發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)概述
和傳統(tǒng)的機(jī)械控制的發(fā)動(dòng)機(jī)相比,電控發(fā)動(dòng)機(jī)通過一個(gè)中央電子控制單元(ECU(M))來控制和協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作,ECU(M)就像人的大腦一樣,通過各種傳感器和開關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)和操作者的控制命令,通過計(jì)算后發(fā)出的命令給相應(yīng)的控制元件,如噴油器等,實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化控制,控制系統(tǒng)通過精確控制噴油時(shí)間和噴油量,以達(dá)到降低排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。
如下圖所示,ECU(M)處在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心位置。各種輸入設(shè)備,包括傳感器、開關(guān)和油門踏板向ECU(M)提供各種信息,ECU(M)通過這些信息來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況和操作者的控制命令。輸出設(shè)備為執(zhí)行元件,最重要的執(zhí)行元件是實(shí)現(xiàn)噴油量控制和噴油時(shí)間控制的元件。在不同的燃油系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)噴油量和噴油時(shí)刻控制的元件各有不同。比如共軌系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)噴油量和噴油時(shí)刻控制的是噴油器中的電磁閥。
電子控制單元(ECU(M))
電子控制單元(ECU(M))是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。ECU(M)內(nèi)部有存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)控制系統(tǒng)運(yùn)行的程序。這些程序在ECU(M)沒有物理損傷的前提下可以通過服務(wù)軟件擦除重寫。
ECU(M)是精密的電子元件,對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)要注意保護(hù)。
~ 在插拔ECU(M)上的連接插頭前,請(qǐng)斷開系統(tǒng)電源,不允許帶電插拔ECU(M)上的連接插頭。
~ 在對(duì)ECU(M)插頭內(nèi)的針腳進(jìn)行測(cè)量時(shí)一定要使用合適的轉(zhuǎn)接導(dǎo)線,不可以用萬用表的表筆直接測(cè)量。
~ 在需要對(duì)底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),一定要將ECU(M)從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下來,否則將損傷ECU(M),導(dǎo)致ECU(M)失效。
由于電控柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的多樣性,康明斯有多種不同型號(hào)的ECU(M)用在不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)上。下圖列出了不同年代在康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的ECU(M)。這些ECU(M)具有不同的零件號(hào),在訂購時(shí)請(qǐng)注意。
對(duì)同一平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī),由于應(yīng)用場合不同,ECU(M)會(huì)有所不同。對(duì)車用和工程機(jī)械應(yīng)用,通常ECU(M)的型號(hào)和零件號(hào)是一樣的,但應(yīng)采用不同得標(biāo)定軟件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用,康明斯設(shè)計(jì)了新型號(hào)的ECU(M)。值得指出的是,在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中,在一般的技術(shù)文獻(xiàn)中不再稱電子控制系統(tǒng)為ECU(M),而是稱其為控制器。
