技術(shù)維修與康明斯知識

康明斯柴油發(fā)電機電控噴油器的原理應用和檢修步驟

 

摘要：在對電控柴油發(fā)電機進(jìn)行故障檢查時(shí)，首先需要全面地掌握電控噴油器的結構、工作原理和線(xiàn)路連接方法，明確電控噴油器中各部件可能產(chǎn)生的故障以及對整個(gè)系統的影響。運用科學(xué)的故障檢查方法對系統故障現象進(jìn)行綜合分析、判斷，確定故障的性質(zhì)和可能產(chǎn)生故障的原因和范圍。作為電噴發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵部件之一的噴油器，它的工作好壞將嚴重的影響發(fā)動(dòng)機的性能，康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家本文就柴油發(fā)電機噴油器及其密封性的檢測方法和技巧進(jìn)行闡述，并制定合理的檢查步驟進(jìn)行深入診斷。

 

一、噴油器原理與應用

 

      電控式噴油器原理是當電磁線(xiàn)圈通電時(shí)會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，閥針在電磁力的作用下克服彈簧力離開(kāi)閥座，噴油嘴的出油孔打開(kāi)，燃油在高壓下被壓入燃燒室內。高壓噴油嘴的出油孔形狀可以使燃油達到很好的霧化效果，而噴油量主要取決于閥針的開(kāi)啟時(shí)間與燃油油軌的壓力。當通電結束，閥針在彈簧力的作用下落座，切斷康明斯電噴型柴油發(fā)電機組燃油供給。

1、安裝位置

      噴油器通常安裝在電控發(fā)動(dòng)機的氣缸蓋上。

2、功用

      根據康明斯柴油發(fā)電機ECU的噴射信號進(jìn)行燃料噴射。

3、結構

      柴油發(fā)電機的噴油器由針閥、柱塞、電磁線(xiàn)圈等組成，原理如圖1所示。

4、按噴油器電磁線(xiàn)圈的電阻分類(lèi)

（1）低阻噴油器∶電磁線(xiàn)圈的電阻值約為0.2～3Ω，如圖2（a）所示。

（2）高阻噴油器∶電磁線(xiàn)圈的電阻值約為12~17Ω，如圖2（b）所示。

      高阻噴油器只能采用電壓驅動(dòng)方式，故驅動(dòng)電路較簡(jiǎn)單，成本較低，但高阻噴油器無(wú)效噴射時(shí)間較長(cháng)，響應特性較差，應用較廣。ECU根據噴射量信號，給功率三極管的基電極輸入高電壓脈沖，這時(shí)功率三極管工作，噴油器電路接通，當電流通過(guò)電磁線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的電磁吸力克服彈簧力將銜鐵吸起，球閥離開(kāi)閥座，柴油從噴油孔噴出。電磁線(xiàn)圈斷電時(shí)，在復位彈簧張力的作用下，球閥回落到閥座，噴油孔被關(guān)閉，噴油器停止噴油。ECU控制4個(gè)噴油器順序開(kāi)啟（與點(diǎn)火順序相對應;1—3—4—2）。噴油器的供電來(lái)自燃油泵繼電器，當ECU接通噴油器的搭鐵線(xiàn)后，噴油器開(kāi)啟噴油。噴油量只取決于ECU控制的噴油器開(kāi)啟時(shí)間的長(cháng)短。

 

圖1  柴油機噴油器基本工作原理圖

圖2  柴油機噴油器電阻和電壓電路圖

 

二、噴油器的拆裝

 

1、噴油器的拆卸

（1）短時(shí)打開(kāi)燃油濾清器蓋（釋放壓力），用擦布蓋好壓力接頭，打開(kāi)接頭，并用擦布吸凈漏出的燃油。

（2）從燃油壓力調節器上拔下真空軟管從噴油器和霍爾傳感器上拔下電線(xiàn)插頭，從進(jìn)氣歧管上擰下燃油分配管的緊固螺釘，把燃油噴油器連同燃油分配管一起從進(jìn)氣歧管上拔下。

（3）拉出噴油器與燃油分配管連接處的開(kāi)口夾，從燃油分配管上拆下噴油器。請盡量使用專(zhuān)業(yè)拉拔器進(jìn)行拆卸，以免損壞缸蓋和噴油器，拆卸工具如圖3所示。

