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- 電噴柴油發(fā)電機(jī)電磁閥的原理與檢修
- 作者：康明斯發(fā)電機(jī)維修公司 | 來源 ekurigram.com | 發(fā)布時間：2021-09-15 | 閱讀次數(shù)：[]
一、噴油器電磁閥的結(jié)構(gòu)及工作原理
噴油器電磁閥的功用：準(zhǔn)確控制柴油發(fā)電機(jī)的噴油量、噴油正時以及噴油規(guī)律。1.Bosch共軌系統(tǒng)的噴油器電磁閥
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的國Ⅲ柴油發(fā)電機(jī)，為解決排放及降低噪音，噴油器的噴油過程廣泛采用預(yù)噴射加主噴射的過程。國內(nèi)應(yīng)用的Bosch第二代共軌系統(tǒng)。
（1）主噴射電流波形的組成及作用。主噴射電流波形由峰值電流和維持電流組成。各段電流的作用及相關(guān)說明如下：
①峰值電流使電磁閥的上升響應(yīng)速度加快；
②在峰值電流后為維持電流，以減少系統(tǒng)能量消耗。
這就是典型的電流控制型噴油器驅(qū)動形式，電流控制型驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要比電壓控制型更復(fù)雜，因為從其命名就可以知道，它除了完成基本的開/關(guān)功能外，還要提供電流限制功能。驅(qū)動器電路工作時，回路電流在一段時間內(nèi)不受限制，直到噴油嘴針閥開啟為止。這個時間周期被制造廠商預(yù)先調(diào)整，一旦電磁噴油器針閥開啟，因工作氣隙較小，磁路磁阻很低，電磁線圈通入較小的保持電流便能產(chǎn)生足夠大的電磁吸力維持電磁控制閥的開啟狀態(tài)，于是驅(qū)動器控制電流訊速下降到一個較小值，以保護(hù)噴油器不會因在整個脈沖周期內(nèi)承受大電流而發(fā)生過熱損壞，節(jié)省電能，同時有利于電磁控制閥的快速閉合。
為了精確計量燃油，要求噴油器電磁閥的開啟響應(yīng)和關(guān)閉響應(yīng)時間之和應(yīng)一般小于0.5ms，電磁閥體的感抗會使閥體響應(yīng)滯后，因此采用低感抗的高頻電磁閥并配合以電流控制驅(qū)動電路，驅(qū)動電流、噴射率、閥體升程關(guān)系如圖4-59所示。電流控制型噴油器驅(qū)動有兩種方法降低回路電流，普遍使用的是一種控制電路阻抗限流的方法。通過控制晶體管的基射極電流，來控制集射極電流的大小，這個階段晶體管工作在放大區(qū)，自身的發(fā)熱較大，散熱問題必須考慮。另一種方法是周期性的使用電路處于開/關(guān)狀態(tài)，當(dāng)這個過程足夠快的時候，電磁噴油器的磁場不會崩潰，噴油器將保持在開啟狀態(tài)。
（2）預(yù)噴油電流波形。在主噴之前進(jìn)行的預(yù)噴射（時間間隔約1ms）可以使燃燒噪音明顯降低，但由于噴射會導(dǎo)致PM 排放增加，因此可以使預(yù)噴射段靠近主噴射段，以降低PM排放。因為預(yù)噴油時間短暫（約為0.5ms），所以只出現(xiàn)峰值電流。
（3）多段噴射介紹。進(jìn)入電控共軌系統(tǒng)時代以后，由于采用時間控制，噴油率形狀的控制進(jìn)入了新階段。多段噴射也就是將一個噴油循環(huán)細(xì)分成若干段相互關(guān)聯(lián)的、各自獨(dú)立的噴射段，即引導(dǎo)噴射、預(yù)噴射、主噴射、后噴射及次噴射等如圖4-60所示。
在多段噴射過程中，電磁閥必須完成多次開啟、關(guān)閉動作，因此驅(qū)動能量和消耗能量成了問題，通常采用電容儲能驅(qū)動方式，這種儲能方式以往運(yùn)用在高速柴油發(fā)電機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)。
下面介紹一下噴油器的控制電路及觸發(fā)電壓等相關(guān)問題：為了改善噴油器的敏感度，將驅(qū)動電壓變?yōu)楦唠妷?，從而加速電磁線圈磁化和噴油器電磁閥的響應(yīng)。ECU中的充電電路將蓄電池電壓提高到大約100V，維持電壓12.8V，它通過ECU發(fā)出的驅(qū)動噴油器的信號而施加到噴油器上。
噴油器為了實(shí)現(xiàn)高頻動作，其觸發(fā)電壓一般為幾十伏，甚至上百伏，原因是ECU內(nèi)設(shè)置了大容量的電容器，利用了電容儲能的驅(qū)動方式。怠速時，實(shí)測的圣達(dá)菲車D4EA柴油發(fā)電機(jī)噴油器的驅(qū)動電壓值到79.2V。
4.下面給出幾個機(jī)型噴油器的參數(shù)：
①柴油發(fā)電機(jī)BOSCH共軌CR1P2型，噴油孔直徑0.137 mm，6孔，電磁閥靈敏度0.2ms，最大噴油壓力145.0MPa。
②康明斯4F Delphi共軌6孔，無壓力室式，工作電流6~16A，2次噴油間隔0.2ms，16位修正碼，最大噴油壓力160.0MPa。
③康明斯國ⅢBOSCH共軌CRIN2型，最大噴油壓力160.0MPa，電器參數(shù)如表4-5所示。
BOSCH共軌CRIN2型的電器參數(shù)
項目
單位
數(shù)值
備注