對(duì)同一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī),在相同的應(yīng)用場合,ECU(M)內(nèi)的控制軟件依然有所不同,這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,適應(yīng)的排放法規(guī)的不同等等原因造成的,再重新標(biāo)定的ECU(M)時(shí)必須注意選擇合適的標(biāo)定軟件,這些不同的標(biāo)定軟件是通過ECU(M) Code號(hào)來區(qū)分的。
輸入設(shè)備
輸入設(shè)備向ECU(M)輸入各種參數(shù),ECU(M)通過這些參數(shù)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況、司機(jī)的操作指令和其他的一些信號(hào),只有基于輸入設(shè)備的正確參數(shù),ECU(M)才能做出正確的判斷,控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。
按照輸入設(shè)備功能的不同,可簡單將其分為三類,傳感器、開關(guān)和油門踏板。
輸入設(shè)備由ECU(M)提供工作電源,大部分輸入設(shè)備的工作電壓都為5伏。
傳感器
發(fā)動(dòng)機(jī)主要通過安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛上的各種傳感器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù),不同的機(jī)型在傳感器類型和數(shù)量上會(huì)有所不同,對(duì)柴油電控發(fā)動(dòng)機(jī),這些傳感器通常包括:機(jī)油壓力和溫度傳感器,進(jìn)氣溫度和壓力傳感器,冷卻液溫感器,柴油壓力和溫度傳感器,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器,發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器,大氣壓力傳感器等。
對(duì)天然氣電控發(fā)動(dòng)機(jī),由于其特有的燃料系統(tǒng)和點(diǎn)火方式,除了上述的一些傳感器以外,通常還安裝有節(jié)氣門位置傳感器,氣體流量傳感器,氧傳感器和爆震傳感器。有些機(jī)型還裝有空氣濕度傳感器。
溫度傳感器
康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的溫度傳感器為二線式熱敏式溫度傳感器。隨著溫度的升高,熱敏電阻的阻值降低,正常情況下阻值在500歐姆和40千歐之間變化,下圖右側(cè)所示為一個(gè)典型的康明斯溫度傳感器參數(shù),具體參數(shù)值請(qǐng)參照隨電路圖提供的傳感器技術(shù)參數(shù)表。
溫度傳感器參數(shù)示例
溫度(℃) 電阻(Ω)
0 5k至7k
25 1700至2500
50 700至1000
75 300至450
100 150至220
下圖所示為溫度傳感器的工作原理。隨著溫度的升高,熱敏電阻值降低,從而使信號(hào)電壓降低,根據(jù)溫度傳感器的工作原理,可以用檢查熱敏電阻阻值的方法檢查溫度傳感器,通過對(duì)比實(shí)際測(cè)量所得的電阻值和參數(shù)表中的電阻值,即可判斷傳感器是否正常工作。
發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的溫度傳感器通常包括冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、燃油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器,以及在某些情況下由OEM提供的溫度傳感器等。需要指出的是,溫度傳感器有時(shí)會(huì)跟壓力傳感器集成到一起形成一個(gè)復(fù)合傳感器,此時(shí)溫度傳感器的工作原理和檢查方式均沒有變化。復(fù)合傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少系統(tǒng)零件數(shù)量使發(fā)動(dòng)機(jī)線束更簡單。
壓力傳感器
控制系統(tǒng)中典型的壓力傳感器包括機(jī)油壓力傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器,燃油壓力傳感器、大氣壓力傳感器,以及某些情況下OEM安裝的壓力傳感器。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)通常還安裝有多個(gè)壓力傳感器。
康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的壓力傳感器有兩種不同的工作原理,一種是電容式壓力傳感器,另外一種是壓電晶體式。兩種傳感器均為三線式,兩根電源線向傳感器提供5伏的工作電壓,一根信號(hào)線向ECU(M)提供壓力信號(hào)電壓。