2、噴油器的安裝

（1）安裝噴油器時(shí)注意更換O形密封圈（在更換噴油器的前O形密封圈時(shí)，不能拆下噴油器頭部的塑料蓋，O形密封圈應從塑料蓋上拉下）。

（2）確保開(kāi)口夾已安裝好。

（3）用干凈的發(fā)動(dòng)機機油潤滑O形密封圈，把噴油器插入到燃油分配管的座口內，插到底并用開(kāi)口夾子卡住。

（4）把帶噴油器卡箍固定的燃油分配管裝到進(jìn)氣歧管上，慢慢地壓入噴油器，保證安裝位置正確。插入緊固螺釘，把燃油分配管輕壓向進(jìn)氣歧管并緊固螺釘。

 （5）最后，將噴油器裝入缸體上的噴射口內，用10N·m的力矩擰緊螺栓，安裝位置如圖4所示。

 

圖3  快速拆卸噴油器的工具

圖4  電控噴油器安裝位置圖

 

三、噴油器檢修方法

 

1、檢測噴油量、密封性及噴油型式

      噴油器拆下拿到噴油器試驗臺檢測，如圖5所示。若檢測的噴射壓力達不到相應的技術(shù)標準、噴油器的霧化程度不好、有滴油或泄漏現象，而且經(jīng)過(guò)清洗和調整仍無(wú)法恢復工況的噴油器都必須更換。

（1）拔下油壓調節器的真空軟管，從噴油器及霍爾傳感器上拔下電線(xiàn)插頭，從進(jìn)氣歧管上擰下燃油分配管的堅固螺釘，連同噴油器一起從進(jìn)氣歧管上拔下。

（2）把要檢測的噴油器放到噴油量檢測器的測量杯中，用檢測儀輔助線(xiàn)束把要檢測的噴油器的一個(gè)端子同發(fā)動(dòng)機搭鐵相連，用輔助導線(xiàn)及導線(xiàn)接頭V.A.G1348/3-2，把噴油器的另一個(gè)端子同遙控器V.A.G1348/3A相連，把鱷魚(yú)夾夾到蓄電池的正極上。

（3）開(kāi)始執行元件診斷并觸發(fā)1缸的噴油器（N30）（燃油泵須運轉）。

（4）檢查噴油器泄漏（目視檢查），當燃油泵工作時(shí)，每個(gè)噴油器每分鐘的漏油量只允許1～2滴，如果較多的燃油泄出，關(guān)閉燃油泵（終止執行元件的診斷）并更換有故障的噴油器，必要時(shí)再次進(jìn)行執行元件診斷。需注意要重新進(jìn)行執行元件的診斷必須事先短時(shí)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。

（5）觸動(dòng)V.A.G1348/3A遙控30s，完成所有噴油器噴油量的測量。當四個(gè)噴油器都觸發(fā)后，把測量杯放到水平的表面上，噴油量的規定值為130～150ml/30s。

（6）如果所有的噴油器都沒(méi)有達到規定值，需測量燃油的壓力。如果某一個(gè)噴油器沒(méi)有達到規定值，則換裝一個(gè)新的噴油器。

 

（7）在測試儀上檢查噴油量的同時(shí)也要檢查燃油的噴射形狀，每個(gè)噴油器的噴油形狀應相同，如圖6所示。

 

 

圖5  噴油器測試儀結構系統圖

圖6  柴油機噴油嘴油霧形狀測試

2、電磁噴油器電阻檢測

      使電噴型柴油發(fā)電機轉速達1500轉額定值，聽(tīng)噴油器的工作聲音，電噴型柴油發(fā)電機工作時(shí)用手指或聽(tīng)診器（觸桿式）接觸噴油器，通過(guò)聲音來(lái)判斷噴油器是否動(dòng)作。

（1）撥開(kāi)噴油器的導線(xiàn)連接器，用電阻表測量噴油器上兩個(gè)接線(xiàn)端子間的電阻，阻值應為12～17Ω，如果阻值不符，則應更換噴油器。

（2）噴油器控制端檢測∶電源正極接帶330Ω電阻的二極管試燈，再接至噴油器線(xiàn)束端子灰線(xiàn)端，啟動(dòng)電噴型柴油發(fā)電機時(shí)，試燈會(huì )閃亮，說(shuō)明傳感器和電腦無(wú)問(wèn)題，若試燈不閃亮，說(shuō)明線(xiàn)路、傳感器或電腦有故障，須檢查線(xiàn)路、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和電腦。

