2023年11月30日发(作者：)

玉柴天然气发动机不能启动故障分析与排除

【摘要】：玉柴天然气发动机是采用天然气作为燃料的电控发动机，不

能启动故障涉及电路、燃气路、气路、点火正时、机械等系统故障，问

题涉及面广，天然气发动机使用量越来越大，不能启动故障除了可能影

响营运，长时间不能启动甚至安全问题，通过分析故障及检测技巧，可

以加快故障排除，确保安全运行。

【关健词】：玉柴气体机 不能启动 故障分析与排除

前言：玉柴气体机是采用天然气作为燃料的电控发动机，不能启动故障

涉及电路、燃气路、气路、点火正时、机械等系统故障，问题涉及面广，

XX短短在两三年内气体机使用量越来越大，保有量近三百台，并且全

部为玉柴气体机，不能启动故障除了可能影响营运，长时间不能启动甚

至出现安全问题，因为液化天然气在气瓶内长时间存贮吸热而使温度升

高，压力不断升高，超过一定压力就会自排，自排时如果遇到火源就会

燃烧爆炸，不能自排还会引起爆炸。所以通过分析故障及检测技巧，可

以加快故障排除，确保安全运行。

一、故障现象

现XX地区天然气LNG汽车近三百多台，主要分布在XX市，并

且全部为玉柴天然气发动机，数量还会不断增加，玉柴天然气发动机不

能启动故障经常出现，新车时主要涉及电路、燃气路问题，运行一段时

间后主要点火正时、机械等系统出现故障导致不能启动。例如近期XX

站的一台公交车不能启动，据司机发映发动机有转速，燃气气压及管路

正常，怀疑是电路故障，不能点火造成不能启动。为了很好地排除故障，

我们先了解玉柴天然气发动机结构和原理，并对各种故障现象进行分

析，从而又快又好地把故障排除。

二、玉柴天然气发动机结构和原理

液化天然气从气瓶流出，经管路到汽化器吸热汽化成气体，经稳压

器稳压至0.7MPa—1.3MPa，经低压滤清器和低压电磁阀输送到电控调

压器，电控调压器的作用是根据发动机运行工况精确控制天然气喷射，

天然气与空气在混合器内充分混合，经电子节气门进入气缸内，由火花

塞点燃做功。如下图

火花塞的点火时刻由ECM控制，氧传感器即时监控燃烧后尾气氧

浓度，推算出空燃比,ECM根据氧传感器的反馈信号和控制MAP及时修

正天然气喷射量。

空气从空气滤清器进入，经废气涡轮增压器到混合器和天然气混合

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后，经电子节气门控制进入气缸燃烧做功。

驾驶员通过控制电子油门踏板，经ECM综合各因素控制电子节气

门开度，从而控制发动机的功率。

三、发动机不能启动故障分析及检修

发动机启动需要合适的空燃比、启动转速、缸压、点火能量和点火

正时等因素，如果不能启动，上述因素达不到要求，其中的零部件出现

了故障，应给予检修。发动机不能启动首先检查其是否有转速，如果没

有转速或转速不够，应检查起动机及控制电路，如果转速达到启动要求，

则应检查点火、燃气路、气路、ECU保护策略等因素。

1、发动机不能转动

发动机不能启动，首先检查其是否有转速，如果没有转速，检

查起动机及控制电路，电路如下图：

打开点火开关，检查起动机接线端是否有24V电压，有24V电

压则检查起动机，没有电压则检查控制电路，控制电路主要检测继

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电器2的87A是否有电，如果没有则检查点火开关输出是否有电或

接ECM73#的85是否为高电压，如果继电器85接线端如果为低电压，

继电器线圈有电流通过，吸引开关断开起动机控制电源。

2、发动机转速达不到起动要求

发动机转速可以用电脑检测仪测定，气体发动机要求转速约200

转/分钟以上，才能启动，如果达不到转速，可能是起动机及控制电

路或电瓶失效导致，电瓶检查需确定电压及电量是否达到要求，电

池电压是否为24V或启动时电压小于16V、用高率放电计测量放电

15S端电压少于19V时为电池故障。

3、发动机转速达到起动要求

当用发动机转速达到200转/分钟以上时，则需检查发动机控制

器（ECM）上电电路、正时系统、燃气路、缸压、点火、气路等系统，

但首先需检查发动机控制器（ECM）是否上电，因为ECM没电发动机

是不能启动的，并且检查比较直观，检查ECM是否上电有几种方法：

①、 发动机控制器（ECM）是否上电分析及测量

1）、观察仪表台发动机故障指示灯点亮情况，当把点火开关开至

ON时，ECM上电进行自检，点亮发动机故障指示灯1秒后熄灭，

如果没有点亮，可能是ECM没电，需进一步重点检查ECM上电电

路。

2）、用电脑检测仪检测是否可以连接ECM，如果可以连接，证明

ECM有电，如果可以连接不上，也仍需进一步检查ECM上电电路。

3）检查水温传感器或进气压力传感器线束端是否有5V电压，如

果有，表示ECM上电，如果没有，从线路中查找。

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4）供电线路中查找，其供电线路如图：

查找点火开关和电源+可从发动机与整车接口处查找。如下图：

用万能表测量60A和44B端子是否有24V电压可知道线路是否

有电到ECM，或进一步检测ECM引脚60、79、44电源情况，如果

上述情况正常而ECM不工作，片则ECM失效。

②、正时系统检测

点火正时是根据曲轴传感器和凸轮轴传感器信号确定，曲轴传感

器和凸轮轴传感器都是电磁感应式，两者可互换，和信号盘间隙为

0.5㎜～1.5㎜，阻值约860欧姆，检测点火正时故障，需检查曲轴

传感器和凸轮轴传感器，可用电脑检测仪检测发动机转速，如果有

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转速达200转/分钟以上，也无故障码，可证明检查曲轴传感器和凸

