電控燃油噴射系統(tǒng)噴油器堵塞故障分析

1、電控燃油噴射系統(tǒng)噴油器堵塞故障分析    摘 要電磁噴油器的良好工作特性主要取決精確的燃油噴射量控制、寬廣的動(dòng)態(tài)流量特性和噴射油束的良好霧化品質(zhì)、合理的形狀及方向,而堵塞故障則會(huì)破壞電磁噴油器的技術(shù)狀態(tài),造成其工作特性惡化,進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。由于我國燃油品質(zhì)較差,使電磁噴油器堵塞成為發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的多發(fā)故障。本文對其形成的原因和影響進(jìn)行了分析,并總結(jié)了實(shí)際維修工作中針對噴油器堵塞故障的診斷方法和維修方法,希望能從另一個(gè)角度重新審視這一現(xiàn)象,對實(shí)際維修工作有所幫助。 關(guān)鍵詞電磁噴油器;工作特性;堵塞故障;燃油品質(zhì);堵塞故障診斷 前言 電磁噴

2、油器是汽油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)中的關(guān)鍵執(zhí)行器。它擔(dān)負(fù)著定量噴射和霧化燃油的任務(wù),其工作性能的好壞對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和工作可靠性影響極大。因此,在實(shí)際使用中要求噴油器必須動(dòng)作準(zhǔn)確可靠,且具有良好的流量特性、良好的霧化能力和合適的噴霧形狀。但是,由于我國的油品質(zhì)量較差,汽車維修水平較低,尤其是一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū),使用中噴油器常常會(huì)發(fā)生故障本文希望通過對噴油器堵塞故障的分析,提高維修工作時(shí)的針對性和有效性。 一、電磁噴油器的工作特性 電磁噴油器的良好工作特性是其正常工作的保證,主要包括以下幾方面: (一)燃油噴射量的精度 電磁噴油器的工作脈沖寬度一般為210ms,最小噴油量每脈沖只有

3、1.5mm3左右,容許誤差±2.5?,要在如此短的時(shí)間內(nèi)精確計(jì)量微量燃油,針閥啟閉時(shí)間必須極短(0.51.5ms)且重復(fù)性必須很好。這就要求要嚴(yán)格的保證針閥和閥體的幾何精度,使針閥有精密的導(dǎo)向,升程偏差小,噴油孔精度高,并能對靜態(tài)和動(dòng)態(tài)流量進(jìn)行精確標(biāo)定。 一般在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)使用壽命期(相當(dāng)于6億次噴射)內(nèi),要求其動(dòng)態(tài)流量必須穩(wěn)定在±4?以內(nèi),才能滿足燃油噴射量精度的要求,這主要取決于針閥密封面良好的密封能力和耐久性。 (二)動(dòng)態(tài)流量特性 理論上,電磁噴油器的動(dòng)態(tài)流量與噴油脈寬之間是線性關(guān)系,且只有在噴油器的動(dòng)態(tài)流量與噴油脈寬呈線性關(guān)系時(shí),ECU才能精確控制噴油量。但在實(shí)際動(dòng)態(tài)

4、噴射時(shí),由于噴油脈沖信號(hào)和電磁線圈所產(chǎn)生的電磁力及針閥運(yùn)動(dòng)三者之間有一定的滯后時(shí)間,使實(shí)際動(dòng)態(tài)流量特性在較短脈寬和較長脈寬時(shí)呈非線性。隨著現(xiàn)代汽車向高速大功率化發(fā)展,轉(zhuǎn)速變化范圍越來越寬,渦輪增壓也越來越多,使發(fā)動(dòng)機(jī)最大和最小噴油量變化范圍擴(kuò)大,要求噴油器具有寬廣的動(dòng)態(tài)流量范圍,這也對電磁噴油器的技術(shù)狀態(tài)提出了更高的要求。 (三)油束的霧化品質(zhì)、形狀及方向 大量發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)表明,雖然霧化程度與具體發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān),但油滴直徑小于100m對于各種情況來說都是有利的。油束的錐角也必須適應(yīng)進(jìn)氣歧管和氣缸蓋的結(jié)構(gòu),避免噴濕管壁,影響燃油霧化混合。 常見的錐形油束是由軸針式噴油器的結(jié)構(gòu)保證的,軸針末端進(jìn)行精密加

