C175-16 and C175-20 Generator Set Engines Caterpillar

如果怀疑燃油控制阀存在故障，则请使用本步骤对电气系统进行故障诊断与排除。 如果表 1 中的其中一个诊断代码激活，也使用此步骤。

该发动机配备了高压共轨燃油系统。 高压共轨燃油系统的燃油压力由高压燃油泵产生。 高压燃油泵的输出压力由燃油控制阀调节。 燃油控制阀是高压燃油泵中的一个机械阀。 该阀通过控制进入泵中的燃油量来调整泵产生的燃油压。 该阀由电动执行器控制。 执行器的控制由执行器中的控制器提供。

发动机 ECM 以 PWM 信号形式向燃油控制的控制器通信所需的油门位置。 PWM 信号由 ECM 处的一个信号驱动器产生，并发送到燃油控制阀的控制器中。

注: 所需油门位置还通过 CAN 数据链路通信，以作为油门的备用控制。

用于所需油门位置的 PWM 信号有一个 500 Hz 的固定频率。 低发动机怠速时，信号的工作循环约为 10%。 发动机高怠速且无负载时，信号的工作循环约为 20% 至 25%。 发动机高怠速且满载时，信号的工作循环约为 50% 至 60%。

所需的油门位置可在 Caterpillar 电子技师（ET）上查看。 查看 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"参数以确定发动机所需的油门位置。 低发动机怠速时，"Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"将约为 10% 至 15%。 发动机高怠速且无负载时，"Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"将约为 20% 至 25%。 发动机高怠速且满载时，"Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"将约为 40% 至 50%。

ECM 向燃油控制阀的控制器提供一个过滤过的蓄电池电压。 过滤供给控制器的电源，以便抑制会损坏控制器的的电压尖峰。

图 1	g02453052
高压燃油泵的 PWM 信号示意图（主油门控制）

注: 有关与油门备用控制和 CAN 数据链路相关的示意图和故障诊断与排除信息，请参阅故障诊断与排除, "数据链路 - 测试"。

图 2	g02453072
控制箱处用于燃油控制的接头位置（典型顶部前发动机视图） (1) 右油轨接头 (2) J1/P1 ECM 接头 (3) 控制箱处的发动机接口接头 (4) 钥匙开关电路继电器 (5) 至低电流配电盘的控制箱接头

图 3	g02453075
弱电配电盘的位置（发动机左前视图） (6) 至低电流配电盘的线束 (7) 弱电配电盘

图 4	g02453078
低电流配电盘 (7) 处用于主油门控制的接头位置 (8) 灰色接头 (9) 棕色接头 (10) 钥匙开关电路保险丝 (11) 蓄电池负极 (12) 蓄电池正极

图 5	g02453081
高压燃油泵的接头位置 (13) 燃油控制阀处控制器的接头

图 6	g01318105
高压燃油泵 P1 ECM 接头处的接线端位置 (P1-38) PWM 信号 (P1-70) 钥匙开关

图 7	g02453085
高压燃油泵 P2 ECM 接头处的接线端位置 (P2-6) 过滤后的蓄电池正极

图 8	g01477832
高压燃油泵右油轨接头处的接线端位置 (端子 16) 过滤后来自 ECM 的蓄电池正极 (端子 17) 来自蓄电池负极的回路 (端子 48) PWM 信号 (端子 70) 钥匙开关

图 9	g02453084
控制箱处用于低电流配电盘的接头接线端位置 (端子 36) FCV 控制器回路 (端子 60) 钥匙开关继电器控制线圈电压的回路 (端子 63) 钥匙开关继电器辅助回路的电源

图 10	g01827259
发动机接口接头处用于高压燃油泵的接线端位置 (端子 70) 钥匙开关

图 11	g01318220
控制器处用于燃油控制阀的接线端位置 (端子 1) 电源 (接线端 5) 回路 (接线端 8) 钥匙开关 (端子 11) PWM 信号

图 12	g01478322
线束接头处用于燃油系统部件的接线端位置 (端子 2) 过滤后来自 ECM 的蓄电池正极 (接线端 3) 来自蓄电池负极的回路 (接线端 8) 钥匙开关 (接线端 9) PWM 信号

图 13	g02453096
低电流配电盘 (7) 处用于燃油系统的接线端位置 (8) 灰色接头 (端子 8-H) 钥匙开关继电器蓄电池负极 (端子 8-E) 钥匙开关继电器蓄电池正极 (9) 棕色接头 (端子 9-D) FCV 控制器蓄电池负极

图 14	g01481575
钥匙开关继电器处的接线端位置 (端子 1) 蓄电池正极 (端子 2) 蓄电池负极 (接线端 4) 钥匙开关电源 (接线端 5) 来自控制面板的钥匙开关电源

