問題。

4、油門踏板故障分析

故障表現(xiàn)1：柴油機始終在1000轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)、怠速高。

故障原因：插接不牢引起油門控制接插件接觸不良。

處理方法：重新拔插接頭。

故障表現(xiàn)2：油門接線短路、斷路。

故障原因：接線膠皮磨損或線束斷開。

處理方法：重新防護或焊接線束。

故障表現(xiàn)3：油門踏板開度異常，不踩時有開度，或踩不到底。

故障原因：踏板輸出電壓不符合ECU要求。

處理方法：更換踏板。

故障表現(xiàn)4：油門信號2倍電壓關(guān)系不成立。

故障原因：踏板不符合要求或線路問題。

處理方法：排除線路原因、更換踏板。

綜上所述：由于國Ⅲ發(fā)動機在市場上投放時間較短，使用過程中還可能存在各種問題和故障有待于進一步改進和排除。