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发动机使用手册

前言

本文是为安装和使用1013、2012、2013电控发动机用户编写的有关电子柴油机控制（EDC）系统的简要描述。本说明如有更新，会及时下发，请各单位使用更新版本。

1.系统总览

EDC16电控系统是一个新型的全电子控制柴油机燃油喷射系统，它不再采用机械调速器（没有齿杆装置）。与传统的机械喷射系统不同的是：EDC16系统采用扭矩控制策略，可以自由地控制发动机输出扭矩（喷油量）和喷油开始时间（喷油定时）两个参数。因此，该系统能够满足国家第三阶段（欧3）及后续的排放法规的要求。

EDC16可大体地划分为两个部分：

• 燃油系统：输油泵、电控单体泵、高压油管、喷油器；
• 电控系统：电控单元（ECU）、传感器、开关，以及线束。

2.电控系统功能

2.1发动机功能

2.1.1起动

对于一台发动机，为确保起动的可靠性和起动烟度排放要求，喷油定时和起动扭矩必须根据以下方式设定：

• 喷油定时=f（转速，喷油量，冷却液温度）
• 起动扭矩=f（转速，冷却液温度，起动时间）

起动控制功能一直处于激活状态直到发动机转速超过起动结束转速,进入到怠速控制,只有到这个时候，驾驶员才能对发动机进行操作。起动停止转速由冷却液温度和大气压力决定。

2.1.2低怠速

当发动机进入到怠速控制阶段，怠速控制器起作用，控制发动机的运转。怠速控制器是一个纯PID控制器，由该控制器保持怠速转速为一个常数。

怠速转速与冷却液温度相关，例如：在发动机温度低时的怠速转速比温度高时的转速要高。此外，如果油门踏板出现故障，怠速转速将提高，以保持一个驾驶者可将车辆开到维修站的最低转速。