测试步骤 1. 检查有无激活的诊断代码。

1. 将 Cat 电子技师连接到维修工具接头上。

2. 恢复 ECM 的电源。

3. 监测 Cat 电子技师上的诊断代码。 检查和记录所有诊断代码。

   注: 至少应等待 30 秒，以便使诊断代码变为现行状态。

4. 确定一个诊断代码是否出现若干次。

   注: 诊断代码记录若干次表明存在间歇性故障。 多数间歇性故障都是因插座和接头销之间的不良连接而引起的。 间歇性电气故障还可能以导线和接线端之间的不良连接形式存在。

5. 查找一个或多个呈激活状态或被记录的以下诊断代码：
   • 18-7

   • 18-8

   • 18-9

   • 18-11

   • 18-12

6. 断开 ECM 的电源。

预期结果:

控制器没有激活状态的诊断代码。

结果:

• 确定 - 无激活的诊断代码。

  修复: 线束或接头中可能有间歇性故障。 如果怀疑有间歇性故障，请参阅故障诊断与排除, "电气接头 - 检查"，了解检查电气接头的正确步骤。

  停止

• 18-7 代码为激活状态 - 18-7 诊断代码激活。

  修复: 燃油执行器的实际位置和所需位置不在技术规格内。 更换燃油控制阀。

  停止

• 18-8 代码为激活状态 - 18-8 诊断代码激活。 控制器检测到来自 ECM 的 PWM 信号的电路中有故障。 转至测试步骤 5。

• 18-9 代码为激活状态 - 18-9 诊断代码激活。 ECM 检测到控制器的数据链路通信中有故障。 转至测试步骤 2。

• 18-11 代码或 18-12 代码是激活状态 - 18-11 诊断代码 18-12 诊断代码为激活状态。

  修复: 自测试期间，控制器检测到了内部故障。 更换燃油控制阀。

  停止

测试步骤 2. 检查控制器处的供电电压

1. 断开燃油控制阀处的接头。

2. 恢复 ECM 的电源。 确保钥匙开关处于接通位置。

3. 使用万用表测量接头线束侧上的端子 1（电源）和端子 5（回路）之间的电源电压。

4. 断开 ECM 的电源。

预期结果:

电压测量值为 19 至 27 VDC。

结果:

• 确定 - 该电源电压为 19 至 27 VDC。 正确电源电压到达控制器。 转至测试步骤 3。

• 异常 - 电源电压不是 19 至 27 VDC。 电源电压没有到达传感器。 转至测试步骤 4。

测试步骤 3. 检查控制器处的钥匙开关电源

1. 确保用于控制器的接头已经断开。

2. 恢复 ECM 的电源。 确认断路开关处于接通位置。

3. 测量控制器接头处接线端 8（钥匙开关）和 ECM 接地带之间的钥匙开关电源。

4. 断开 ECM 的电源。 恢复导线的原有配置。

预期结果:

钥匙开关输入上的电压为 24.0 ± 1.5 VDC。

结果:

• 确定 - 钥匙开关输入上的电压为 24.0 ± 1.5 VDC。

  修复: 钥匙开关电压和电源内到达控制器。 控制器通电，但控制器没有与 ECM 通信。CAN 数据链路的导线可能有故障。 修理 CAN 数据链路。 有关电路故障诊断与排除的信息，请参阅故障诊断与排除, "数据链路 - 测试"。

  停止

• 异常 - 钥匙开关输入上的电压不是 24.0 ± 1.5 VDC。

  修复: 钥匙开关电源没有到达控制器。 钥匙开关电路有故障。 修理电路。 有关钥匙开关的故障诊断与排除信息，请参阅故障诊断与排除, "供电电源 - 测试"。

  停止

测试步骤 4. 检查 ECM 处已过滤的蓄电池正极。

1. 制作一根足够长的跨接导线，以在 P2 ECM 接头处形成一个测试电路。 在跨接导线的一端压接接头插孔。

2. 使用导线拆卸工具拆下 ECM 接头处接线端位置 P2-6（已过滤的蓄电池正极）上的导线。 将跨接导线装入此端子位置中。

   注: 确认跨接导线的松动端没有与地源接触。

3. 使用万用表测量跨接导线松动端和 ECM 接地带之间的电压。

4. 断开 ECM 的电源。 恢复导线的原有配置。

预期结果:

ECM 输出处的电压测量值为 19 至 27 VDC。

结果:

• 确定 - ECM 处的电压为 19 至 27 VDC。

  修复: ECM 处有制器的电源电压，但电源电压没有到达控制器。 ECM 和控制器之间的线束有故障，或 FCV 存在内部短路。 拔出 FCV 上的 12 针接头。 循环通断电源，并测量 FCV 接头触针 1 和 5 之间的电压。 如果存在 19 至 27 VDC 的电压，则线束段可以工作。 插入 FCV 接头，并测量相同触针之间的电压。 如果电压低于 19 VDC，更换 FCV。 如果在接头拔下的情况下，FCV 接头上不存在电压，修理或更换线束。 有关详细信息，参考故障排除, "电气接头 - 检查"。

