康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

新闻主题	康明斯柴油机组的喷油器检测工具和步骤

 

摘要：电控喷油器是柴油机电控系统最重要的执行器，它替代了普通喷油系统中的喷油嘴和喷油器总成，与直喷式柴油机中的喷油器大体相似。喷油器用卡夹装在气缸盖中，共轨喷油器在直喷式柴油机中的安装不需要气缸盖在结构上有很大变化。康明斯公司在本文中为您说明了喷油器检测工具和需要检测的内容，促使用户和维修工初步学会喷油器动作的简单检查步骤，同时掌握喷油器的正常参数测量方法和检测喷油器的工作情况。

 

一、喷油器工作方式

 

      在电控共轨燃油系统中，设计、工艺难度最大的部件就是电控喷油器，到目前为止，共轨系统中品种最多的部件也是电控喷油器。各种电控喷油器的基本原理相同，结构相似，但外形相差较大。图2-90所示为康明斯公司电控喷油器的结构。

      在柴油机和供油泵工作时，喷油器的工作状态如下。

1、喷油器关用（静止状态）

      电磁阀在静止状态不受控制，因此是关闭的。回油节流孔关闭时，电枢的钢球通过阀弹簧压在回油节流孔的座面上。控制室内建立共轨的高压，同样的压力也存在于喷油嘴的内腔容积中，共轨压力在控制柱塞端面上施加的力及喷油器调压弹簧的力大于作用在针阀承压面上的液压力，针阀处于关闭状态。

2、喷油器开启（喷油开始〕

      喷油器一般处于关闭状态。当电磁阀通电后，在吸动电流的作用下迅速开启，当电磁铁的作用力大于弹簧的作用力时，回油节流孔开启，在极短时间内，升高的吸动电流变为较小的电磁阀保持电流，随着回油节流孔的打开，燃油从控制室流入上面的空腔，并经回油通道回流到油箱，控制室内的压力下降，于是控制室内的压力小于喷油嘴内腔容积中的压力，控制室中减小了的作用力引起作用在控制柱塞上的作用力减小，从而针阀开启，开始喷油。

      针阀开启速度决定于进、回油节流孔之间的流量差。控制柱塞达到上限位置，并定位在进、回油节流孔之间，此时，喷油嘴完全打开，燃油以近于共轨压力喷入燃烧室。

3、喷油器停止

      喷油结束后如果不控制电磁阀，则电枢在弹簧力的作用下向下压，钢球关闭回油节流孔。电枢设计成两部分组合式，电枢板经一拨杆向下引动，但它可用复位弹簧向下回弹、从而没有向下的力作用在电枢和钢球上。回油节流孔关闭，进油节流孔的进油使控制室中建立起与共轨中相同的玉力，这种升高了的片力使作用在控制柱塞上端的压力增加，这个来自控制室的作用力和弹簧力超过了针阀下方的液压力，于是针阀关闭，针阀关闭速度决定于进油节流孔的流量。电控喷油器由喷油嘴、液压伺服系统与电磁阀三部分组成。燃油从高压接头经进油通道送往喷油嘴，经进油节流孔送入控制室，控制室通过由电磁阀打开的回油节流孔与回油孔联接。回油节流孔在关闭状态时，作用在控制活塞上的液压力大于用在喷油嘴针阀承压面上的力，因此喷油嘴针阀被压在座面上，从而没有燃油进入燃烧室。
      电阀动作时、打开回油节流孔，控制室内的压力下降，当作用在控制活塞上的液压力低于作用在喷油嘴针阀承压面上的作用力时，喷油嘴针阀立即开启，燃油通过喷油孔喷入燃烧室。由于电磁阀不能直接产生迅速关闭针阀所需的力，因此，经过一个液力放大系统实现针阀的这种间接控制。在这个过程中，除喷入烧室的燃油量之外，还有附加的所谓控制油量经控制室的节流孔进入回油通道。

      除喷油量和控制油量外，还有针阀导向部分和活塞导向部分的泄漏油量。这种控制油量和泄漏油量经带有集油管（溢流阀、供油泵和凋压阀也与集油管接道）的回油通道回流到油箱。

图1  柴油机电控喷油器基本组成

图2  电磁式喷油器工作原理图

 