2.1.3驾驶性控制方式

• 扭矩控制

当采用扭矩控制时，来自油门踏板的值被解释为：根据当时发动机的转速，驾驶者对车轮输出扭矩的期望值。

期望扭矩=f（油门踏板位置值，发动机转速）

该控制方式类似于两极式的机械调速器。

• 速度控制

当速度控制起作用时，来自油门踏板的值被解释为：驾驶者对转速的期望值，并且运行于某一设定的调速率下。

转速的期望值=f（油门踏板的值）

该控制方式类似于全程式的机械调速器。

2.1.4扭矩限制

发动机发出的最大扭矩可用以下方式进行限制：

• 烟度限制

最大扭矩的限制与吸入的空气压力和空气温度有关，这两个参数决定进气量。由最大进气量限制最大扭矩，防止发动机冒黑烟。

• 发动机保护

不管在什么状态下，一旦冷却液温度超出上限，最大扭矩必须作相应的减小，以防止发动机过热。

• 应急扭矩限制

当诊断出电控系统有严重问题时，发动机将降低最大扭矩，迫使驾驶员去维修站修正错误。以下的错误类型可能导致该功能发生：

• 油门踏板传感器故障
• 转速信号故障
• 电磁阀驱动故障

2.1.5喷油定时调整

喷油定时的调整是为了满足排放法规和燃油经济性的需要，同时还要兼顾到冷起动和低噪声。喷油定时的调整与发动机性能和附加修正有关。

喷油定时=f（转速，喷油量，冷却温度，进气压力，大气压力）

2.1.6燃油温度补偿

随着温度的升高，发动机性能下降。原因是：燃油密度下降和粘度的下降，喷油泵的泄漏量增加。通过测量的燃油温度和相应的调整控制补偿来平衡温度对喷油量的影响。

2.1.7各缸均匀性

各缸均匀性功能是用于由于喷油泵的制造公差而引起的燃油喷射量不同而进行的补偿。

2.1.8冷起动辅助控制

在低温环境下，为提高发动机的冷起动性能，电控单元会根据当前发动机的温度来决定是否需要进气预热以及预热时间长短，这是通过对进气预热继电器的进行控制实现的。

2.2发动机保护功能

2.2.1性能降低处理

一旦检测到电控系统自身有问题时，发动机将启动性能降低功能。相应的性能下调量与超出或低于设定值的偏差有关。以下的任何一种或几种情况都将导致性能下降功能启动：

• 冷却液温度太高
• 机油压力太低（可选项）
• 通过CAN发送了降低性能的指令

如果机油压力太低最大允许转速将下调（可选项）。

2.2.2发动机停车

在异常的条件下，如果操作者打算停机或在起动开始时(就诊断出有问题)系统阻止起动，发动机将被停机。以下几种条件下导致停机：

• 按动熄火开关
• 冷却液温度太高
• 机油压力太低
• 通过CAN发送了停机的指令
• 通过CAN发送了阻止起动指令
• 通过发动机停机开关发送了停机的指令

2.3整车功能

2.3.1发动机排气制动

一旦电控单元检测到来自排气制动开关的需求信号，根据当前发动机转速，来决定是否启动排气制动功能。如果启动了排气制动功能，则同时燃油系统将立刻停止喷油。如果这时司机踩油门踏板加速，则会自动退出排起制动，即使排气制动开关是关闭的。

2.3.2最大车速限制

最大车速控制功能设定最大的行车速度限制，防止驾驶者超速行驶。最大车速限制值由电控系统预先编程设定。

2.3.3巡航功能

车辆按照一个恒定的车速行驶，不需要驾驶者控制油门踏板。驾驶者可以通过巡航控制开关调整车速。

*巡航操作：

• 进入巡航：点动一下SET+开关，则以当前车速作为巡航设定车速进入巡航功能；
• 加速、减速：连续按SET+或SET-，则巡航设定车速以一斜率增加或减少；点动SET+或SET-则巡航设定车速以一步长增加或减少。
• 退出巡航：踩刹车、离合，或者按动OFF（ON/OFF开关为自复位开关，常态ON）、排气制动开关，都可以退出巡航。
• 巡航恢复：退出巡航后，可以按SET+再次进入巡航（以当前车速作为巡航设定车速），如果按动RESUME开关，则恢复退出巡航前的巡航设定车速。
• 踩油门加速：在巡航功能激活状态下，司机踩油门则处于加速状态，并且巡航功能不退出，当司机停止踩油门后，马上恢复巡航状态，车辆减速，减到踩油门之前的巡航设定车速。

2.3.4空调怠速提升功能

关闭空调怠速提升开关，怠速将从710r/min提升到810r/min，以满足增加的空调扭矩需求。

3.通讯接口

3.1 ISO接口

ISO通讯接口采用ISO9141（K线）标准串行数据通讯方式，可实现与电控单元之间的数据交换。它包括有以下功能：

• 诊断数据的交换（错误信息，清除出错列表）
• 控制系统的编程（读取和编程有关参数）
• 实现发动机测试功能
• 读出测量值和计算值

3.2 CAN接口

CAN采取SAE J1939标准，是一种高速串行通讯方式，该通讯方式主要用于不同的电控单元之间。它包括有以下功能：

• 数据的交换
• 读出测量参数值和计算值
• 喷射限制
• 发动机制动操作
• 降低性能操作
• 输入默认值或性能特征量（替代油门踏板等）

3.3发动机转速接口

发动机转速接口用于向转速表或变速箱控制单元传送转速信号，这样可以不必再装一个转速传感器。转速信号为数字式，并且信号脉冲个数可预先设置。

4.诊断

电控单元具有实时自诊断功能，一旦电控单元检测出故障，会将故障信息以及当前的环境信息存储到电控单元中，同时在仪表盘上的故障指示灯闪亮，通知驾驶者需要去维修站进行维修！