  停止

• 异常 - 供电电压（输出）不是 19 至 27 VDC。

  修复: ECM 未产生正确的电压。 已过滤蓄电池正极的输出中有故障。 确认更换 ECM 前，请咨询代理商解决方案网络以获取帮助。

  停止

测试步骤 5. 检查燃油控制阀控制器处的 PWM 信号的完整性

1. 断开 ECM 的电源。

2. 断开燃油控制阀控制器处的线束接头。

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图 15	g01318220
控制器接头处的接线端位置 (端子 1) 电源 (接线端 5) 回路 (接线端 8) 钥匙开关 (端子 11) PWM 信号

3. 在控制器接头处的接线端 11（PWM 信号）和接线端 5（回路）之间连接万用表导线。

4. 将 Cat 电子技师连接到维修工具接头上。

5. 恢复 ECM 的电源。 确保钥匙开关处于接通位置。

6. 使用万用表测量 PWM 信号的工作循环和频率。

   当钥匙开关处于接通位置且发动机未运转时，其正确值约为 10%。 信号的正确频率为 500Hz。

7. 使用 Cat ET 来超越 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"。 输入 50% 作为超越参数。

   注: 至少等待 30 秒钟以使超越得以激活。

8. 使用万用表测量 PWM 信号的工作循环和频率。

   在 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"设为 50% 的情况下，工作循环的正确值约为 50%。 信号的正确频率为 500Hz。

9. 使用 Cat ET 来超越 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"。 输入 100% 作为超越参数。

   注: 至少等待 30 秒钟以使超越得以激活。

10. 使用万用表测量 PWM 信号的工作循环和频率。

    在 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"设为 100% 的情况下，工作循环的正确值约为 90%。 信号的正确频率为 500Hz。

11. 断开 ECM 的电源。 恢复所有配线的原有配置。

预期结果:

PWM 信号的工作循环和频率与上述给定值一致。

结果:

• 确定 - 所有测量值的工作循环和频率都正确。

  修复: ECM 产生的 PWM 信号正确，导线正常。 控制器中有问题。 更换燃油控制阀。 核实修理后排除原有故障。

  停止

• 异常 - 工作循环与测试结果给定的值不一致。 PWM 信号电路有故障。 ECM 可能有故障。 转至测试步骤 6。

测试步骤 6. 检查 ECM 上的 PWM 信号完整性

1. 断开 ECM 接头 J1/P1。

2. 使用导线拆卸工具将接线端位置 P1-38（PWM 信号）的导线拆下。

3. 制作一根足够长的跨接导线，以在 ECM 接头处形成一个测试电路。 在跨接导线端压接一个接头插孔。 将跨接导线插入 PWM 信号的端子位置中。

4. 连接 J1/P1 ECM 接头。

5. 小心将黑色万用表探针插入 ECM 接头处的端子 P1-18（数字回路）。

6. 将 Cat 电子技师连接到维修工具接头上。

7. 恢复 ECM 的电源。 确保钥匙开关处于接通位置。

8. 使用万用表测量跨接导线和万用表探针之间的 PWM 信号的工作循环和频率。

   当钥匙开关处于接通位置且发动机未运转时，其正确值约为 10%。 信号的正确频率为 500Hz。

9. 使用 Cat ET 来超越 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"。 输入 50% 作为超越参数。

   注: 至少等待 30 秒钟以使超越得以激活。

10. 使用万用表测量跨接导线和万用表探针之间的 PWM 信号的工作循环和频率。

    在 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"设为 50% 的情况下，工作循环的正确值约为 50%。 信号的正确频率为 500Hz。

11. 使用 Cat ET 来超越 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"。 输入 100% 作为超越参数。

    注: 至少等待 30 秒钟以使超越得以激活。

12. 使用万用表测量跨接导线和万用表探针之间的 PWM 信号的工作循环和频率。

    在 "Fuel Actuator Position Command（燃油执行器位置指令）"设为 100% 的情况下，工作循环的正确值约为 90%。 信号的正确频率为 500Hz。

13. 断开 ECM 的电源。 恢复导线的原有配置。

预期结果:

PWM 信号的工作循环和频率与上述给定值一致。

结果:

• 确定 - 所有测量值的工作循环和频率都正确。

  修复: ECM 产生的 PWM 信号正确。 ECM 和控制器之间的线束中或接头中有故障。 修理或更换线束。 核实修理后排除原有故障。

  停止

• 异常 - 工作循环与测试结果给定的值不一致。

  修复: ECM 产生的 PWM 信号（用于控制器）不正确。 ECM 似乎工作不正常。 确认更换 ECM 前，请咨询代理商解决方案网络以获取帮助。

  停止