技術(shù)維修與康明斯知識(shí)

康明斯柴油發(fā)電機(jī)電控噴油器的原理應(yīng)用和檢修步驟

 

摘要：在對(duì)電控柴油發(fā)電機(jī)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(jié)構(gòu)、工作原理和線路連接方法，明確電控噴油器中各部件可能產(chǎn)生的故障以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。運(yùn)用科學(xué)的故障檢查方法對(duì)系統(tǒng)故障現(xiàn)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(jī)的關(guān)鍵部件之一的噴油器，它的工作好壞將嚴(yán)重的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，康明斯發(fā)電機(jī)廠家本文就柴油發(fā)電機(jī)噴油器及其密封性的檢測(cè)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(yīng)用

 

      電控式噴油器原理是當(dāng)電磁線圈通電時(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(nèi)。高壓噴油嘴的出油孔形狀可以使燃油達(dá)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(dāng)通電結(jié)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(jī)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(jī)的氣缸蓋上。

2、功用

      根據(jù)康明斯柴油發(fā)電機(jī)ECU的噴射信號(hào)進(jìn)行燃料噴射。

3、結(jié)構(gòu)

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

4、按噴油器電磁線圈的電阻分類(lèi)

（1）低阻噴油器∶電磁線圈的電阻值約為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(qū)動(dòng)方式，故驅(qū)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(zhǎng)，響應(yīng)特性較差，應(yīng)用較廣。ECU根據(jù)噴射量信號(hào)，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(dāng)電流通過(guò)電磁線圈時(shí)，線圈產(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。電磁線圈斷電時(shí)，在復(fù)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(duì)應(yīng);1—3—4—2）。噴油器的供電來(lái)自燃油泵繼電器，當(dāng)ECU接通噴油器的搭鐵線后，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(zhǎng)短。

 

圖1  柴油機(jī)噴油器基本工作原理圖

圖2  柴油機(jī)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(diào)節(jié)器上拔下真空軟管從噴油器和霍爾傳感器上拔下電線插頭，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(qǐng)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(yīng)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(jī)機(jī)油潤(rùn)滑O形密封圈，把噴油器插入到燃油分配管的座口內(nèi)，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(nèi)，用10N·m的力矩?cái)Q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(cè)噴油量、密封性及噴油型式

      噴油器拆下拿到噴油器試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)，如圖5所示。若檢測(cè)的噴射壓力達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、噴油器的霧化程度不好、有滴油或泄漏現(xiàn)象，而且經(jīng)過(guò)清洗和調(diào)整仍無(wú)法恢復(fù)工況的噴油器都必須更換。

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

（2）把要檢測(cè)的噴油器放到噴油量檢測(cè)器的測(cè)量杯中，用檢測(cè)儀輔助線束把要檢測(cè)的噴油器的一個(gè)端子同發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵相連，用輔助導(dǎo)線及導(dǎo)線接頭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(zhí)行元件診斷并觸發(fā)1缸的噴油器（N30）（燃油泵須運(yùn)轉(zhuǎn)）。

（4）檢查噴油器泄漏（目視檢查），當(dāng)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(zhí)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(zhí)行元件診斷。需注意要重新進(jìn)行執(zhí)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(cè)量。當(dāng)四個(gè)噴油器都觸發(fā)后，把測(cè)量杯放到水平的表面上，噴油量的規(guī)定值為130～150ml/30s。

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

 

（7）在測(cè)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(yīng)相同，如圖6所示。

 

 

圖5  噴油器測(cè)試儀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

圖6  柴油機(jī)噴油嘴油霧形狀測(cè)試

2、電磁噴油器電阻檢測(cè)

      使電噴型柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1500轉(zhuǎn)額定值，聽(tīng)噴油器的工作聲音，電噴型柴油發(fā)電機(jī)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(dǎo)線連接器，用電阻表測(cè)量噴油器上兩個(gè)接線端子間的電阻，阻值應(yīng)為12～17Ω，如果阻值不符，則應(yīng)更換噴油器。