電容式壓力傳感器通過內(nèi)部的一個(gè)電容來感應(yīng)壓力的變化,當(dāng)壓力變化時(shí),壓力差使電容的兩個(gè)極板之間的距離發(fā)生變化,從而輸出一個(gè)信號(hào)電壓。壓電晶體式傳感器通過內(nèi)部的一個(gè)壓電晶體來感應(yīng)壓力變化,當(dāng)壓力變化時(shí),作用在壓電晶體上的壓差使壓電晶體輸出一個(gè)信號(hào)電壓。
根據(jù)壓力傳感器測(cè)量壓力時(shí)參考?jí)毫Φ牟煌?,壓力傳感器又可以分為相?duì)壓力傳感器和絕對(duì)壓力傳感器。相對(duì)壓力傳感器測(cè)量壓力時(shí)的參考?jí)毫榇髿鈮毫?,因此其測(cè)量大氣壓時(shí)的測(cè)量值為零。絕對(duì)壓力傳感器測(cè)量壓力時(shí)的參考?jí)毫κ钦婵眨錅y(cè)得的壓力值為絕對(duì)壓力。
大部分壓力傳感器無法通過測(cè)量電阻的方式來判斷好壞,而是需要在壓力傳感器工作時(shí)通過輸出的信號(hào)電壓來判斷。因此在檢測(cè)壓力傳感器時(shí)需要專用的檢測(cè)導(dǎo)線,保證傳感器正常工作的同時(shí)將三條線引出供檢測(cè),不同的壓力傳感器需要不同的檢測(cè)導(dǎo)線。下圖為不同的壓力傳感器測(cè)試插頭。
下表為一個(gè)機(jī)油壓力傳感器在不同的機(jī)油壓力輸出信號(hào)電壓值。具體在測(cè)量壓力傳感器時(shí)請(qǐng)參考電路圖上壓力傳感器參數(shù)表。
、
如圖所述,為了減少零件數(shù)目和使發(fā)動(dòng)機(jī)線束更簡單,有些系統(tǒng)將溫度傳感器和壓力傳感器集成到一個(gè)傳感器中,比如測(cè)量進(jìn)氣壓力和溫度的進(jìn)氣壓力/溫度復(fù)合傳感器,測(cè)量機(jī)油壓力和溫度的機(jī)油壓力/溫度復(fù)合傳感器等。
和其他輸入設(shè)備一樣壓力傳感器的工作電壓是5伏。
速度與位置傳感器
速度與位置傳感器是電控發(fā)動(dòng)機(jī)上用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度和凸輪軸位置的傳感器。有兩種不同的形式的速度傳感器:磁繞組式(VR式)和霍爾效應(yīng)式。
磁繞組式(VR式)速度傳感器內(nèi)部有一電磁鐵心和磁場繞組,電磁鐵心產(chǎn)生電磁場,速度信號(hào)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)切割磁場,在磁場繞組上產(chǎn)生交流信號(hào),ECU(M)通過計(jì)量交流信號(hào)的頻率即可計(jì)算出信號(hào)輪的轉(zhuǎn)速。
磁場繞組式的速度傳感器可以通過測(cè)量電阻值來檢查其工作是否正常,具體請(qǐng)參考隨電路圖提供的傳感器數(shù)據(jù)表。有些磁場繞組式速度傳感器內(nèi)部有兩組繞組,這兩組繞組的功能是一樣的,其中一組用于另外一組失效時(shí)的備用。
霍爾效應(yīng)式速度傳感器內(nèi)部有一特殊半導(dǎo)體,在金屬物體接近此半導(dǎo)體時(shí)電阻會(huì)發(fā)生變化,通過傳感器內(nèi)部的電路輸出信號(hào)電壓。和磁場繞組式速度傳感器輸出的模擬信號(hào)相比,霍爾式速度傳感器輸出的是更精確的數(shù)字信號(hào),因此越來越多的機(jī)型開始采用霍爾效應(yīng)式的速度傳感器和位置傳感器。
霍爾效應(yīng)式的速度和位置傳感器無法通過檢測(cè)電阻來檢測(cè)??梢酝ㄟ^盤轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),測(cè)量其輸出信號(hào)電壓的方法來判斷其工作的好壞。在盤動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),正常工作的霍爾效應(yīng)式速度傳感器的輸出電壓在0伏和5伏之間切換(0伏和5伏為名義電壓,實(shí)際電壓比0伏稍高比5伏稍低)。
在速度信號(hào)輪上做出一個(gè)異形的輪齒或其他的標(biāo)記,速度傳感器即可以測(cè)量出曲軸或凸輪軸的位置,所以速度傳感器也可以是發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器。通常我們將安裝在凸輪軸上的傳感器叫位置傳感器,安裝在曲軸上的傳感器叫速度傳感器。
燃?xì)赓|(zhì)量流量傳感器(GMFS)
此傳感器用于康明斯天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上測(cè)量天然氣的質(zhì)量流量。
電路描述:
電子控制模塊(ECU(M))通過GMFS來測(cè)量從燃料供應(yīng)管輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬?。GMFS通過蓄電池供電。燃?xì)赓|(zhì)量流量傳感器是一個(gè)熱絲風(fēng)速計(jì),它通過計(jì)量將電熱絲維持在恒定溫度所需要的電功率確定燃?xì)獾牧髁?。?dāng)有更多的燃?xì)饬鹘?jīng)流量傳感器的電熱絲時(shí),電熱絲就需要更大的電功率來維持其保持在恒定的溫度。
