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康明斯柴油发电机电控喷油器的原理应用和检修步骤

 

摘要：在对电控柴油发电机进行故障检查时，首先需要全面地掌握电控喷油器的结构、工作原理和线路连接方法，明确电控喷油器中各部件可能产生的故障以及对整个系统的影响。运用科学的故障检查方法对系统故障现象进行综合分析、判断，确定故障的性质和可能产生故障的原因和范围。作为电喷发动机的关键部件之一的喷油器，它的工作好坏将严重的影响发动机的性能，康明斯发电机厂家本文就柴油发电机喷油器及其密封性的检测方法和技巧进行阐述，并制定合理的检查步骤进行深入诊断。

 

一、喷油器原理与应用

 

      电控式喷油器原理是当电磁线圈通电时会产生磁场，阀针在电磁力的作用下克服弹簧力离开阀座，喷油嘴的出油孔打开，燃油在高压下被压入燃烧室内。高压喷油嘴的出油孔形状可以使燃油达到很好的雾化效果，而喷油量主要取决于阀针的开启时间与燃油油轨的压力。当通电结束，阀针在弹簧力的作用下落座，切断康明斯电喷型柴油发电机组燃油供给。

1、安装位置

      喷油器通常安装在电控发动机的气缸盖上。

2、功用

      根据康明斯柴油发电机ECU的喷射信号进行燃料喷射。

3、结构

      柴油发电机的喷油器由针阀、柱塞、电磁线圈等组成，原理如图1所示。

4、按喷油器电磁线圈的电阻分类

（1）低阻喷油器∶电磁线圈的电阻值约为0.2～3Ω，如图2（a）所示。

（2）高阻喷油器∶电磁线圈的电阻值约为12~17Ω，如图2（b）所示。

      高阻喷油器只能采用电压驱动方式，故驱动电路较简单，成本较低，但高阻喷油器无效喷射时间较长，响应特性较差，应用较广。ECU根据喷射量信号，给功率三极管的基电极输入高电压脉冲，这时功率三极管工作，喷油器电路接通，当电流通过电磁线圈时，线圈产生的电磁吸力克服弹簧力将衔铁吸起，球阀离开阀座，柴油从喷油孔喷出。电磁线圈断电时，在复位弹簧张力的作用下，球阀回落到阀座，喷油孔被关闭，喷油器停止喷油。ECU控制4个喷油器顺序开启（与点火顺序相对应;1—3—4—2）。喷油器的供电来自燃油泵继电器，当ECU接通喷油器的搭铁线后，喷油器开启喷油。喷油量只取决于ECU控制的喷油器开启时间的长短。

 

图1  柴油机喷油器基本工作原理图

图2  柴油机喷油器电阻和电压电路图

 

二、喷油器的拆装

 

1、喷油器的拆卸

（1）短时打开燃油滤清器盖（释放压力），用擦布盖好压力接头，打开接头，并用擦布吸净漏出的燃油。

（2）从燃油压力调节器上拔下真空软管从喷油器和霍尔传感器上拔下电线插头，从进气歧管上拧下燃油分配管的紧固螺钉，把燃油喷油器连同燃油分配管一起从进气歧管上拔下。

（3）拉出喷油器与燃油分配管连接处的开口夹，从燃油分配管上拆下喷油器。请尽量使用专业拉拔器进行拆卸，以免损坏缸盖和喷油器，拆卸工具如图3所示。

2、喷油器的安装

（1）安装喷油器时注意更换O形密封圈（在更换喷油器的前O形密封圈时，不能拆下喷油器头部的塑料盖，O形密封圈应从塑料盖上拉下）。

（2）确保开口夹已安装好。

（3）用干净的发动机机油润滑O形密封圈，把喷油器插入到燃油分配管的座口内，插到底并用开口夹子卡住。

（4）把带喷油器卡箍固定的燃油分配管装到进气歧管上，慢慢地压入喷油器，保证安装位置正确。插入紧固螺钉，把燃油分配管轻压向进气歧管并紧固螺钉。

 （5）最后，将喷油器装入缸体上的喷射口内，用10N·m的力矩拧紧螺栓，安装位置如图4所示。

 

图3  快速拆卸喷油器的工具

图4  电控喷油器安装位置图

 

三、喷油器检修方法

 

1、检测喷油量、密封性及喷油型式

      喷油器拆下拿到喷油器试验台检测，如图5所示。若检测的喷射压力达不到相应的技术标准、喷油器的雾化程度不好、有滴油或泄漏现象，而且经过清洗和调整仍无法恢复工况的喷油器都必须更换。

（1）拔下油压调节器的真空软管，从喷油器及霍尔传感器上拔下电线插头，从进气歧管上拧下燃油分配管的坚固螺钉，连同喷油器一起从进气歧管上拔下。

（2）把要检测的喷油器放到喷油量检测器的测量杯中，用检测仪辅助线束把要检测的喷油器的一个端子同发动机搭铁相连，用辅助导线及导线接头V.A.G1348/3-2，把喷油器的另一个端子同遥控器V.A.G1348/3A相连，把鳄鱼夹夹到蓄电池的正极上。