在维修站由维修人员使用专门的诊断工具连接到电控单元上，读出故障信息。发现发动机故障指示灯没有熄灭，说明发动机控制系统有故障，可再按故障代码的方法检测和排除。

• 将点火开关由“ON”旋转到“OFF”的位置（关闭发动机）。
• 将诊断仪的接口线束同发动机的诊断插座连接（详见故障诊断仪的使用说明书）。
• 将点火开关由“OFF”旋转到“ON”的位置，不要起动发动机。
• 打开诊断系统软件，选择发动机生产商。
• 在诊断仪显示的功能选择界面中，选择“故障诊断”。
• 在常规选择界面中，选择“读取故障代码”。
• 诊断仪显示：锁读的“故障代码”。如：

• 根据故障代码用下面的相关零部件故障检测和排除方法对故障进行排除。

故障排除后，清除原故障代码后，用故障诊断仪对电控燃油平时系统再进行一次 故障诊断，确认无故障后，再交付使用。

5.维修

一般来讲电控系统部件只能整体换件，不能修复，并且是专门供应。由于电控单元ECU的编程数据与发动机个体有对应关系，所以必需了解以下信息：

• 发动机编号
• 完整的部件编号

请与当地的用户服务站联系

注意：

• 在整车或发动机上进行任何电焊操作时，必需将电控单元ECU的插头拔下，以防止损坏控制单元！
• 拔下电控单元ECU的插头时，必须是ECU处于断电状态。

6.ECU安装

6.1环境要求

1、ECU正常工作的允许温度范围是-40℃到+85℃；

2、ECU必须有良好的通风；

3、ECU的悬挂位置总是垂直于位于一边的插座；

4、为了便于ECU接插件的自由安装，ECU布置空间要在插座侧预留出足够的活动空间(约1xECU的宽)。

6.2工作电压

1、额定电压24V，连续工作电压8~32V；

2、主继电器的开启电压大于12.2V；

3、在额定电压24V时，峰值电流为20A；

4、最大消耗功率：在24V时，6缸发动机约为24W。

注意：

1、 传感器和一些重要的元件不允许单独用外部电源进行实验和测试。只能通过ECU连接，否则可能会导致不可修复的损坏；

2、 尽管电控单元中已经有防止电极反接功能，也要避免接错线。电极反接可能导致控制单元损坏；

3、 电控单元的防尘、防水功能只有在接插件连接好以后才起作用，因此，在接插件没连接好时，必需注意防止水、油等物溅入控制单元插座。

7.技术参数

7.1 ECU针脚定义

ECU针脚定义说明

7.2传感器

• 冷却液温度传感器

向ECU提供发动机冷却液/燃油温度信号,敏感原件为负温度系数的热敏电阻式（NTC）。

温度传感器特性

针脚：        A58(信号)，A41(地)

测量范围：    -40℃~128℃

供电电压：5V

• 燃油温度传感器（见冷却液温度传感器）

针脚：        A52(信号)，A39(地)

测量范围：    -40℃~128℃

供电电压：5V

• 进气压力温度传感器（LDF6T）

进气压力温度传感器向ECU提供发动机中冷后的进气温度和进气压力信息。压力敏感原件为硅膜片式，温度敏感元件为负温度系数的热敏电阻式（NTC）

针脚：     A14(正),A40(进气压力信号),A23(负),A53(进气温度信号)

测量范围（压力）：    0.5bar~4bar

输出信号：    0.5V~4.5V

测量范围（温度）：    -40℃~128℃

压力传感器特性

温度传感器特性

• 凸轮位置传感器

与ECU的连接                               传感器引脚

测量范围50~4000rpm  线圈电阻约860Ω

针脚：        A10(信号),A50(信号负),A20(屏蔽)

测量范围：    50rpm~4000rpm

• 曲轴转速传感器

检查发动机转速传感器电阻：测量传感器连接器中1号触针与2号触针间的电阻，约860Ω

针脚：        A27(信号),A12(信号负),A07(屏蔽)

测量范围：    50rpm~4000 rpm

• 机油压力传感器

机油压力传感器向ECU提供发动机机油压力信息。压力敏感原件为压电式。

测量范围：0.0~10.0bar供电电压：5V

针脚：        A13(正),A51(负),A56(信号)

