本世紀初進入我國的日本小松PC600-6挖掘機配備高壓柴油電控噴射系統(tǒng)、帶渦輪增壓的4沖程直列6缸水冷柴油發(fā)動機，該機型的高壓柴油電控噴射系統(tǒng)對我國的燃油品不適應，在使用過程中，高壓柴油電控噴射系統(tǒng)故障率和維護費用較高。本文系統(tǒng)介紹該機型高壓柴油電控噴射系統(tǒng)原理、特點，分析常見故障，并根據(jù)筆者的實踐提出改進方法。
　　1、發(fā)動機控制系統(tǒng)組成和工作原理
　　PC600-6挖掘機配備的柴油發(fā)動機型號為SA6D140-3，額定功率287kW，額定轉(zhuǎn)速1950r/min，燃油噴射壓力為18-130MPa。發(fā)動機高壓柴油電控噴射系統(tǒng)的電控部分包括：發(fā)動機ECU、操作控制面板、鑰匙開關、油門控制旋鈕、曲軸傳感器NE、凸輪軸傳感器G、燃油壓力傳感器、進氣管空氣壓力傳感器、燃油溫度傳感器、水溫傳感器、機油壓力傳感器、高壓燃油泵的PVC電磁閥、噴油器的電磁閥TWV。燃油系統(tǒng)包括：燃油箱、燃油冷卻器、低壓泵、低壓閥、燃油過濾器、高壓燃油泵、共軌槽、限壓閥、高壓油管、噴油器、回油管。
　　1.1 燃油供給
　　低壓油路：燃油從油箱經(jīng)冷卻器流到低壓泵，低壓泵對燃油加壓供給高壓燃油泵，多余的柴油經(jīng)低壓閥溢回燃油箱。
　　高壓油路及燃油壓力控制：低壓燃油由2個并聯(lián)的高壓燃油泵加壓送往高壓燃油共軌槽，再由共軌槽通過高壓油管分別供給6個缸的噴油器，高壓燃油泵的供油量由其PVC電磁閥控制，而PVC電磁閥由發(fā)動機ECU根據(jù)各個傳感器和工作模式等參數(shù)進行控制。具體是：發(fā)動機ECU根據(jù)發(fā)動機不同的工況確定不同的燃油壓力設定值，并通過共軌槽燃油壓力傳感器檢測實際高壓燃油壓力，將兩者進行比較，當實際壓力低于設定值時則控制PVC電磁閥加大供油量，反之則減少供油量，使實際壓力趨于設定值，而設定值又隨工況的變化而變化。共軌槽上的限壓閥設定壓力為140MPa，高于140MPa的燃油將經(jīng)限壓閥溢流流回油箱，從而避免燃油壓力過高。
　　1.2 發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制
　　發(fā)動機ECU根據(jù)操作控制面板、鑰匙開關、液壓控制ECU等所供數(shù)據(jù)，以油門控制旋鈕位置確定發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速值，通過曲軸傳感器NE、凸輪軸傳感器G檢測發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速和凸輪軸位置，對目標值和實際值進行比較，由此確定噴油量，并根據(jù)凸輪軸位置等參數(shù)分別對6個缸的噴油器上的TWV電磁閥進行控制，以精確控制噴油器的噴油量和噴油時間，從而控制發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速趨于目標值；發(fā)動機ECU還根據(jù)進氣管空氣壓力傳感器參數(shù)感知進氣量，控制噴油器的最大噴油量，避免噴油過量，保證環(huán)保和節(jié)能。
　　1.3 故障保護功能
　　當發(fā)動機ECU感知控制電路故障或運行不正常時，將根據(jù)故障情況進入限制發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速或停機等保護程序，同時通過控制面板進行報警。例如：當水溫傳感器感知冷卻水過熱（“開鍋”），發(fā)動機ECU立即控制噴油量使發(fā)動機處于怠速狀態(tài)而不受油門旋鈕控制，直到水溫降到正常值為止，并通過控制面板進行報警。
　　2、故障診斷
　　PC600-6挖掘機配備有故障自我診斷系統(tǒng)，以故障碼形式存儲，方便維護人員進行故障診斷。PC600-6挖掘機發(fā)動機故障碼調(diào)取方法有兩種：（1）通過控制面板調(diào)取（方法與PC200-6相同）；（2）通過發(fā)動機ECU上面的數(shù)碼顯示器讀取。
　　PC600-6挖掘機最常見故障表現(xiàn)為開機正常，工作哦1-2h后，在做某個長時間重挖掘動作時機器報警顯示E05，發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速下降至1600r/min左右，相當于“微動操作”，無法進行正常挖掘工作；停機再起動后工作正常，工作一段時間后故障再次出現(xiàn)，氣溫越高故障頻率越高；隨著時間的推移，出現(xiàn)故障的頻率越來越高（重新起動均正常），很快達到熱機無法起動（需半小時左右冷卻），嚴重影響挖掘工作的連續(xù)性，工作效率十分低下。
　　一般處理方式為直接更換全套噴油器總成（每個噴油器價格在5000-6000元）。這種噴油器設計壽命約5000h，實際使用壽命大多在1000-2000h，有時500h就無法使用，因此噴油器的維持費用偏高。
　　3、故障分析與改進
　　3.1 故障分析
　　故障發(fā)生時，控制面板調(diào)取故障碼為E97b，發(fā)動機ECU顯示E7b，故障碼說明該故障為“1#高壓燃油泵工作異常”，而檢查結果包括1#高壓燃油泵在內(nèi)所有電路均工作正常。
　　分析原因：由于其電控噴射系統(tǒng)設計的噴油壓力高（最高達130MPa），目前國內(nèi)燃油品質(zhì)無法滿足其電控噴射系統(tǒng)設計要求，引起噴油器中的柱塞過早磨損，導致噴油器泄油量過大，高壓燃油系統(tǒng)無法達到最高壓力，使噴油器最大噴油量不足，引起機器在持續(xù)重負荷時輸出功率不足造成轉(zhuǎn)速下降過大，發(fā)動機ECU從燃油壓力和轉(zhuǎn)速2個參數(shù)誤判高壓燃油泵供油不足，故ECU進入報警和發(fā)動機限速保護程序。至于熱機無法起動則是由于后期噴油器磨損加大，高溫燃油黏度變稀，泄油量更大，起動時由于轉(zhuǎn)速過低油壓無法達到噴油器的出油壓力所致。
　　3.2 改進方法
　?。?）盡可能使用優(yōu)質(zhì)的燃油，加裝油水分離器，減少燃油含水量。
　?。?）在原燃油冷卻器的基礎上加裝另一個燃油冷卻器，目的是降低燃油溫度，增加燃油黏度，減少高壓油泵和噴油器的磨損速度和泄油量。
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