線圈電阻
Ω
0.23
當(dāng)溫度20℃時，誤差±5%
線圈電感（提升段）
μH
150
當(dāng)溫度20℃時
線圈電感（保持段）
μH
35
當(dāng)溫度20℃時
提升電壓
V
48
提升開始時，20℃
提升電流
A
24～26
設(shè)定值25A
保持電流
A
11～13
設(shè)定值12A
二、噴油器電磁閥的檢修
下面以康明斯柴油發(fā)電機(jī)BOSCH共軌系統(tǒng)為例，分析噴油器電磁閥的檢修。如圖4-63所示，每個噴油器電磁閥有2個接線端子，每個端子與ECU的對應(yīng)端子相連。每個噴油器有一個唯一的IQA （Injector Quantity Adjustment）碼。
（1）外線路檢查。參考圖4-63，用萬用表的電阻擋，分別測量各噴油器電磁閥與ECU對應(yīng)端子之間的電阻值，來判斷外線路是否存在短路及斷路故障；
（2）電磁閥電阻值測量。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，分別拔下各噴油器電磁閥插頭，測量各電磁閥側(cè)1＃與2＃端子間的電阻，正常情況下，兩端子間的電阻值應(yīng)在0.2 -0.4Ω左右。
（3）電磁閥工作電流檢查。柴油發(fā)電機(jī)工作時噴油器的峰值電流為18A左右，保持電流為 12A左右（用Bosch KTS或其他診斷儀，并需要接鉗式電流表，來檢測噴油器的工作電流波形，十分方便）。
（4）電磁閥工作電壓檢查。起動柴油發(fā)電機(jī)情況下，噴油器電磁閥端子處應(yīng)有5V脈沖電壓輸入；或用試燈（須串連300Ω左右的電阻）連接噴油器電磁閥兩個端子，起動時試燈應(yīng)時亮?xí)r滅。
（5）數(shù)據(jù)流檢測。用“X-431故障診斷儀可以讀取“系統(tǒng)預(yù)設(shè)噴油量”、“當(dāng)前系統(tǒng)噴油量”、“主噴修正量”等3個參數(shù)的數(shù)據(jù)流。
三、噴油器電磁閥失效模式分析
1.柴油發(fā)電機(jī)（Bosch共軌系統(tǒng)）
①柴油發(fā)電機(jī)無法起動：當(dāng)燃油中的雜質(zhì)過多，若有2支及以上的噴油器堵塞時，噴油器回油量過大，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)軌壓在建立后出現(xiàn)回落現(xiàn)象，引起柴油發(fā)電機(jī)無法起動；
②柴油發(fā)電機(jī)抖動：若有一支噴油器堵塞，或者噴油器電磁閥線路與柴油發(fā)電機(jī)金屬磨損搭鐵，或者某缸噴油器電磁閥與 ECU連接斷路，會造成柴油發(fā)電機(jī)抖動且出現(xiàn)“N缸噴油器無效應(yīng)信號”故障碼。
③柴油發(fā)電機(jī)飛車（極少）：若燃油中雜質(zhì)過多導(dǎo)致噴孔堵塞，柴油發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，燃油壓力將噴頭壓掉，大量燃油進(jìn)入燃燒室。
當(dāng)某缸噴油器出現(xiàn)驅(qū)動模塊、驅(qū)動線路或電磁閥本身故障時，會出現(xiàn)下列現(xiàn)象：
①故障燈亮；
②某缸不工作，柴油發(fā)電機(jī)功率下降，扭矩不足；
③出現(xiàn)相應(yīng)的故障碼：P1203、P1204、P1209、P120B、P120C、P1211、P0261、P0262、P0264、P0265、P0267、P0268、P0201、P0202、P0203、P0204等。
2.Delphi共軌系統(tǒng)
①故障燈亮；
②某缸不工作，柴油發(fā)電機(jī)功率下降，扭矩不足；
③出現(xiàn)相應(yīng)的故障碼：P1201、P1202、P1203、P1204、P1618、P1619、P1611、P1612、P0201、P0202、P0203、P0204等。
注意：當(dāng)噴油器電磁閥失效，則必須更換整個噴油器，不可以更換電磁閥。
3.Delphi單體泵系統(tǒng)
當(dāng)出現(xiàn)下列條件時：
①某一缸驅(qū)動線路開路；
②某一缸驅(qū)動線路短路；
③某一缸驅(qū)動線路高端對地短路；
④某一缸驅(qū)動線路高端對電源短路；
⑤某一缸驅(qū)動線路低端對地短路；
⑥某一缸驅(qū)動線路低端對電源短路。ECU采取下列處理措施：
①故障燈閃爍，產(chǎn)生相應(yīng)故障碼；
②油門仍然起作用；
③針對①、②、⑤進(jìn)入條件，僅該缸停止噴油；
④針對③、④進(jìn)入條件，該缸所屬高端驅(qū)動模塊（bank）的相關(guān)單體泵全部停噴：例如第1缸出現(xiàn)③故障，則第1、3、5單體泵全部停噴；例如第6缸出現(xiàn)④故障，則第2、4、6單體泵全部停噴；這種故障模式導(dǎo)致運(yùn)行及起動非常困難；
⑤針對⑥進(jìn)入條件，該缸所屬高端及低端驅(qū)動模塊的相關(guān)單體泵全部停噴；例如第1缸出現(xiàn)⑥故障，則第1、2、3、5單體泵全部停噴；這種故障模式通常導(dǎo)致無法運(yùn)行及起動。
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