测量范围：    0bar~10bar

输出信号：    0.5V~4.5V

• 油门踏板位置传感器

引脚：     K09(信号1), K22(信号1正),K30(信号1地)

K31(信号2), K08(信号2地), K46(信号2正)

输出信号：    0.5V~4.5V

7.3 线束

发动机线束通过48芯插接器转接与ECU相连。发动机至ECU A端的线束电气原理如下图：

8.传感器故障检测方法

电控系统的故障检测首先要检查系统的工作电压：

1、电瓶电压。发动机未工作的时候，正负极间电压在24V左右；发动机工作的时候，由于发电机对电瓶进行充电，电压大概为28V左右；

2、线束。在点火开关关闭(开关处于”OFF”)，确保系统断电的情况下，拔下ECU上整车端插头，再将点火开关打到”ON”，并测量K28脚与K02或K04或K06间的电压是否与电瓶电压相同！如果不等，则需要根据线路图，检查线路是否正常导通！

注意：在进行传感器和ECU接插件的插拔时，必须断开电源。否则产生的冲击电流可能会造成电控系统的损坏！

8.1 冷却液(燃油)温度传感器

1、点火开关打到”OFF”，拔下传感器接插件，将点火开关打到”ON”，测量传感器接插件1脚与搭铁间电压是否在4.9V～5.1V范围内。如果测量结果不正确，则应检查电瓶是否供电正常，或出现了ECU输出电压不正常的状况，或线束出现断路或接触不良等状况。测量传感器电阻，并记录；

2、测量传感器接插件2脚与搭铁之间是否导通，如果不导通则应检查线束是否断路或接触不良；

3、点火开关打到”OFF”，插上传感器接插件，拔下ECU上的A端线束接插件，并参看7.1找到对应的A58(A52)与A41(A39)，测量它们之间的传感器电阻，若测得结果与步骤1测得结果偏差较大，则说明线束出现故障的可能性较大。根据当时的温度情况查找传感器电阻温度对照表，若实测的电阻值与理论值出入较大，则传感器出故障的可能性较大！

冷却水(燃油)温度传感器温度与阻止的对应关系见下表：

8.2凸轮轴位置传感器和曲轴转速传感器

1、凸轮轴位置传感器和曲轴转速传感器属于信号发生传感器，检测主要是看它们能否正确的发出信号，还有它们发出的信号是否同步。为使传感器信号相位正确，必须保证传感器的机械安装精度，以及传感器与信号盘的间隙在技术要求范围内。如条件允许可使用信号示波器看两个信号是否同步，下图为6缸发动机的同步波形。

2、凸轮轴位置传感器1(A 10)脚，2(A 50)脚，曲轴转速传感器1(A 27)脚,2(A 12)脚，测量1，2脚间的阻值应在1kΩ左右，若阻值过小，则传感器内部电磁线圈可能短路。这两个传感器属于磁电式传感器内部有永久磁铁，如果取下存放时要避免在铁质货架上存放，可以在木质货架上保存以避免消磁。另外，传感器还容易吸附铁屑，要及时清除以免影响传感器的精度！

3、如果两个传感器同时出现故障，则发动机无法点火。如果只是凸轮轴位置传感器失效，则ECU会自动判别缸序，起动时可能会感觉发动机起动较慢并有轻微抖动，但起动之后发动机的运转将恢复正常。如果只是曲轴转速传感器失效，不会影响发动机点火，但会降低发动机正常运转时的平稳性。

8.3进气压力温度传感器

1、当怀疑进气压力温传感器有问题时，首先检查传感器的电源(3脚)，地(1脚)是否正常。

方法是：先点火开关打到“OFF”，拔下进气压力温度传感器接插件，再将点火开关打到“ON”，测量线束接插件对应上图的3脚和1脚间的电压是否正常(大约4.5V左右)，若电压不正常，则需将点火开关打到“OFF”，拔下ECU上A端接插件，检查从A端到进气压力温度传感器接插件的对应导线是否正常导通。