部件位置:
B5.9G:GMFS安裝在燃?xì)饪刂茪んw的背面。
C8.3G:GMFS安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)燃料控制閥的旁邊。
L10G:GMFS安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的左側(cè)壓力調(diào)節(jié)器的下游。
修理提示:
將期望的燃?xì)赓|(zhì)量流量信號(hào)與感應(yīng)到的燃?xì)赓|(zhì)量流量信號(hào)相比,可以檢測(cè)傳感器或燃?xì)饬髁客ǖ赖墓收稀z查12V供電電壓信號(hào)是否正常。檢查燃料箱中是否有足夠的燃料和/或GMFS是否被污染。
加熱式氧傳感器(HOS)
康明斯天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中使用此傳感器來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧含量。
電路描述:
氧傳感器用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中氧含量,并發(fā)信號(hào)給ECU(M)。電子控制模塊(ECU(M))通過HOS來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際空燃比,并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來調(diào)整燃料的供給,從而獲得最佳的排放水平
部件描述:
HOS位于渦輪增壓器廢氣出口。
修理提示:
·電氣連接器中的任何潤滑脂都會(huì)導(dǎo)致傳感器的故障。
·在傳感器安裝螺紋上只使用康明斯認(rèn)可的防粘結(jié)膏和潤滑劑。
·檢查傳感器電源供應(yīng)。
·現(xiàn)在新型的氧傳感器將傳感器的兩個(gè)插接件整合為一個(gè)。
節(jié)氣門閥片位置傳感器
康明斯天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中使用此傳感器檢測(cè)節(jié)氣門的開度。
電路描述:
電子控制模塊(ECU(M))通過節(jié)氣門閥片位置傳感器(TPPS)測(cè)量節(jié)氣門閥片開度的百分比。
部件位置:
節(jié)氣門閥片位置傳感器TPPS位于節(jié)氣門的頂部
修理提示:
沒有節(jié)氣門閥片位置傳感器TPPS時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也能工作,一旦出現(xiàn)了TPPS故障代碼。ECU(M)利用測(cè)量的混合器進(jìn)口壓力和歧管絕對(duì)壓力來估算節(jié)氣門閥片的開度。
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爆震傳感器
康明斯天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中使用此傳感器來檢測(cè)氣缸內(nèi)的爆震。
爆震是指燃燒室中的殘余燃?xì)獗粔喝嫉默F(xiàn)象。殘余燃?xì)馊紵?,燃燒室局部的燃燒速率非常的快,從而在燃燒室中產(chǎn)生壓力震蕩,壓力振蕩會(huì)導(dǎo)致響亮的爆震聲.壓力振蕩還使熱傳遞變快,并造成較高的表面溫度,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。
早期我們通過調(diào)整基本點(diǎn)火正時(shí)表控制爆震。為了防止由于正時(shí)調(diào)整而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)部件損壞,ECU(M)中編程有最大極限值,如果正時(shí)調(diào)整不成功,還可以通過兩種減小節(jié)氣門開度的方式來消除爆震。輕微的減小節(jié)氣門開度會(huì)對(duì)節(jié)氣門有所限制,但爆震消除后駕駛員可以
重新恢復(fù)節(jié)氣門最大開度;而大幅減小節(jié)氣門開度會(huì)進(jìn)一步限制節(jié)氣門。如果大幅減小節(jié)氣門開度達(dá)到一定的次數(shù),節(jié)氣門開度就限制在最大嚴(yán)重開度極限內(nèi)直到發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。
修理提示:
·當(dāng)有故障代碼顯示檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí),應(yīng)先檢查爆震傳感器是否松動(dòng)。
開關(guān)
