燃料計量ユニットバルブの故障と対処法

更新日:2024年2月14日

燃料計量ユニットバルブ（メータリング比例弁とも呼ばれる）は、高圧燃料ポンプの入口に取り付けられ、燃料供給量とレール圧力を調整します。動作不良が発生した場合は、故障を診断し、適切な対処を施してシステムを仕様どおりに復旧させる必要があります。

ECUがこのバルブを指令し、通常は玉柴（ユーチャイ）National 3およびNational 4の電子制御ディーゼルエンジンに搭載され、BOSCH高圧コモンレール燃料噴射システムを採用しています。

メータリングバルブの動作原理は単純です。オーバーフローバルブとともに、Boschコモンレール高圧ポンプで最も故障しやすい2つの部品の1つです。ほとんどの場合、故障箇所と種類を特定し、メータリングバルブまたはオーバーフローバルブのみを点検・清掃・交換すればよく、ポンプ全体を交換する必要はありません。

燃料メータリングバルブは比例ソレノイドバルブで、通常は高圧ポンプの入口に取り付けられます。ECUはPWM信号で駆動し、デューティ比を変化させてバルブの開度を制御します。これにより、プランジャーへの燃料流量が調整され、コモンレール圧力が設定されます。上死点診断機器は、これに必要なすべての機能をカバーしています。

高圧ポンプのモデルと制御戦略によって、玉柴Boschコモンレールエンジンでは、メータリングバルブの構造、特性、取り付け位置、電気コネクタが若干異なる場合があります。交換時にはこれらに注意してください。特に無通電時のデフォルト状態に注意が必要です。バルブにはノーマルオープンタイプとノーマルクローズタイプがあります。簡単な確認方法：レールパイプに圧力逃がし弁がある場合（商用車プラットフォームで一般的）、メータリングバルブはノーマルオープンです。乗用車プラットフォームでは通常逃がし弁がないため、バルブはノーマルクローズです。上死点診断機器には必要な機能がすべて備わっています。

ノーマルオープン型の燃料計量バルブの場合、デフォルト状態は開であり、非通電時に最大流量となります。ノーマルクローズ型はその逆の動作をします。オーバーフローバルブは多段式の機械式バルブで、ポンプ吐出圧力を調整し、潤滑とオイルリターンが正常に機能するようにします。計量バルブの入口圧力が高くなりすぎた場合（通常約0.1 MPa）、オーバーフローバルブはリターンポートを開き、燃料を入力ポンプの入口またはタンクに戻します。

故障症状とコード定義は、モデルによって、また計量バルブの種類や制御戦略によって若干異なる場合がありますが、基本的なトラブルシューティングのアプローチは同じです。

燃料計量バルブの一般的な故障モード

以下は、燃料計量バルブの代表的な故障モードであり、症状と故障コードによって識別されます。

故障ランプが点灯します。
P0251（燃料計量バルブ駆動不良 – オープン回路）、P0254（電源への短絡）、P0253（アースへの短絡）、P160E（メインリレー1駆動回路不良 – 電源への短絡）、またはP160F（メインリレー1駆動回路不良 – アースへの短絡）などのコードが表示されます。
コントローラーが高圧ポンプの燃料供給量を増加させます。
燃料圧力が急上昇し、リリーフバルブが強制的に開弁します。
診断ツールによると、レール圧力は700〜760バールです。
エンジン回転数は制限されますが、その範囲内ではスロットルは依然として応答します。

注意：不適切な使用、メンテナンス、分解、または組み立ては、バルブに物理的な損傷（衝撃、変形、内部損傷）を与え、バルブまたはその電気コネクタでの燃料漏れを引き起こす可能性があります。これにより、電気的な接続不良が発生します。

オーバーフローバルブの一般的な故障モード

オーバーフローバルブには、以下のような一般的な故障があります。

リリーフバルブのシーリングリングの損傷。
オーバーフローバルブのシート部からのエア漏れ。
オーバーフローバルブの流量および圧力の測定値が仕様から外れている。
オーバーフローバルブが固着し、元の位置に戻らない。
リリーフバルブのスプリングが破損しているか、ダンピング要素が汚染されている。

トラブルシューティングとダウンタイム削減のためには、基本から始めてください。バッテリーの充電状態を確認し、車両の電源とヒューズが正常であることを確認し、すべてのコネクタの締め付けと腐食を点検してください。マルチメーター、診断ツール、ジャンパーボックス、テストリードを使用して、部品交換前に故障箇所を切り分けてください。

電子制御システムは、適切なメンテナンスを行って初めて確実に動作することに留意してください。燃料計量ユニットは通常、燃料ポンプアセンブリに統合されており、現場での分解は想定されていません。また、計量ユニットはシステムによって異なります。Bosch、Denso、Delphiはそれぞれ独自の設計を採用しているため、その特定のECMに適合したソリューションが必要です。

燃料計量ユニット：よくある質問

燃料計量バルブ（燃料制御バルブまたは燃料流量制御バルブとも呼ばれる）は、内燃機関の燃料噴射システムの一部です。その役割は、燃焼室に到達する燃料の量を正確に調整することです。

計量ユニットは、産業プロセス全体で液体または気体の流体の流れを測定および制御します。センサー、制御ロジック、アクチュエーターを使用して、流量を正確かつ安定に保ちます。正確な設計は、石油・ガスのパイプライン、水処理、化学処理、または厳密な流量制御を必要とするその他のセットアップなど、用途によって異なります。

航空機において、燃料計量バルブはエンジンへの燃料供給を制御し、燃料システムの重要な構成部品です。これは通常、タービンエンジンなどの連続フロー式燃料噴射システムで使用され、出力要求や運転条件に基づいて燃料を正確に計量します。

航空機エンジンでは、エンジンの設計、用途、技術レベルに応じて、いくつかの燃料計量方式が使用されています。主なものは以下の通りです。