5、工成圓錐形,以獲得不同的油束錐角,滿足不同發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。另外,軸針錐面末端出口處的銳邊也有助于燃油良好霧化。試驗(yàn)證明,油束的方向指向氣門中心時(shí),因氣門中心溫度較高,有助于燃油霧化和均勻混合,燃燒后廢氣排放污染物最少。 由此可見,噴油器噴出油束的霧化品質(zhì)、形狀及方向?qū)旌蠚獾男纬删哂兄匾淖饔?而這一切的保證都電磁噴油器的良好的技術(shù)狀態(tài)。 (四)抗堵塞、抗氣阻的能力 由于噴油器工作溫度高,頭部溫度超過100,汽油極易形成氣阻。同樣由于高溫,燃油中若烯烴和硫含量較高,加上廢氣再循環(huán)的不良影響等因素,造成沉積物堵塞噴油器噴孔,使噴油器流量減少,油束變形,嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。 因此,噴油器應(yīng)該具有

6、良好的抗堵塞和抗氣阻能力。抗氣阻一般通過燃油系統(tǒng)多供油,使供油量大于噴油量,讓燃油連續(xù)不斷地流經(jīng)閥座區(qū),使噴油器獲得良好的冷卻,降低頭部的工作溫度,防止氣阻。而抗堵塞則與許多因素有關(guān),既有結(jié)構(gòu)方面的因素,也有使用方面的因素,尤其是燃油的成分、質(zhì)量對噴油器堵塞有很大影響。 二、電磁噴油器堵塞的形成及對工作性能的影響 (一)電磁噴油器堵塞的形成 如前所述,由于電磁噴油器安裝在進(jìn)氣管靠近發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室附近,其工作溫度較高,對流經(jīng)噴油器的燃油有一個(gè)加熱作用,此時(shí)如果燃油的熱安定性和氧化安定性較差,就很容易發(fā)生氧化或裂解,生成沉積物,沉積在噴油器的噴口或?yàn)V網(wǎng)上,形成堵塞。由于我國化工生產(chǎn)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家

7、相比還有較大差距,精煉程度較低,燃油品質(zhì)不高,造成了噴油器堵塞故障發(fā)生率較高。 (二)電磁噴油器堵塞對其工作性能的影響 電磁噴油器堵塞對其工作性能有三種形式的影響: 1.由于針閥或噴嘴受污物堵塞,對噴霧(油束)形狀產(chǎn)生影響。 2.由于噴油器過濾網(wǎng)和噴嘴堵塞,引起噴油流速下降。 3.噴油器針閥與閥座堵塞,引起噴油器動(dòng)作黏滯。 三、噴油器堵塞故障的檢測診斷 噴油器堵塞故障有兩種類型:一種是個(gè)別噴油器堵塞,這將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn),在通常駕駛條件下,也會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)現(xiàn)象;另一種是所有噴油器都堵塞,這將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣明顯變稀,功率下降,加速無力。 噴油器堵塞是不太容易立即得出結(jié)論的故障,對其診斷

