抽絲剝繭 破解電控高壓共軌柴油機(jī)應(yīng)用困局

電控高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)故障之殤

在工程機(jī)械行業(yè)，電控高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)很難得到市場(chǎng)和用戶認(rèn)可的一個(gè)最主要的原因便是其高故障率，高故障率既與技術(shù)本身有很大關(guān)系，也與使用環(huán)境和使用方式密不可分。

馬軍剛：在所有的故障模式中，燃油的品質(zhì)是造成電控高壓共軌故障頻發(fā)的主要原因。用戶使用的偽劣燃油或受污染燃油中的過(guò)高的水分和不溶性機(jī)械雜質(zhì)含量，對(duì)共軌系統(tǒng)的可靠性造成威脅最為嚴(yán)重。前者會(huì)破壞燃油的潤(rùn)滑性能并在系統(tǒng)內(nèi)形成銹跡，在低溫環(huán)境下水的結(jié)晶會(huì)影響燃油的流動(dòng)性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能，甚至導(dǎo)致共軌系統(tǒng)報(bào)廢。后者則會(huì)令包括柱塞、出油閥、控制針閥、噴油針閥、縫隙式濾清器等精密零件擦傷報(bào)廢。同時(shí)，國(guó)內(nèi)燃油含硫量相對(duì)較高是公認(rèn)的事實(shí)。而高硫的燃油會(huì)侵蝕

燃油系統(tǒng)，造成油嘴結(jié)焦堵塞。雖然燃油國(guó)三，國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)已在 2014 年和 2015 年推出，但國(guó)內(nèi)各地的燃油品質(zhì)都不一樣，很多地區(qū)用的燃油還是在國(guó)三以下。

在終端客戶的實(shí)際使用過(guò)程中，由于還存在以前機(jī)械泵的一些使用習(xí)慣，還是會(huì)加到一些來(lái)路不明的燃油。這對(duì)電控共軌燃油系統(tǒng)的危害極大。

田少民：目前高壓燃油泵大多是柴油潤(rùn)滑的，計(jì)量單元設(shè)計(jì)在出油側(cè)。建議采用機(jī)油潤(rùn)滑、計(jì)量單元在進(jìn)油側(cè)的高壓泵，例如博世的 CPH2型結(jié)構(gòu)，可以減少高壓泵的故障，延長(zhǎng)使用壽命。

郭銳：整車或者整機(jī)設(shè)計(jì)缺陷：比如油箱呼吸器未安裝濾芯，容易導(dǎo)致燃油二次污染。油箱或者高低壓管路材質(zhì)里含有鋅銅鉛錫等元素，易導(dǎo)致油嘴積炭等。整機(jī)布局不規(guī)范，比如整車布線不嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致電器存在峰值電壓導(dǎo)致內(nèi)部芯片擊穿等。

柴油品質(zhì)欠佳：柴油含硫量越低，柴油質(zhì)量越高，高硫的柴油會(huì)侵蝕和損壞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，增加尾氣中顆粒物的排放，其次是柴油中的雜質(zhì)（不溶固體微粒）問(wèn)題在國(guó)內(nèi)有些地方也表現(xiàn)的很嚴(yán)重，柴油中的雜質(zhì)對(duì)柴油機(jī)高壓供油系統(tǒng)特別是噴嘴傷害極大。高壓共軌的油泵可以承受相當(dāng)高的壓強(qiáng)，柴油在出廠時(shí)是標(biāo)準(zhǔn)油品，但在運(yùn)輸?shù)郊佑驼竞蠼?jīng)受二次污染也會(huì)造成油路配件磨損。

使用的燃油濾清器過(guò)濾效率欠佳：高壓共軌系統(tǒng)為保證高壓噴射，精確流量控制，其各組成部分的精度都非常高，偶件間隙控制相當(dāng)嚴(yán)格，部分直線度在0.8μm 以下，偶件間隙在1.5～ 3.7μm 之間，所以對(duì)柴油清潔度提出了很高的要求。傳統(tǒng)的柴油濾清器只能過(guò)濾 10μm 以上的顆粒，3μm 的顆粒過(guò)濾效率很差。高壓共軌系統(tǒng)要求濾清器提供 95% 的水分離效率和98.6% 的 3 ～ 5μm 的顆粒過(guò)濾效率。 劣質(zhì)濾清器對(duì)燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)造成的影響是隱性的，可能不會(huì)立即發(fā)現(xiàn)，但等損害積累到一定程度時(shí)爆發(fā)出來(lái)為時(shí)已晚。