開關(guān)是電控系統(tǒng)中的另外一類的輸入設(shè)備。和傳感器有所不同,開關(guān)向ECU(M)輸入的是開關(guān)量,所以它通常是向ECU(M)輸入司機(jī)的操作指令,如診斷開關(guān)等。
根據(jù)開關(guān)控制的數(shù)量和結(jié)合位置的不同,開關(guān)可分為單刀單擲開關(guān),單刀雙擲開關(guān)、雙刀單擲開關(guān)等等。
單刀單擲開關(guān) 單刀雙擲開關(guān)
根據(jù)開關(guān)的結(jié)合方式不同,開關(guān)可分為瞬態(tài)開關(guān)和常態(tài)開關(guān),瞬態(tài)開關(guān)用于臨時(shí)結(jié)合,如怠速調(diào)整開關(guān)。
從開關(guān)的狀態(tài)來區(qū)分,開關(guān)可分為常開開關(guān)和常閉開關(guān),當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí)開關(guān)的結(jié)合狀態(tài)即為區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)。電路圖上顯示的開關(guān)狀態(tài)即為系統(tǒng)不工作時(shí)的狀態(tài),常開開關(guān)處在打開的位置,常閉開關(guān)處在關(guān)閉的位置。
油門踏板
在康明斯車用和工程機(jī)械用電控發(fā)動(dòng)機(jī)上,傳統(tǒng)的機(jī)械拉桿式油門被一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的6線式電子油門所取代,油門踏板和發(fā)動(dòng)機(jī)之間不再有任何的機(jī)械連接,既提高了油門的響應(yīng)速度和精度,也有利于整車的布置。
如圖所示,油門內(nèi)部由一個(gè)電位計(jì)(可變電阻)和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)組成。單刀雙擲開關(guān)的作用是向ECU(M)提供怠速與非怠速的信號(hào),所以此開關(guān)也叫怠速校驗(yàn)開關(guān)。在司機(jī)踩與不踩油門時(shí),此開關(guān)分別處在非怠速與怠速兩個(gè)不同的接通位置,ECU(M)即可通過此開關(guān)的接通位置判斷司機(jī)是否已踩下油門。
司機(jī)踩下油門的深度,即油門踏板開啟角度或油門信號(hào),是通過一個(gè)電位計(jì)來提供的。此電位計(jì)的工作電壓為5伏,油門信號(hào)電壓在略大于0伏和小于5伏之間的電壓變化。
油門踏板和遠(yuǎn)程油門技術(shù)參數(shù)
油門位置傳感線圈電阻
電源和回路導(dǎo)線之間為:·2000至3000歐姆
電源和信號(hào)導(dǎo)線之間(釋放踏板):·1500至3, , 000歐姆
電源和信號(hào)導(dǎo)線之間(踩下踏板):·200至1500歐姆
注:釋放踏板時(shí)的電阻減去踩下時(shí)的電阻必須為1000歐姆。
下圖為ISBe發(fā)動(dòng)機(jī)油門踏板的電路接線圖。
輸出設(shè)備
ECU(M)通過輸入設(shè)備輸入的參數(shù),通過內(nèi)部程序的計(jì)算,向各輸出設(shè)備輸出控制指令,由于電控柴油系統(tǒng)的多樣性,各種不同的電控燃油系統(tǒng),其所具有的執(zhí)行元件各不相同,以系統(tǒng)最主要的輸出設(shè)備,實(shí)現(xiàn)噴油量和噴油正時(shí)控制的執(zhí)行元件為例。中馬力共軌系統(tǒng)通過噴油器來直接實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量和噴油正時(shí)的控制,而有些燃油系統(tǒng)通過單個(gè)電磁閥實(shí)現(xiàn)所有六個(gè)缸的控制。
電磁閥
電控系統(tǒng)中最主要的執(zhí)行元件為電磁閥,根據(jù)電磁閥的工作方式不同,可以分為常開/常閉型(ON/OFF)和脈寬調(diào)制型(PWM)。
常開/常閉型(ON/OFF)電磁閥接受來自ECU(M)的信號(hào),其中有兩個(gè)開啟狀態(tài),全開或者全閉。所以控制這種電磁閥的信號(hào)是一個(gè)常壓信號(hào),典型的常開/常閉型(ON/OFF)電磁閥有燃油切斷閥、四級(jí)廢氣旁通門執(zhí)行器等。
脈寬調(diào)制型(PWM)執(zhí)行器其開度可根據(jù)信號(hào)的不同實(shí)現(xiàn)連續(xù)的變化,所以這種執(zhí)行器能實(shí)現(xiàn)更靈活的控制,如中馬力共軌系統(tǒng)中的燃油計(jì)量閥,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓燃油流量的精確控制。
