长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断

問號 · 发表于 2015-5-1 23:24:31

柴油发动机的低温启动性能是柴油车的重要性能指标之一，它不仅关系到整车的效率，还影响其排放指标、油耗和使用寿命。为了解决柴油发动机低温启动困难的问题，长城哈弗H3，H5及风骏等柴油车均采用了博世的预热系统。本文主要介绍长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断，希望能对广大同仁有所帮助。
1．预热系统工作原理
如图1所示，长城柴油车预热系统主要由预热控制器（GCU，图2）、发动机控制单元（ECU）、预热塞（图3）及预热指示灯等组成。接通点火开关，发动机控制单元根据发动机冷却液温度信号控制预热及预热时间，若发动机冷却液温度低于设定值（约25℃），发动机控制单元即向预热控制器端子K发出预热指令（搭铁信号），同时点亮预热指示灯（图4）；预热控制器接收到预热指令后，其内部的预热继电器吸合为预热塞提供电源，预热塞加热，提升燃烧室温度（加热温度约为850℃），从而缩短发动机启动时间；加热结束后，预热指示灯熄灭，此时便可启动发动机了。

长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断

2．预热系统故障诊断
发动机控制单元通过监测预热控制器端子K与端子DI的电压逻辑关系来分析预热系统的故障。如图5所示，正常情况下，预热控制器端子K与端子DI的电压始终是相反的，即在预热系统不工作时，端子K为高电压，端子DI为低电压；在预热系统工作时，端子K为低电压，端子DI为高电压。图6为某个预热塞断路时，预热控制器端子K与端子DI的电压逻辑关系。

长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断

問號 · 发表于 2015-5-1 23:30:10

当发动机控制单元监测到预热系统出现故障时，发动机控制单元存储相应的故障代码（表1）并点亮发动机故障灯，同时发动机冷启动困难。注意，使用不同的故障检测仪，读得的故障代码的含义可能会与表1有所区别（图7）。

长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断

用哈弗H5柴油车（搭载GW2.8TCI发动机）测试得知，断开某预热塞导线连接器或断开预热控制器端子30上的常电源线（即模拟预热塞供电线路断路）时，发动机控制单元均存储故障代码P0382；断开预热控制器端子86上的供电线路时，发动机控制单元存储故障代码P0380；断开预热控制器端子K或端子DI对应的导线时，发动机控制单元存储故障代码P0670。为了避免损坏相关元件，未进行线路对搭铁短路的测试。另外须注意，测试时只有当发动机冷却液温度满足预热系统工作的条件时，接通点火开关，发动机控制单元才会存储相应的故障代码。上述测试结果仅为快速诊断预热系统故障提供方向，具体的维修思路如下。
（1）检查预热控制器的电源及搭铁线路。无论点火开关是接通还是断开，预热控制器端子30的电压始终与蓄电池电压一致；接通点火开关，预热控制器端子86的电压应为蓄电池电压；预热控制器端子31应可靠搭铁。如有异常，对相关线路进行检查。
（2）预热指示灯点亮（若发动机冷却液温度不满足预热系统工作条件，可用故障检测仪对预热指示灯进行元件测试）时，预热控制器内部继电器会同时发出吸合声。若无继电器吸合声，可能的故障原因有：预热控制器端子K对应的控制线断路；预热控制器损坏。若有继电器吸合声，但预热塞无供电，可能的故障原因有：某个预热塞内部短路或其电源线对搭铁短路；预热控制器内部继电器触点（图8）张力过大，吸合不彻底；若有继电器吸合声，且预热塞有供电，检查是否有预热塞断路。

长城柴油车预热系统工作原理及故障诊断

（3）检查预热塞及其线路情况。拆下预热塞，测量预热塞的电阻，应为0.2Ω～2.0Ω；直接给其供电和搭铁，预热塞发热体缸套应能快速发热变红；检查预热塞电源线路是否断路或对搭铁短路。预热塞因加热时间过长或燃烧室温度过高烧蚀断路的故障容易判断，但预热塞内部短路的故障较难排查。由于预热塞工作时电阻会发生变化，有时测量的预热塞电阻正常，且直接给其供电和搭铁时，预热塞发热体缸套也能快速发热变红，但将预热塞安装到车上时，可能会因其工作时的电阻变小，导致工作电流变大，使预热塞控制器实行过流保护，切断预热塞的供电。对于此类故障，可依次断开各预热塞的供电线路，若断开某个预热塞的供电线路时，其他预热塞的供电恢复正常，说明该预热塞在工作时内部会出现短路。<font color="#ff0000">

問號 · 发表于 2015-5-1 23:38:56

3．故障案例
案例一：一辆哈弗H3柴油车（搭载2.5TCI发动机），发动机故障灯常亮。
故障诊断：用故障检测仪检测，读得的故障代码为P0382，含义为“预热塞短路，过流，继电器卡住，低于下限”；对预热指示灯进行元件测试，预热指示灯点亮，同时能听到预热控制器内部继电器的吸合声；在预热指示灯点亮的过程中，用万用表测量第1缸预热塞上的电压，约为12V，由此推断预热控制器工作正常（即能向4个预热塞提供电源）。接着准备对4个预热塞进行检查，在拆卸第4缸预热塞时发现，第4缸预热塞导线连接器松脱，怀疑故障是由此引起的。
故障排除：装复已拆卸的预热塞，将松脱的第4缸预热塞导线连接器可靠连接并清除故障代码后试车，发动机故障灯熄灭，故障排除。
故障总结：由本案例可知，发动控制单元可通过预热控制器监测到各预热塞发生断路的情况，存储故障代码P0382且点亮发动机故障灯，但未断路的预热塞可继续加热。<font color="#ff0000">

問號 · 发表于 2015-5-1 23:54:27

案例二：一辆长城风骏车（搭载GW2.8TC发动机和EDC 16C39发动机控制单元），发动机故障灯常亮，发动机冷启动困难。
故障诊断：用故障检测仪检测，读得的故障代码为P0380，含义为“预热塞短路、过载或继电器卡住，高于上限”；对预热指示灯进行元件测试，预热指示灯点亮，同时能听到预热控制器内部继电器的吸合声；在预热指示灯点亮的过程中，用万用表测量第1缸预热塞上的电压，发现刚开始有12V电压，接着电压立即变为0V；测量其他预热塞上的电压，均与第1缸预热塞上的电压变化一致。检查预热控制器的外围线路，未发现异常，怀疑预热控制器损坏。更换预热控制器后试车，故障依旧。
拆下4个预热塞进行检查，电阻均在正常范围，且直接给其供电和搭铁时，预热塞发热体缸套能快速发热变红；断开所有预热塞导线连接器，对预热指示灯进行元件测试，在预热指示灯点亮过程中，测量第1缸预热塞导线连接器上的供电电压，为12 V，且随着预热指示灯的熄灭而消失，由此确定该车故障是由某个预热塞在工作时发生短路引起的；依次连接所有预热塞导线连接器，发现当连接上第2缸导线连接器时，在预热指示灯点亮过程中，测量第1缸预热塞导线连接器上的供电电压，刚开始有12V电压，接着电压立即变为0V，由此确定第2缸预热塞损坏。
故障排除：更换第2缸预热塞并清除故障代码后试车，发动机故障灯熄灭，发动机冷启动正常。
故障总结：由本案例可知，发动控制单元可通过预热控制器监测到各预热塞发生短路的情况，存储故障代码P0380且点亮发动机故障灯，但只要有1个预热塞发生短路，预热控制器将切断所有预热塞的供电，即所有预热塞都停止加热。

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