（3）开始执行元件诊断并触发1缸的喷油器（N30）（燃油泵须运转）。

（4）检查喷油器泄漏（目视检查），当燃油泵工作时，每个喷油器每分钟的漏油量只允许1～2滴，如果较多的燃油泄出，关闭燃油泵（终止执行元件的诊断）并更换有故障的喷油器，必要时再次进行执行元件诊断。需注意要重新进行执行元件的诊断必须事先短时关闭点火开关。

（5）触动V.A.G1348/3A遥控30s，完成所有喷油器喷油量的测量。当四个喷油器都触发后，把测量杯放到水平的表面上，喷油量的规定值为130～150ml/30s。

（6）如果所有的喷油器都没有达到规定值，需测量燃油的压力。如果某一个喷油器没有达到规定值，则换装一个新的喷油器。

 

（7）在测试仪上检查喷油量的同时也要检查燃油的喷射形状，每个喷油器的喷油形状应相同，如图6所示。

 

 

图5  喷油器测试仪结构系统图

图6  柴油机喷油嘴油雾形状测试

2、电磁喷油器电阻检测

      使电喷型柴油发电机转速达1500转额定值，听喷油器的工作声音，电喷型柴油发电机工作时用手指或听诊器（触杆式）接触喷油器，通过声音来判断喷油器是否动作。

（1）拨开喷油器的导线连接器，用电阻表测量喷油器上两个接线端子间的电阻，阻值应为12～17Ω，如果阻值不符，则应更换喷油器。

（2）喷油器控制端检测∶电源正极接带330Ω电阻的二极管试灯，再接至喷油器线束端子灰线端，启动电喷型柴油发电机时，试灯会闪亮，说明传感器和电脑无问题，若试灯不闪亮，说明线路、传感器或电脑有故障，须检查线路、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和电脑。

3、喷油器喷油控制端的波形测试

      康明斯公司以全新喷油器、旧的喷油器和已损坏的喷油器进行试验后，对比其数据不同之处，喷油量和喷雾锥角曲线如图7、图8所示。

（1）峰值之间出现振幅式杂波→发动机ECU中的喷油驱动器故障（对于峰值保持型喷油器）。

（2）电流开始流入线圈时，电流波形在左侧几乎垂直上升→喷油器的电阻太小（短路）或者发动机ECU内的喷油驱动器损坏（关于喷油器电流波形分析）。正常情况下：通常饱和开关型喷油器电流波形大约在以45°角上升;通常峰值保持型喷油器波形大约以60°角斜率上升。

5、喷油器的供电的检测

（1）检测时喷油器的保险丝是否完好。如果不正常应先更换。

（2）拆下被检测的喷油器的导线插头，在端子1及发动机搭铁之间串接二极管检测灯。

（3）启动机运转几秒钟（允许发动机启动），二极管检测灯应当亮。如二极管检测灯亮，检测喷油器的触发情况，如二极管检测灯不亮，检测端子1到燃油泵继电器之间的导线是否有断路故障，如有应排除。

6、喷油器触发情况的检测

（1）从被检测的喷油器上拆下电线插头，在端子2及蓄电池的正极之间串接二极管检测灯。启动机运转几秒钟（允许发动机启动），二极管检测灯应闪亮。需注意二极管检测灯在两次闪亮中间保持暗亮，在闪亮时非常亮。如二极管检测灯不闪亮，应把发动机控制单元的线束同检测盒接上，检测发动机控制单元与对应的喷油器插头的端子之间是否断路或短路。1、2、3、4缸喷油器导线插头端子2分别与检测盒上的端子73、80、58、65对应。导线的电阻值最大允许为1.5Ω，如不符合，应消除短路或断路故障，如线束正常完好，应更换新的发动机控制单元。

（2）电喷柴油发电机资料所提供的燃油系统的残压值是表示燃油压力下降的速率，而不是绝对数值，例随着时间的推移其残压值要继续下降，最后残压的绝对数值是多少，机型不同，其数值也不尽相同。但燃油系统内需要长时间保持一定的残压，以保证随时顺利启动发动机。

 

图7  新、旧、坏状态下喷油器喷油量试验对比曲线图

图8  新、旧、坏状态下喷油器喷雾锥角对比曲线

 

总结：

      当发动机电控喷油器出现故障时，可利用以数字万用表、LED灯和示波器为主的通用仪表，对柴油发电机进行故障检查和诊断。因为电控喷油器的各部件均有一定的电压、电流和阻值范围，工作时有输出电压信号范围和输出脉冲波形。因此用万用表测量元件的电阻和输出电压及导通性，用LED灯或示波器测试元件工作时的输出电压波形等可判断元件或线路是否正常。也可通过专用检测仪器进行检查，将仪器与诊断接头相连，读出故障码及故障原因。当显示与某元件有关的故障代码时，应进行该元件的基本检测，若不能排除故障，则按故障代码的诊断流程进行相关数据的进一步的检测。

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