轮轴传感器正常，可进一步检查信号盘相位关系，因为曲轴传感器

和凸轮轴传感器出现故障一般不显示转速，也没有故障码。

③、燃气管路检测

燃气系统是否有故障可通过起动过程观察电脑诊断仪

界面中的电控调压器

出口实际压力（Gaseous pressure actual）是否能够到达电控调压

器出口目压力（Gaseous pressure target）来判断，若起动过程实

际值不能到达目标值，则认为电控调压器或电调调压器之前气路有

问题。若起动过程电控调压器出口实际压力能够达到目标压力，则

燃气系统需继续检查混合器、电子节气门。

电控调压器之前气路包括气瓶、手动阀门、低压滤清器、稳压

器、低压电磁阀等，气瓶是否有气，可观察气瓶压力表压力是否在

0.3Mpa以上，稳压器后压力表压力是否在0.3Mpa以上,检查低压电

磁阀是否损坏，在点火开关在ON位置，低压电磁阀是否损坏正极是

否有24，负极是否接地，或直接地测试，观察低压电磁阀是否有动

作，从而判断低压电磁阀是否损坏。

电控调压器是一个独立的ECU的控制器，他与ECM的通讯是总

线（CAN）通讯，他的好坏可用电脑检测仪进行检测，根据故障码进

行对照，再检查线路核实，其线路如下图：

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例如：发动机不能启动，用电脑检测仪检测出1173故障码（电

控调压器命令丢失，即ECM与电控调压器不能正常通讯），检查7号

接线端是否有24V电压，14号和15号线为CAN总线，对地电压约

2.5V，也可依次拔掉环境温度传感器、仪表等之间的网络通讯线，

当拔掉某一部件，通讯恢复正常，即为某部件出现故障。

电控调压器以后的管路为混合器和电子节气门，混合器只要检

查膜片是否破损、空气阀是否卡滞等，用电脑检测仪检测故障码一

般为1153或1154，即NG闭环修正量高或低。电子节气门故障主要

表现在气门卡滞，故障码为122或123，即TPS1电压高或低。可用

电脑检测仪TEST测试界面对电子节气门进行测试，观察是否气门活

动正常。

④、燃烧系统的检修

燃烧系统重点检查点火部分，是否失效可通过外挂火花塞观察起

动过程是否跳火判断。活塞、活塞环、气门故障模式表现为为缸压不

足，可通过检测缸压判断。

⑤、进气管路检修

进气管路是否严重堵塞,可通过观察诊断软件在发动机起动时显

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示的TIP(节气门前压力)是否为负压（小于环境压力）判断。若TIP

严重低于环境压力，则认为进气管路严重堵塞，影响起动。

⑥、ECU保护策略

ECU保护策略是在主要控制部件出现故障时，为了保护发动机、

汽车和人员的安全，在故障情况下使发动机无法再次起动。当ECU 判

断出现下述故障：曲轴信号、凸轮轴信号、MAP 传感器故障、水温超

高限、电子节气门故障、发动机转速超限。ECU处理措施会点亮故障

灯和产生相关故障码并使发动机停机及无法再次起动。

四、故障事例及排除

从上述XX车站的一台公交车不能启动故障，据司机发映发动

机有转速，燃气气压及管路正常，怀疑是电路故障，不能点火造成

不能启动。我们从新进行了检查，首先发动机有转速，用电脑检测

仪检查其转速达200转/分钟，并且没有故障码，根据以上分析可以

排除起动机、电脑上电、曲轴信号、凸轮轴信号、ECU保护策略等系

统出现故障可能，那么应重点检查电路和燃气路，由于司机发映燃

气气压及管路正常，所以重点检查点火电路，我们通过检查点火线

圈有24V电压，并外挂火花塞有跳火，也排除了点火电路出现故障。

我们再检查燃气路，LNG气瓶有1.6Mpa气压，稳压器有0.8 Mpa气

压，上述气压正常，检查低压电磁阀时有24V驱动电压，但用手触

摸在起动时并没有跳动，并用电脑检测仪检测时，发现电控调压器

出口实际压力（Gaseous pressure actual）为-6 H2O，而电控调压

器出口目标压力（Gaseous pressure target）为0 H2O，即起动过

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程实际值不能到达目标值，我们认为电控调压器或电调调压器之前

气路有问题，初步判断低压电磁阀损坏不能打开，导致燃气不能通

过，我们通过拆卸低压电磁阀后管路，发现没有燃气流出，而拆卸

低压电磁阀前管路，发现有气压，并测量线圈电阻为无穷大，正常

时电阻阻值为65欧姆，把低压电磁阀从管路上拆卸下来，直接接24V

电源测试，低压电磁阀并没有动作，从而证明是低压电磁阀损坏，

更换后故障排除。下图为低压电磁阀安装位置和拆卸后状况。

五、结束语

通过对发动机不能启动的故障分析和一些检修技巧，可加快对

玉柴气体机不能启动的故障排除速度，今后要加强理论学习，并在

常营运及安全运行。

六、致谢

在论文的撰写中，得到了XX市劳动就业训练中心的X老师等老

师或专家的悉心指导，同时也得到玉柴集团的冯工、庞工等工程师

提供资料及数据，在此表示衷心感谢。

由于本人水平和经验有限，写作时间仓促，文中有错漏和不足

之处，恳请老师、专家及同行批评指正。

七、参考文献及资料：

1、汽车维修电工职业技能鉴定考试指南 广东经济出版社 2006年9月

2、玉柴气体机发动机系统组成及工作原理 玉柴集团公司 2008年2月

3、汽车电器图解检修手册 人民邮电出版社 2005年1月

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