脈寬調(diào)制型(PWM)執(zhí)行器是通過脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)連續(xù)開度控制的,脈沖信號(hào)是一個(gè)頻率不變的信號(hào),通過改變脈沖(高電平)寬度(0-100%之間的變化),執(zhí)行器即可實(shí)現(xiàn)向?qū)?yīng)的開度變化。
繼電器
繼電器在電控系統(tǒng)中也被用作輸出設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)小電流對(duì)大電流的控制,或者一個(gè)電路對(duì)多個(gè)電路的控制。典型的如右圖所示的格柵加熱控制器,由于格柵加熱器的工作電流很大無法直接在ECU(M)上通過,ECU(M)通過控制一個(gè)繼電器來控制格柵加熱器的工作。ECU(M)對(duì)繼電器的控制電流最大可達(dá)到2安培。
指示燈
指示燈是ECU(M)向操作者輸出信號(hào)的輸出設(shè)備。這些指示信號(hào)包括故障信號(hào)、停機(jī)警告燈、等待啟動(dòng)信號(hào)和保養(yǎng)提醒信號(hào)等等,不同的機(jī)型指示燈的設(shè)置有所不同,下圖所示為ISBe發(fā)動(dòng)機(jī)指示燈的電路圖
ISBe指示燈布置
在各種指示燈中,故障警告燈和停機(jī)燈是所有機(jī)型都配備的,也是系統(tǒng)最重要的兩個(gè)指示燈。由于指示燈是OEM(主機(jī)廠)負(fù)責(zé)安裝的,因此各主機(jī)廠采用的指示燈圖案有所不同,具體請(qǐng)參照主機(jī)廠設(shè)備使用指導(dǎo)。下圖是故障指示燈和停機(jī)燈的一個(gè)實(shí)例。
電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能顯示和記錄一些故障并將這些故障以故障碼的形式來表示,這些故障碼會(huì)使故障分析變得容易一些。故障代碼記錄在ECU(M)中,利用儀表板上的故障指示燈或INSITE服務(wù)軟件??梢宰x取這些故障碼,需要特別指出的是并非所有發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)故障都會(huì)以故障碼的形式表示出來。
根據(jù)故障的嚴(yán)重程度,用兩種不同顏色的故障指示燈加以區(qū)別。
WARNING警告指示燈是黃色的,當(dāng)這個(gè)故障燈亮起時(shí),表明需盡快排除故障。
STOP發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)指示燈是紅色的,當(dāng)這個(gè)故障燈亮起時(shí),表明需盡快使發(fā)動(dòng)機(jī)安全停機(jī),并及時(shí)排除故障,在排除故障以前不允許啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
要檢查是否存在現(xiàn)行的故障代碼,應(yīng)將鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到“OFF”斷開位置,并將診斷開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”位置上,在將鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”接通位置。
如果未記錄現(xiàn)行故障代碼,警告指示燈停機(jī)指示燈同時(shí)亮起,而且一直亮。
如果記錄了現(xiàn)行故障代碼,警告指示燈和停機(jī)指示燈均會(huì)在瞬間變亮,然后開始閃爍所記錄的故障代碼。
故障代碼按下列順序閃爍:
黃色“警告燈”亮一下,然后有1至2秒的暫停。
當(dāng)紅色指示燈閃爍完故障代碼后,黃色警告燈再次閃亮,然后紅燈再次重復(fù)閃爍故障號(hào)碼。
要想查看下一個(gè)故障代碼,可將怠速開關(guān)向“(+)”位置扳動(dòng)一下,要想查看上一個(gè)故障代碼,只要將“怠速調(diào)節(jié)開關(guān)”向(-)位置扳動(dòng)一下,如果只記錄了一個(gè)現(xiàn)行故障代碼,則無論扳到(+)的位置或(-)的位置,故障等都將持續(xù)的顯示同一個(gè)故障代碼。
當(dāng)不使用診斷系統(tǒng)時(shí),應(yīng)斷開診斷開關(guān)。如果診斷開關(guān)為斷開,ECU(M)將不會(huì)記錄某些故障代碼。
由于不同的主機(jī)廠在故障燈和診斷開關(guān)的布置上會(huì)有所不同,在操作前請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀主機(jī)廠提供的設(shè)備操作和保養(yǎng)手冊(cè)。
有些車輛還裝有等待啟動(dòng)(WTS)指示燈。冬季啟動(dòng)時(shí)在鑰匙開關(guān)接通后的預(yù)熱期間,等待啟動(dòng)之時(shí)燈會(huì)亮起,為縮短冬季啟動(dòng)時(shí)間,在等待啟動(dòng)指示燈熄滅前不得啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
