01

故障現(xiàn)象

一臺2024年的紐荷蘭SP310噴霧機，僅使用了80個小時，客戶卻反映機器啟動緩慢，啟動困難。已經(jīng)更換過高壓油泵和主燃油濾清器總成，但故障依舊。

由于這臺機器的零部件價格大多比較昂貴（包括已更換的油泵和燃油濾清器），如再繼續(xù)盲目更換部件，導致的損失或?qū)⒏?。因此，我們?span style="color:rgb(70,100,161);">使用虹科Pico汽車示波器，對其進行免拆波形診斷。

圖1 紐荷蘭SP130噴霧機

02

故障診斷

燃油供給系統(tǒng)診斷

啟動困難的可能原因非常多，油、火、壓力、正時等等，我們可逐個進行排查。首先，對燃油供應系統(tǒng)進行全面評估。

雖然此前技術(shù)人員重點懷疑燃油系統(tǒng)，也更換了部分相關(guān)部件，但換過未必是換好，也無法說明燃油系統(tǒng)就不存在其他問題。

使用虹科Pico汽車示波器，測量共軌壓力傳感器輸出電壓（確保燃油系統(tǒng)能夠建立和維持正確的壓力）、計量閥PWM信號（控制噴入發(fā)動機的燃油量）、曲軸位置傳感器(CKP)和凸輪軸位置傳感器(CMP)信號（用于驗證系統(tǒng)正時）。

與此同時，為確保診斷的徹底性，我們進行了"3次啟動/停止測試"，反復觀察系統(tǒng)在啟動過程中的表現(xiàn)。如圖2的波形所示，燃油系統(tǒng)運行完全正常，各種信號和壓力讀數(shù)都在規(guī)格范圍內(nèi)，排除燃油輸送問題。

圖2 故障時的燃油供給系統(tǒng)相關(guān)波形

A通道：共軌壓力傳感器輸出電壓

B通道：計量閥PWM信號

C通道：曲軸位置傳感器(CKP)

D通道：凸輪軸位置傳感器(CMP)

機械系統(tǒng)診斷

排除了燃油系統(tǒng)問題，我們接下來評估發(fā)動機機械是否存在異常。

進行相對壓縮測試——斷開燃油噴射系統(tǒng)，將2000A大量程的電流鉗夾在蓄電池的一條線纜上，并連接到示波器上。

這個測試的目的，是通過分析起動機的電流消耗，來快速評估所有氣缸壓縮的一致性。原理很簡單：當起動機轉(zhuǎn)動發(fā)動機時，每個氣缸在壓縮沖程時都會對起動機產(chǎn)生阻力，導致電流消耗增加。如果某個氣缸的壓縮較低，波形中就會出現(xiàn)顯著的下降或不規(guī)則性，這可能指向配氣機構(gòu)問題、活塞環(huán)磨損或其他機械問題。

為了更為準確地驗證問題，我們找來了一臺搭載同型號發(fā)動機且無任何故障的SP130噴霧機，采集其燃油系統(tǒng)參數(shù)，并進行相對壓縮測試數(shù)據(jù)，用以對比。

分別采集到兩臺機器的測試數(shù)據(jù)后，我們使用Picoscope7中的[參考波形]結(jié)合[視圖]功能，使二者的波形可以同屏顯示、放大、設(shè)置，便于我們進行對比分析。

如圖3，曲軸與凸輪軸的相對位置一致，排除正時問題。

圖3 故障噴霧機與正常噴霧機的正時波形對比

如圖4，故障噴霧機在啟動過程中，表現(xiàn)出持續(xù)的高電流消耗，超過750安培，而正常機器只有400安培。啟動電流的巨大差異表明，發(fā)動機持續(xù)高負載，異常。

圖4 故障噴霧機與正常噴霧機的啟動電流對比

故障方向定位

前面我們說到，相對壓縮測試的目的，是評估各個氣缸壓縮的一致性。如某個氣缸對抗阻力所需的電流過低，則指向密封不良、正時錯誤等問題。

但起動電流持續(xù)性過高，又指向什么原因呢？

我們認為，啟動期間高于正常水平的負載，指向的并不是發(fā)動機本身，而是某個輔助系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可能對啟動過程造成了過度負擔。經(jīng)過與現(xiàn)場技術(shù)人員協(xié)作討論，我們的懷疑集中在一個關(guān)鍵部件上：主液壓泵的卸壓閥。

這個閥門的功能在啟動期間至關(guān)重要。在發(fā)動機啟動階段，控制系統(tǒng)會給它通電，進入卸壓模式，這樣可以有效地使液壓泵卸壓，從而減少起動機和發(fā)動機上的負載。一旦點火開關(guān)切換到"運行"，該閥門的線圈就會斷電，允許泵轉(zhuǎn)換到滿負載狀態(tài)，為噴霧機的液壓功能提供動力。

如果這個卸壓閥發(fā)生故障，并在啟動期間保持滿負載狀態(tài)，它無疑會給發(fā)動機增加巨大負載，也會導致起動機的電流消耗增加，致使起動困難。這個推測完全符合我們在電流波形中看到的異常。

驗證假設(shè)

為了驗證我們的推測，我們首先對閥門線圈進行了通斷性和電阻檢查，發(fā)現(xiàn)并無短路或斷路，線束本身沒有問題。

接下來，我們繞過機器的控制系統(tǒng)，直接向卸壓閥線圈提供獨立的12伏電源。我們發(fā)現(xiàn)，在閥門被正確指令卸壓的情況下，發(fā)動機在不到4秒內(nèi)就啟動并運行了！這一結(jié)果表明，泄壓閥本身沒有問題。閥門線圈及其內(nèi)部接線均完好，機器上也沒有其他共用接地問題，我們的懷疑重點來到了控制側(cè)。

故障推斷

這臺噴霧機上的液壓控制系統(tǒng)是Parker iQAN，是一個先進的電子控制系統(tǒng)。

根據(jù)現(xiàn)有的測試結(jié)果，我們推測：從iQAN控制節(jié)點到卸荷閥線圈的線束中某處斷路。導致啟動期間，iQAN系統(tǒng)發(fā)出的泄壓信號無法傳遞到泄壓閥上，致使泄壓失敗，發(fā)動機負載過高。

即：斷路導致iQAN系統(tǒng)無法控制卸壓閥→啟動時無法卸壓，液壓泵保持滿負荷狀態(tài)→發(fā)動機承載巨大啟動負載→起動機電流從正常的400安培增加到超過750安培→啟動時間從正常的不到4秒延長到10多秒。

03

故障排除

基于這個準確的診斷結(jié)果，技術(shù)人員修復了iQAN控制系統(tǒng)到卸荷閥的斷線。再次起動，啟動時間從10多秒縮短到4秒不到，起動機電流從750安培降低到正常水平，故障排除！

虹科汽修好品

虹科Pico 示波器診斷套裝

虹科Pico汽車示波器的所有套裝都可以診斷任何帶有發(fā)動機或電動機的車輛故障?？勺屇M行多種常規(guī)測試，包括：傳感器、執(zhí)行器、通信總線（CAN、LIN、SENT、FlexRay）等。

虹科Pico 2000A電流鉗（TA388）

用于測量1A至2000A范圍內(nèi)的電流，配有PicoBNC+接口，連接后可智能完成參數(shù)設(shè)置。無需破線，即可輕松獲取更高精度、更低干擾的電流信號。