劣質(zhì)柴油濾清器對(duì)柴油系統(tǒng)的危害主要包括以下 4 個(gè)方面：①額定流量不足，濾清器超負(fù)荷工作，影響車輛動(dòng)力性和燃油系統(tǒng)使用壽命。②濾紙孔徑大、均勻性差、表面積小、過(guò)濾效率低，造成燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)早期磨損 。③油水分離失效，燃油部件和發(fā)動(dòng)機(jī)銹蝕 。④濾清器內(nèi)部粘接不牢固或密封失效，導(dǎo)致濾芯短路，無(wú)法濾除雜質(zhì)，導(dǎo)致燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)磨損 。

駕駛員平時(shí)不注意發(fā)動(dòng)機(jī)的定期保養(yǎng)：應(yīng)加強(qiáng)空氣濾清器、機(jī)油濾清器和柴油濾清器這三種濾清器的保養(yǎng)，充分發(fā)揮它們的作用。選擇發(fā)動(dòng)機(jī)廠家推薦的專用機(jī)油，根據(jù)使用環(huán)境和燃油品質(zhì)縮短機(jī)油的更換時(shí)間。

設(shè)備超載超負(fù)荷工作嚴(yán)重：造成燃油系統(tǒng)超負(fù)荷工作，壽命降低。發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷過(guò)高，磨損加劇。

設(shè)備工作環(huán)境惡劣：燃油油路易交叉污染，部件易磨損。高寒、高溫、高原環(huán)境會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)魯棒性降低。

周鳳東：十多年前，車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就開(kāi)始使用電控高壓共軌技術(shù)，很多工程機(jī)械廠家也在挖掘機(jī)上開(kāi)始使用電控高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

在我國(guó)北方，冬季氣溫很低，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用“零”號(hào)柴油通常會(huì)“結(jié)臘”，需要使用“-35號(hào)”或要求更高的柴油。有些區(qū)域當(dāng)季節(jié)變化時(shí)，換季燃油供應(yīng)不及時(shí)，使得用戶只能在柴油中添加煤油等附加物，導(dǎo)致油品質(zhì)量下降。

此外，工程機(jī)械很少能到加油站進(jìn)行加油，一般采用運(yùn)輸車將柴油運(yùn)到施工工地進(jìn)行加油。柴油運(yùn)輸設(shè)備及存儲(chǔ)設(shè)備不潔凈，也影響了燃油的質(zhì)量。儲(chǔ)油設(shè)備管理不當(dāng)，也會(huì)使燃油被污染，比如雨水、灰塵的侵入，導(dǎo)致燃油品質(zhì)很差。

另有不法燃油經(jīng)銷商、運(yùn)輸商為謀取非法利潤(rùn)以次充好。少數(shù)施工單位采購(gòu)油品時(shí)，由于多方原因，明知油品質(zhì)量不好，仍視而不見(jiàn)。據(jù)調(diào)查，有些地方工程機(jī)械使用的柴油質(zhì)量，差得讓人難以理解。

由于電控高壓共軌燃油系統(tǒng)部件精密度的大幅提高，工程機(jī)械的燃油系統(tǒng)需提高濾芯精度，縮短保養(yǎng)周期，這使得用戶的保養(yǎng)成本增加。油品不好時(shí)，更使得保養(yǎng)次數(shù)增加。為了降低保養(yǎng)成本，用戶便開(kāi)始使用不合格的保養(yǎng)部件或不按機(jī)械使用要求進(jìn)行保養(yǎng)。

油品的質(zhì)量直接影響了高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)部件的使用壽命。發(fā)生頻率較高的故障是：噴油器卡滯不噴油、噴油器劃傷滴油，高壓燃油泵卡滯、劃傷等故障。如果修理人員清洗故障機(jī)燃油系統(tǒng)不徹底，還會(huì)使更換的新配件在短期內(nèi)再次損壞。

龐瑞峰：在使用電控高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備時(shí)，由于有 ECU- 電子控制單元、曲軸位置傳感器、凸輪軸軸相位傳感器、共軌壓力傳感器、加速踏板傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、機(jī)油壓力溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器等一系列傳感器，這種微型靈敏的電氣元件由于環(huán)境的不確定性，極易發(fā)生故障。此外，由于國(guó)內(nèi)的施工環(huán)境及燃油品質(zhì)限制，容易引發(fā)電控系統(tǒng)故障，如油路阻塞、噴油嘴霧化不良等。