（2）噴油器控制端檢測(cè)∶電源正極接帶330Ω電阻的二極管試燈，再接至噴油器線束端子灰線端，啟動(dòng)電噴型柴油發(fā)電機(jī)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)明線路、傳感器或電腦有故障，須檢查線路、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(cè)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(yàn)后，對(duì)比其數(shù)據(jù)不同之處，噴油量和噴霧錐角曲線如圖7、圖8所示。

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

（2）電流開(kāi)始流入線圈時(shí)，電流波形在左側(cè)幾乎垂直上升→噴油器的電阻太小（短路）或者發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)的噴油驅(qū)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(cè)

（1）檢測(cè)時(shí)噴油器的保險(xiǎn)絲是否完好。如果不正常應(yīng)先更換。

（2）拆下被檢測(cè)的噴油器的導(dǎo)線插頭，在端子1及發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵之間串接二極管檢測(cè)燈。

（3）啟動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒鐘（允許發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)），二極管檢測(cè)燈應(yīng)當(dāng)亮。如二極管檢測(cè)燈亮，檢測(cè)噴油器的觸發(fā)情況，如二極管檢測(cè)燈不亮，檢測(cè)端子1到燃油泵繼電器之間的導(dǎo)線是否有斷路故障，如有應(yīng)排除。

6、噴油器觸發(fā)情況的檢測(cè)

（1）從被檢測(cè)的噴油器上拆下電線插頭，在端子2及蓄電池的正極之間串接二極管檢測(cè)燈。啟動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒鐘（允許發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)），二極管檢測(cè)燈應(yīng)閃亮。需注意二極管檢測(cè)燈在兩次閃亮中間保持暗亮，在閃亮?xí)r非常亮。如二極管檢測(cè)燈不閃亮，應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的線束同檢測(cè)盒接上，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與對(duì)應(yīng)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(dǎo)線插頭端子2分別與檢測(cè)盒上的端子73、80、58、65對(duì)應(yīng)。導(dǎo)線的電阻值最大允許為1.5Ω，如不符合，應(yīng)消除短路或斷路故障，如線束正常完好，應(yīng)更換新的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

（2）電噴柴油發(fā)電機(jī)資料所提供的燃油系統(tǒng)的殘壓值是表示燃油壓力下降的速率，而不是絕對(duì)數(shù)值，例隨著時(shí)間的推移其殘壓值要繼續(xù)下降，最后殘壓的絕對(duì)數(shù)值是多少，機(jī)型不同，其數(shù)值也不盡相同。但燃油系統(tǒng)內(nèi)需要長(zhǎng)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(jī)。

 

圖7  新、舊、壞狀態(tài)下噴油器噴油量試驗(yàn)對(duì)比曲線圖

圖8  新、舊、壞狀態(tài)下噴油器噴霧錐角對(duì)比曲線

 

總結(jié)：

      當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油器出現(xiàn)故障時(shí)，可利用以數(shù)字萬(wàn)用表、LED燈和示波器為主的通用儀表，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障檢查和診斷。因?yàn)殡娍貒娪推鞯母鞑考幸欢ǖ碾妷骸㈦娏骱妥柚捣秶?，工作時(shí)有輸出電壓信號(hào)范圍和輸出脈沖波形。因此用萬(wàn)用表測(cè)量元件的電阻和輸出電壓及導(dǎo)通性，用LED燈或示波器測(cè)試元件工作時(shí)的輸出電壓波形等可判斷元件或線路是否正常。也可通過(guò)專(zhuān)用檢測(cè)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(dāng)顯示與某元件有關(guān)的故障代碼時(shí)，應(yīng)進(jìn)行該元件的基本檢測(cè)，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(shù)據(jù)的進(jìn)一步的檢測(cè)。

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