“燃油中有水(WIF)”指示燈表明發(fā)動(dòng)機(jī)油水分離器中的水需要排出,只要該指示燈閃亮,就要盡快進(jìn)行排水。有些OEM將保養(yǎng)指示燈和燃油中有水(WIF)指示燈的功能綜合在一起,在這種情況下,除其他保養(yǎng)指示器外,保養(yǎng)指示燈還會(huì)顯示“燃油中有水” (WIF)警告。
康明斯電路圖的使用
電路圖是電控系統(tǒng)故障排查中必不可少的資料。能快速正確地閱讀康明斯電路圖是電控系統(tǒng)故障診斷的前提之一。
康明斯電路圖是介于電路原理圖和電路裝配圖的一種電路圖。裝配圖能詳細(xì)反映電路的走向和零件及插頭形狀,如下左圖所示;原理圖則只是反映電路的工作原理,非常簡化??得魉闺娐穲D吸收兩種電路圖的優(yōu)點(diǎn),非常易于閱讀。
裝配圖 原理圖
康明斯電路圖示例
電路圖中的顏色:康明斯原裝的電路圖為彩色圖,圖中線路總共有五種顏色,分別是紅色、藍(lán)色、黑色、紫色、和綠色。紅色代表系統(tǒng)供電電路的火線,包括電瓶向ECU(M)的供電電路火線和ECU(M)向輸入輸出設(shè)備供電電路的火線;藍(lán)色代表輸入設(shè)備向ECU(M)輸入信號(hào)的信號(hào)電路,包括各種開關(guān)和傳感器及油門的輸出信號(hào)線;黑色代表供電電路的地線,包括電瓶回路的地線和ECU(M)向輸入輸出設(shè)備供電的地線;紫色代表ECU(M)向輸出設(shè)備提供控制信號(hào)的控制信號(hào)線;綠色為數(shù)據(jù)通信線路。
電路中的符號(hào)
電路圖中的結(jié)構(gòu)
康明斯提供的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到主機(jī)廠設(shè)備上,需要主機(jī)廠完成一系列的接線,其中包括ECU(M)的供電電路、發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電路、油門電路、指示燈和控制開關(guān)電路等等。在康明斯電路圖中通過一根虛線將整個(gè)電路圖一分為二,圖中標(biāo)明左邊電路為OEM(主機(jī)廠)負(fù)責(zé),右邊電路為康明斯負(fù)責(zé),即左邊電路由主機(jī)廠負(fù)責(zé)安裝,右邊電路為發(fā)動(dòng)機(jī)的出廠狀態(tài)。
需要指出的是,在實(shí)際的設(shè)備中,主機(jī)廠的電路連接不會(huì)完全和康明斯原裝電路圖中的接法一樣。這是因?yàn)榭得魉闺娐穲D中推薦的接法包含了發(fā)動(dòng)機(jī)所有的特性,而主機(jī)廠在安裝時(shí)有些控制功能可能不啟用,或者在康明斯允許的前提下對(duì)電路作一定的改動(dòng)。
標(biāo)題欄
標(biāo)題欄位于電路圖的左下方,提供了包括適用的機(jī)型、電路圖公告號(hào)和使用的ECU(M)零件號(hào)等信息。電路圖的公告號(hào)就是電路圖的零件號(hào),可以通過康明斯的零件系統(tǒng)訂購電路圖。適用的ECU(M)零件號(hào)代表此電路圖所對(duì)應(yīng)的ECU(M)零件號(hào)。由于同一電控機(jī)型可能安裝有不同零件號(hào)碼的ECU(M),比如ISM,因此在使用電路圖時(shí)要注意。
ECU(M)供電電路
如前所述ECU(M)本身是需要外部供電的,如果ECU(M)的供電電路有問題,可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能工作。對(duì)康明斯車用和工程機(jī)械用電控發(fā)動(dòng)機(jī),ECU(M)的供電電路包括無開關(guān)電源和開關(guān)電源兩部分,如下圖所示。
無開關(guān)電源通過電瓶直接向ECU(M)供電,除了保險(xiǎn)絲以外,不允許再接其他的元件。在CM850/870/875之前的ECU(M),無開關(guān)電源通常由三組(火線和地線)以上的線路構(gòu)成,這是因?yàn)镋CU(M)的工作電流較大,通過一組導(dǎo)線不能提供足夠的工作電流。對(duì)CM850/870/875,ECU(M)的無開關(guān)電源通過一個(gè)專用的插頭導(dǎo)入。
開關(guān)電源是通過鑰匙開關(guān)后接入ECU(M)的一根火線,接入ECU(M)前通常還有一個(gè)保險(xiǎn)絲。在鑰匙開關(guān)處在OFF關(guān)位置時(shí),此火線處在斷開的位置。ECU(M)通過此處的電壓信號(hào)判斷開始或者結(jié)束工作,通常這里的信號(hào)也是發(fā)動(dòng)機(jī)的熄火信號(hào)。
需要指出的是,對(duì)康明斯G—drive機(jī)組驅(qū)動(dòng)用發(fā)動(dòng)機(jī),ECU(M)的供電電路中沒有開關(guān)電源,而只有無開關(guān)電源。