二、喷油器故障与检查

 

1、故障类型

      喷油器出现的故障分为机械故障和电路故障。

（1）机械故障

      喷油器机械故障表现力喷油器雾化不良、针阀卡死、针阀与针阀孔导向面磨损、喷油嘴滴油和回油量过高。能导致喷油压力降低，油时间推迟，柴油机功率下降、抖动、温度过高，甚至熄火以及起动困难，无法起动，排气管冒白烟、黑烟等故障现象。

（2）电路故障

      喷油器电路故障主要表现在电磁线圈短路新路及控制信号失效等方面，可能导致起动困难、抖动、缺缸甚至无法起动等故障现象。

2、故障检查方法

      喷油器的检查主要分为电气性能检和力学性能检查。

（1）电气性能检查

      在确认喷油器电压、电阻、线路正常的前提下，主要通过诊断仪进行故障码查询、据流分析和喷油波形分析来进行判断。

（2）力学性能检查

      最好的办法是采用定型的共轨燃油喷射系统试验台，它可提供最低喷油压力、喷油速率、响应速度（最小喷油持续时间及间隔）、霁化效果和密封性等完整的喷油器模测试功能，并对喷油器的技术状况进行比较。

 

三、喷油器试验步骤

 

1、检测工具

（1）数字万用表；

（2）短接线；

（3）试灯笔；

（4）听诊器；

（5）柴油机故障诊断仪；

（6）波形分析仪。

2、检测内容

（1） 检测条件

      蓄电池供电电压正常；启动正常；燃油压力正常。

（2） 喷油器的电阻检测

      拔下各缸喷油器两芯插头。用万用表电阻档，正负表笔分别连接喷油器两个端子，依次测量各缸喷油器的电阻。标准值：喷油器的电阻值应为13~18Ω。

（3） 喷油器供电电压检测

      用万用表电压档正表笔及喷油器插头的1端子，负表笔搭铁，测出的电压值应等于蓄电池电压。如果电压值不符合要求，则应检查插头端子到附加熔断丝s之间的线路有无断路或接触不良用发光二极管检测灯连接的喷油器线束插头上，启动柴油机后，二极管试灯必须闪亮。如果二极管不闪或不发光，查看是否有线路故障或者ECU故障。

 

图3  喷油器的电阻检测

图4  喷油器电路电压的检测

 

（4）检测喷油器的喷油量

      把喷油器深入量杯中。跨接燃油泵主继电器，使燃油泵一直处于工作状态。将喷油器1、2端子与蓄电池正、负极相连，使喷油器喷油，观察喷油量。同时可以观察喷油器喷射形状和雾化情况，观察喷油器泄露情况。

      30秒内喷油量应为70~85ML，各缸喷油器的流量差小与等于9ML。各缸喷油器雾化情况均应良好、均匀一致，所有喷射形状应相同，都是小与35° 的圆锥雾状。检查喷油器滴漏时，让燃油泵运转，每个喷油器在一分钟内最多允许喷油一两滴，否则应更换喷油器。

 

图5  喷油器测试仪原理图

图6  喷油器测试仪连接出口

 

（5）检测喷油器线束的导通性

      用万用表的电阻档分别检测各缸喷油器插头一号端子与燃油泵继电器87号端子之间的导线电阻值。

（6）喷油器控制信号波形检测

      拔下喷油器线束插头，将示波器信号插头接至喷油器2号端子。启动柴油机，观察波形。 让柴油机在怠速工况、加速工况和负荷工况下运行，查看控制信号波形的变化和区别。

表1    喷油器检测作业表

 

总结：

      柴油机电控单元(ECU)根据柴油机转速信号以及温度、压力等相关信号，计算柴油机实际运转工况下的最佳喷油量，并与存储在ECU中的目标值或MAP图相互比较，最后确定实际喷油量，发出驱动信号，通过对喷油器电磁阀的通、断电时刻及通、断电持续时间直接控制喷油量，使柴油机在最佳状态下运转。喷油器带有精密阀组件，其本身是靠柴油润滑的，一旦系统进入水分，能会造成机械部件锈蚀或润滑不良等问题，所以保障喷油器正常工作的首要条件，是选择符合规定的燃油且及时更换滤清器。

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