8、則需要采用一定的檢測方法。即:在進(jìn)行該項(xiàng)檢測時(shí),假定發(fā)動(dòng)機(jī)其他機(jī)構(gòu)工作良好,若找到有故障的噴油器,對其修整后,發(fā)動(dòng)機(jī)性能則應(yīng)得到明顯的改善。 (一)個(gè)別噴油器堵塞的檢測診斷 1.噴油不平衡的檢測診斷。這和一般汽油機(jī)斷火試驗(yàn)方法相似,只不過在此要利用檢測診斷設(shè)備,切斷供給某缸噴油器的供油信號(hào),使該缸停止工作,同時(shí)觀察斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降情況,對噴油器工作情況進(jìn)行評(píng)估。進(jìn)行該項(xiàng)檢測時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最好在1 200r/min2 000 r/min(要求在節(jié)氣門打開的條件下)進(jìn)行。避免在怠速時(shí)進(jìn)行,其原因是許多車輛上安裝有怠速控制系統(tǒng),對檢測效果影響較大。檢測時(shí)應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),然后再進(jìn)行功

9、率平衡試驗(yàn)。若將工作良好的噴油信號(hào)斷開后,會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)功率有較大的下降;而將工作情況差的噴油器信號(hào)切斷后,引起發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降微小。因此,可以做出這樣的推斷:斷油后,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降微小的一缸的噴油器可能有故障。 2.噴油器堵塞故障的廢氣分析檢測診斷。噴油器堵塞后,會(huì)導(dǎo)致排氣中HC化合物讀數(shù)發(fā)生變化,檢測廢氣中HC化合物的變化量,可以幫助診斷噴油器堵塞故障。當(dāng)某缸斷火后,噴入氣缸氣的燃油會(huì)通過排氣管排出,這將使廢氣分析儀中HC化合物讀數(shù)增高。當(dāng)切斷良好噴油器一缸的點(diǎn)火后,會(huì)引起HC化合物讀數(shù)明顯增高,當(dāng)切斷有故障噴油器一缸的點(diǎn)火后,HC化合物讀數(shù)增高較少。因此,通過廢氣分析儀中HC化合物變化量可

10、以確定出有故障的噴油器。同樣利用廢氣分析儀CO讀數(shù)變化情況,也能對發(fā)動(dòng)機(jī)各缸噴油器進(jìn)行檢測。斷火后會(huì)使CO讀數(shù)減少。CO讀數(shù)減少越快,噴油器向氣缸內(nèi)噴出的燃油越多。因此,斷火后CO讀數(shù)減少小的氣缸的噴油器可能有堵塞故障。 3.利用燃油壓力表檢查噴油器堵塞故障。利用燃油壓力表檢查噴油器堵塞故障可以就車進(jìn)行,即在車上燃油系統(tǒng)中接入燃油壓力表,使發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài),給噴油器一個(gè)固定的觸發(fā)信號(hào),觀察燃油壓力表的壓力讀數(shù)變化,這樣就能斷定出有故障的噴油器。進(jìn)行該項(xiàng)檢測時(shí),要求每個(gè)噴油器觸發(fā)前的壓力相同,發(fā)動(dòng)機(jī)不需運(yùn)轉(zhuǎn)。 (二)所有噴油器都有故障的診斷 假定所有噴油器都產(chǎn)生堵塞這種故障,那么對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的

11、影響則是唯一的,必將使發(fā)動(dòng)機(jī)工作的混合氣明顯變稀。對這類故障的診斷就是要有意識(shí)地增加混合氣濃度,若增加混合氣濃度后,發(fā)動(dòng)機(jī)性能好轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)平衡,那么該故障便可得到確診。在電控燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)上,增加發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣濃度常用方法如下:     1.拆去燃油壓力調(diào)節(jié)器上真空軟管。拆下燃油壓力調(diào)節(jié)器上的真空軟管,可以暫時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供加濃混合氣。通常進(jìn)氣歧管真空度施加到燃油壓力調(diào)節(jié)器上,使噴油壓力與進(jìn)氣歧管真空度差值保持穩(wěn)定,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),進(jìn)氣歧管真空度較高(節(jié)氣門關(guān)閉),而相應(yīng)的燃油壓力較低。這時(shí)拆下真空軟管,噴油器的噴油壓力將會(huì)增高,這樣就增加了怠速時(shí)混合氣

