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電噴柴油發(fā)電機電磁閥的原理與檢修
作者：康明斯發(fā)電機維修公司 | 來源 theconfuseddasher.com | 發(fā)布時間：2021-09-15　| 閱讀次數：[]

一、噴油器電磁閥的結構及工作原理

噴油器電磁閥的功用：準確控制柴油發(fā)電機的噴油量、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，國內生產的國Ⅲ柴油發(fā)電機，為解決排放及降低噪音，噴油器的噴油過程廣泛采用預噴射加主噴射的過程。國內應用的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說明如下：

①峰值電流使電磁閥的上升響應速度加快；

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動形式，電流控制型驅動器的內部結構要比電壓控制型更復雜，因為從其命名就可以知道，它除了完成基本的開/關功能外，還要提供電流限制功能。驅動器電路工作時，回路電流在一段時間內不受限制，直到噴油嘴針閥開啟為止。這個時間周期被制造廠商預先調整，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)，于是驅動器控制電流訊速下降到一個較小值，以保護噴油器不會因在整個脈沖周期內承受大電流而發(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和關閉響應時間之和應一般小于0.5ms，電磁閥體的感抗會使閥體響應滯后，因此采用低感抗的高頻電磁閥并配合以電流控制驅動電路，驅動電流、噴射率、閥體升程關系如圖4-59所示。電流控制型噴油器驅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/關狀態(tài)，當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）預噴油電流波形。在主噴之前進行的預噴射（時間間隔約1ms）可以使燃燒噪音明顯降低，但由于噴射會導致PM 排放增加，因此可以使預噴射段靠近主噴射段，以降低PM排放。因為預噴油時間短暫（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入了新階段。多段噴射也就是將一個噴油循環(huán)細分成若干段相互關聯(lián)的、各自獨立的噴射段，即引導噴射、預噴射、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、關閉動作，因此驅動能量和消耗能量成了問題，通常采用電容儲能驅動方式，這種儲能方式以往運用在高速柴油發(fā)電機的燃油噴射系統(tǒng)。

下面介紹一下噴油器的控制電路及觸發(fā)電壓等相關問題：為了改善噴油器的敏感度，將驅動電壓變?yōu)楦唠妷海瑥亩铀匐姶啪€圈磁化和噴油器電磁閥的響應。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)出的驅動噴油器的信號而施加到噴油器上。

噴油器為了實現(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內設置了大容量的電容器，利用了電容儲能的驅動方式。怠速時，實測的圣達菲車D4EA柴油發(fā)電機噴油器的驅動電壓值到79.2V。

4.下面給出幾個機型噴油器的參數：

①柴油發(fā)電機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，電器參數如表4-5所示。

BOSCH共軌CRIN2型的電器參數

項目	單位	數值	備注
線圈電阻	Ω	0.23	當溫度20℃時，誤差±5%
線圈電感（提升段）	μH	150	當溫度20℃時
線圈電感（保持段）	μH	35	當溫度20℃時
提升電壓	V	48	提升開始時，20℃
提升電流	A	24～26	設定值25A
保持電流	A	11～13	設定值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。關閉點火開關，分別拔下各噴油器電磁閥插頭，測量各電磁閥側1＃與2＃端子間的電阻，正常情況下，兩端子間的電阻值應在0.2 -0.4Ω左右。

（3）電磁閥工作電流檢查。柴油發(fā)電機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)電機情況下，噴油器電磁閥端子處應有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，起動時試燈應時亮時滅。

（5）數據流檢測。用“X-431故障診斷儀可以讀取“系統(tǒng)預設噴油量”、“當前系統(tǒng)噴油量”、“主噴修正量”等3個參數的數據流。

三、噴油器電磁閥失效模式分析

1.柴油發(fā)電機（Bosch共軌系統(tǒng)）

①柴油發(fā)電機無法起動：當燃油中的雜質過多，若有2支及以上的噴油器堵塞時，噴油器回油量過大，導致柴油發(fā)電機軌壓在建立后出現(xiàn)回落現(xiàn)象，引起柴油發(fā)電機無法起動；

②柴油發(fā)電機抖動：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)電機抖動且出現(xiàn)“N缸噴油器無效應信號”故障碼。

③柴油發(fā)電機飛車（極少）：若燃油中雜質過多導致噴孔堵塞，柴油發(fā)電機高速運轉時，燃油壓力將噴頭壓掉，大量燃油進入燃燒室。

當某缸噴油器出現(xiàn)驅動模塊、驅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)電機功率下降，扭矩不足；

③出現(xiàn)相應的故障碼：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)電機功率下降，扭矩不足；

③出現(xiàn)相應的故障碼：P1201、P1202、P1203、P1204、P1618、P1619、P1611、P1612、P0201、P0202、P0203、P0204等。

注意：當噴油器電磁閥失效，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)

當出現(xiàn)下列條件時：
①某一缸驅動線路開路；
②某一缸驅動線路短路；
③某一缸驅動線路高端對地短路；
④某一缸驅動線路高端對電源短路；
⑤某一缸驅動線路低端對地短路；
⑥某一缸驅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，產生相應故障碼；
②油門仍然起作用；
③針對①、②、⑤進入條件，僅該缸停止噴油；
④針對③、④進入條件，該缸所屬高端驅動模塊（bank）的相關單體泵全部停噴：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；這種故障模式導致運行及起動非常困難；
⑤針對⑥進入條件，該缸所屬高端及低端驅動模塊的相關單體泵全部停噴；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致無法運行及起動。

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