2 、对于进气压力温度传感器的检测可以分成对温度传感器和对压力传感器两部分。温度部分传感器的主要组成部分是负温度系数电阻，可以先测量传感器1，2针脚间的电阻，然后查下表得出温度值，若与当时的实际温度值偏差较大，则温度传感器发生故障。

3、对于传感器压力部分的检测，由于传感器内部集成了整形补偿电路，所以不能用万用表测量4脚与其它脚间的电阻值。因为用万用表测量电阻时，万用表本身会对被测电路施加一个电压，有可能将传感器内部的整形补偿电路击穿，造成传感器损坏！

压力传感器实测压力与输出电压对应关系如下图：

8.4机油压力传感器

机油压力传感器实测压力与输出电压对照表

1、机油压力传感器压力与输出电压成线性关系，压力从0到10 bar，输出电压从0.5到4.5伏。判定故障方法：先点火开关打到“OFF”，拔下机油压力传感器线束插头，再将点火开关打到“ON”，测定其插头的1脚(A13)与搭铁间电压是否为输入电压(大约为4.5V),2脚(A51)与搭铁间的电压是否为零，如果测量结果偏差较大，则说明线束状态有问题，或是ECU的输出电压有问题。

2、因为传感器内部集成了信号处理电路，所以不能用万用表测量传感器电阻，以防万用表对电路施加的电压将传感器信号处理电路击穿！

8.5油门踏板传感器

1、油门踏板传感器属于双电位器传感器,共有六个引脚，定义如下：

2、点火开关打到“OFF”，拔下与油门踏板对接的线束插件，分别检查k22(与A脚对应)和K46(与D脚对应)与搭铁间的电压是否为4.5V左右,K30(与C脚对应)和K08(与F脚对应)与搭铁之间是否导通；若实测值有偏差，则应检查ECU输出电压，或线束是否正常连通。

油门位置与输出电压对应关系如下图：

3、当油门踏板传感器失效时，ECU会自动执行“跛行功能”，怠速会稳定在1200rpm左右,保证司机把车开到维修站。

8.6 ECU和单体泵电磁阀

1、发动机电控系统本身工作可靠，一般不易发生故障，常见故障为机械故障,诊断过程中，禁止使用大功率仪器，避免对电控单元( ECU )产生无线电干扰；
2、检测 ECU 的电源线、搭铁线是否良好，连接插头是否正常；

3、拔下ECU A和K端连接插头，查看其内部是否有锈蚀、触针是否弯曲。如果上述检测一切正常，可以更换一台新的ECU来确定ECU是否有故障；

4 、ECU属于精密电子元件，禁止私拆ECU！

5、单体泵电磁阀的电磁线圈的电阻值大概为0.9Ω左右，如果小于0.4Ω，则电磁线圈可能短路。

9.故障诊断代码分析（启明诊断仪）

11.DEUTZ发动机试验测量限值

11.1通用数据

高怠速：2530~2645

主油道压力：额定工况420~630kPa，怠速工况180~350kPa

机油温度：80~125℃

进气阻力：-3.5~-2.8kPa

排气背压：≤10kPa

排气温度：≤570℃

冷却水温：≤80~110℃

节温器参数：标称温度83℃ 初开温度83±2℃ 全开温度95℃全开升程8.5~10.8mm

最高空转时进气压力：2600转不带负载中冷后压力40±5kPa

额定转速带负载：约130kPa

11.2各机型参数（理论值）

BF4M1013-19E3

BF4M1013-18E3

BF4M1013-16E3

BF6M1013-30E3

BF6M1013-28E3

BF6M1013-26E3

BF6M1013-24E3

BF6M1013-22E3

BF6M2012-23E3

BF6M2012-22E3

BF6M2012-21E3

BF6M2012-20E3

BF4M2012-13E3

BF4M2012-12E3