3、噴油器噴油控制端的波形測試

      康明斯公司以全新噴油器、舊的噴油器和已損壞的噴油器進(jìn)行試驗后，對比其數據不同之處，噴油量和噴霧錐角曲線(xiàn)如圖7、圖8所示。

（1）峰值之間出現振幅式雜波→發(fā)動(dòng)機ECU中的噴油驅動(dòng)器故障（對于峰值保持型噴油器）。

（2）電流開(kāi)始流入線(xiàn)圈時(shí)，電流波形在左側幾乎垂直上升→噴油器的電阻太?。ǘ搪罚┗蛘甙l(fā)動(dòng)機ECU內的噴油驅動(dòng)器損壞（關(guān)于噴油器電流波形分析）。正常情況下：通常飽和開(kāi)關(guān)型噴油器電流波形大約在以45°角上升;通常峰值保持型噴油器波形大約以60°角斜率上升。

5、噴油器的供電的檢測

（1）檢測時(shí)噴油器的保險絲是否完好。如果不正常應先更換。

（2）拆下被檢測的噴油器的導線(xiàn)插頭，在端子1及發(fā)動(dòng)機搭鐵之間串接二極管檢測燈。

（3）啟動(dòng)機運轉幾秒鐘（允許發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)），二極管檢測燈應當亮。如二極管檢測燈亮，檢測噴油器的觸發(fā)情況，如二極管檢測燈不亮，檢測端子1到燃油泵繼電器之間的導線(xiàn)是否有斷路故障，如有應排除。

6、噴油器觸發(fā)情況的檢測

（1）從被檢測的噴油器上拆下電線(xiàn)插頭，在端子2及蓄電池的正極之間串接二極管檢測燈。啟動(dòng)機運轉幾秒鐘（允許發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)），二極管檢測燈應閃亮。需注意二極管檢測燈在兩次閃亮中間保持暗亮，在閃亮時(shí)非常亮。如二極管檢測燈不閃亮，應把發(fā)動(dòng)機控制單元的線(xiàn)束同檢測盒接上，檢測發(fā)動(dòng)機控制單元與對應的噴油器插頭的端子之間是否斷路或短路。1、2、3、4缸噴油器導線(xiàn)插頭端子2分別與檢測盒上的端子73、80、58、65對應。導線(xiàn)的電阻值最大允許為1.5Ω，如不符合，應消除短路或斷路故障，如線(xiàn)束正常完好，應更換新的發(fā)動(dòng)機控制單元。

（2）電噴柴油發(fā)電機資料所提供的燃油系統的殘壓值是表示燃油壓力下降的速率，而不是絕對數值，例隨著(zhù)時(shí)間的推移其殘壓值要繼續下降，最后殘壓的絕對數值是多少，機型不同，其數值也不盡相同。但燃油系統內需要長(cháng)時(shí)間保持一定的殘壓，以保證隨時(shí)順利啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。

 

圖7  新、舊、壞狀態(tài)下噴油器噴油量試驗對比曲線(xiàn)圖

圖8  新、舊、壞狀態(tài)下噴油器噴霧錐角對比曲線(xiàn)

 

總結：

      當發(fā)動(dòng)機電控噴油器出現故障時(shí)，可利用以數字萬(wàn)用表、LED燈和示波器為主的通用儀表，對柴油發(fā)電機進(jìn)行故障檢查和診斷。因為電控噴油器的各部件均有一定的電壓、電流和阻值范圍，工作時(shí)有輸出電壓信號范圍和輸出脈沖波形。因此用萬(wàn)用表測量元件的電阻和輸出電壓及導通性，用LED燈或示波器測試元件工作時(shí)的輸出電壓波形等可判斷元件或線(xiàn)路是否正常。也可通過(guò)專(zhuān)用檢測儀器進(jìn)行檢查，將儀器與診斷接頭相連，讀出故障碼及故障原因。當顯示與某元件有關(guān)的故障代碼時(shí)，應進(jìn)行該元件的基本檢測，若不能排除故障，則按故障代碼的診斷流程進(jìn)行相關(guān)數據的進(jìn)一步的檢測。

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