12、濃度。 2.約束燃油壓力調(diào)節(jié)器上的回油管。在電控燃油噴射系統(tǒng)中,通過約束燃油壓力調(diào)節(jié)器上的回油管,也能增加燃油噴射系統(tǒng)的油壓。這種壓力增加,實(shí)質(zhì)上就增加了噴油器噴入氣缸的油量,進(jìn)而增加了混合氣濃度。如果燃油壓力調(diào)節(jié)器回油管是易變形軟管,可以用夾鉗來約束回油管的回油,使系統(tǒng)油壓增加,達(dá)到了增加混合氣濃度的目的。如果燃油壓力調(diào)節(jié)器的回油管是剛性的,則可以在回油管中裝入帶燃油壓力表的開關(guān),利用開關(guān)來調(diào)節(jié)回油管的回油情況,同樣能達(dá)到改變混合氣濃度的目的。 3.在水溫傳感器線路中串入可變電阻。改變電控燃油噴射系統(tǒng)的混合氣濃度,最易控制的方法就是在水溫傳感器電路中串入可變電阻。其方法是:發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至熱車(

13、約8085),關(guān)掉點(diǎn)火開關(guān),折下水溫傳感器導(dǎo)線連,測量水溫傳感器電阻值 (大多數(shù)車輛為200300,而福特車水溫傳感器的電阻約為2 5003 500)。選擇可變電阻時(shí),其電阻調(diào)節(jié)范圍應(yīng)包含上述測量值。將可變電阻串入傳感器電路中,預(yù)置可變電阻值為測量值,那么這時(shí)可以改變可變電阻阻值,模似發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)工況,這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU則可根據(jù)可變電阻傳來的信息,會(huì)給噴油器發(fā)出增加噴油信號(hào),這樣就會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣濃度。 利用上述方法,如果混合氣加濃后,發(fā)動(dòng)機(jī)性能好轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)平衡,那么就驗(yàn)證了是噴油器堵塞所引起的故障。 (三)噴油器的修整和清洗 用上述方法檢測到有堵塞故障的噴油器后,按其堵塞的程度,在進(jìn)行車輛維

14、修時(shí)應(yīng)選用合適的清洗方法,使其達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。目前對噴油器的清洗常用如下三種方法: 1.最簡單的方法是將清洗劑放入汽車油箱中,就車運(yùn)行200km400km,使其隨燃油通過噴油器噴口,自行清洗。這種方法簡單但效果較慢,不適于緊急修理。 2.用專用設(shè)備和清洗劑在車上清洗。這種方法省時(shí)、省力、方便、高效且不傷機(jī)件。 3.從車上將噴油器拆下,利用專用清洗設(shè)備、專用清洗程序、專用清洗液對噴油器進(jìn)行清洗,然后進(jìn)行檢驗(yàn)。 結(jié)束語 電磁噴油器堵塞是很不容易立即得出結(jié)論的故障。堵塞并不影響噴油器內(nèi)部電磁線圈的正常工作,因此ECU不會(huì)收到任何不正常信息,自然也不會(huì)記錄故障碼。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的檢查只在發(fā)動(dòng)機(jī)無機(jī)械故障的條件下才有效,有時(shí)故障碼表示的故障可能不是電控系統(tǒng)故障,而是機(jī)械故障引起的。目前,隨著電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的普及,修理工也逐漸熟悉了維修、檢測的規(guī)律,“讀故障碼、測傳感器”成了許多維修工面對電噴發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)的習(xí)慣動(dòng)作,檢測中往往過于依賴故障碼,而忽視了對故障現(xiàn)象的全面分析,長期如此以至于失去了人為分析故障的能力,面對無故障碼的故障時(shí)就常常束手無策。因此,要想不斷提高自己的維修和診斷故障的水平,就應(yīng)該不斷的思考,對每一種故障無論復(fù)雜與簡單都要認(rèn)真對待,仔細(xì)分析,這樣才能在維修實(shí)踐中不斷地提高自己的能力,拓展自己的維修水平,達(dá)到