喷油器组成、机理、检修及清洁手段

摘要：喷油器安装在各缸的进气歧管处，在ECM的控制下定时、定量地以雾状向各缸进气门喷射燃油。喷油开始时刻一般在进气门开启之前，喷油量由喷油持续时间决定，而喷油持续时间则由ECU根据柴油发电机的进气量、速度、水温、节气门开度、氧等传感器的信号进行控制。当喷油器产生阻塞、无法着火、喷出的燃油无法形成雾状时，一般都会造成柴油发电机运转不稳甚至不能运转；当喷油嘴发生滴漏等事故时，还会造成油耗过度甚至排气排黑烟等情形。喷油嘴控制电路的短路、断路故障也时有发生，并由此引发喷油器无法喷油或接续喷油，造成柴油发电机不能起动、运转不稳或排烟严重冒黑烟等情形。可见，对喷油器及其控制电路进行检测与修复是电控柴油发电机修复的一项重要内容。

      法兰型喷油嘴是用法兰装配在汽缸盖上，每个喷油嘴都装有进回油管；而圆筒型喷油器的进油与回油通道都设在汽缸盖或汽缸体内，且没有安装法兰，它是靠安装轮或压板压在气缸盖上的，这样既降低了由于管道故障或漏泄引起的事故，也使柴油机外形设计简单。圆筒型喷油器又可分为PT型、PTB型、PTC型、PTD型和PT-ECON型等。其中PT-ECON型喷油嘴用于对排气污染要求严的柴油机上。法兰型和圆筒型喷油器的工作原理基础相似，但在组成上有些差异。现以cumminsNH-220-C1型柴油机上的法兰型喷油器为例，说明PT喷油器的组成与作业原理。

      法兰型喷油嘴的组成具体由喷油嘴体、柱塞、油嘴、弹簧及弹簧座等结构。油嘴下端有8个直径为0.20mm的喷孔（NH-220-C1和N855型柴油机圆筒型喷油器的孔径为0.1778mm；NT-855和NTA-855型柴油机圆筒型喷油器的孔径为0.2032mm；NH-220-C1型柴油机法兰型喷油器的孔径为0.20mm）。在柴油机喷油器体上通常标有记号，如178-A8-7-17，其各符号按顺序的含义分别为：178一喷油器流量，A一80％流量，8一喷孔数，7一一喷孔尺寸为0.007in（0.1778mm），17一喷油角度为17°喷雾角。喷油嘴体的油道中有进油量孔、计量量孔和回油量孔。

      柱塞由喷油凸轮（在配气凸轮轴上）通过滚轮、滚轮架、推杆和摇臂等驱动。喷油凸轮具有特殊的形状，并按逆时针方向旋转（从正时齿轮端方向看），其转速是曲轴转速的一半。在进气行程中，滚轮在凸轮凹面上滚动并向下移动。当主轴转到进气行程上止点时，针阀柱塞在回位弹簧的弹力功能下开始上升，针阀柱塞上的环状空间将垂直油道与进油道沟通，此时计量量孔还处于关闭状态。从PT泵来的燃油经过进油量孔、进油道、环状空间、垂直油道、储油室、回油量孔和回油道而流回浮子油箱。燃油的回流可使PT喷油器得到冷却和润滑。

      曲轴继续转到进气行程上止点后44℃A时，柱塞上升到将计量量孔12打开的位置。量量孔打开后，燃油经计量量孔开始进入柱塞下面的锥形空间。当主轴转到进气冲程下止点前60℃A时，柱塞便停止上升，随后柱塞就停留在较上面的位置，直到压缩冲程上止点前62℃A时，滚轮开始沿凸轮曲线上升东风康明斯柴油发电机，柱塞开始下降。到压缩冲程上止点前28℃A时，计量量孔关闭。计量量孔的开启时间和PT泵的供油压力便确定了喷油器每循环的喷油量。随后，柱塞继续下行，到压缩上止点前22.5℃A时开始喷油，锥形空间的燃油在柱塞的强压下以很高的压力（约98MPa）呈雾状喷入燃烧室。

      柱塞下行到压缩行程上止点后18℃A时，喷油终了。此时，柱塞以强力压向油嘴的锥形底部，使燃油完全喷出。这样就可以避免喷油量改变和残留燃油形成碳化物而存积于油嘴底部，柱塞压向锥形底部的压力可用摇臂上的调节螺钉调节，调节时要避免压坏油嘴。在柱塞下行到较低位置时，凸轮处于较高位置。其后凸轮凹下0.36mm，柱塞即保持此位置不变直到做功和排烟终了。在滚轮架盖与柴油发电机机体之间装有调整垫片，此垫片用以调节开始喷油的时刻。垫片加厚，则滚轮架右移，开始喷油的时刻就提前。反之，垫片减轻，滚轮架左移，喷油就滞后。摇臂上的调整螺钉是用来调整PT喷油器柱塞压向锥形底部的压力。在调整流程中采用扭矩法，即用扭力扳手将螺钉的扭矩调整到规定的数值。调整时，要使所调整的缸的活塞处于压缩上止点后90℃A的位置。

      按照燃油的喷射位置，喷射程序大致分为三种类型（如图3所示）：单点喷射（由1～2个喷油器向进气总管喷射）；多点缸外喷射（从进气道向各个进气门附近喷射）；多点缸内喷射（向各缸内部喷射）。电路控制如图4所示。

      查验喷油嘴之前，需要先对喷油器在柴油机上进行解体，如图5所示。在拆装喷油器时，要小心操作，以免损坏喷油嘴或其他零配件。同时，在安装喷油器时，要注意准确装配密封圈，以确保喷油嘴的密封性，如图6所示。

      喷油器的喷油量随柴油发电机工况的变化而变化，可以用解码仪读参数流用途读取喷油脉宽的变化，从而判定喷油量的变化。这种使用详细用于判定探头方面的故障，例如水温变化时，喷油脉宽却没有发生变化，则说明冷却液温度传感器存在损坏；人为改变进气压力传感器的压力，喷油脉宽没有产生变化，则说明进气压力传感器可能存在损坏。

      拆下喷油嘴插头，用万用表测喷油器两之间的电阻值，应符合修复手册的要点。低阻值喷油器的电阻值一般为2～3Ω，电路如图7所示；高阻值喷油嘴的电阻值通常为13～17Ω，电路如图8所示。如符合要点，则更替喷油嘴。

      起动柴油发电机，并用手触摸喷油嘴外表，应能感受到喷油嘴因开闭而发生的震动，用触杆式听诊器还能听到喷油嘴工作的声音。如果感受不到喷油器的震动，或听不到喷油器作业的声音，则可以用人工通电的方案进行测试。

      途径为：拔下喷油器电插头，将喷油器的一个插脚接12V电源（对于低阻值喷油嘴，电路中应串联一个10Ω左右的电阻，或从喷油嘴原插头中获取电源），用导线将另一个插脚间断碰触搭铁，应能够听到喷油器发出的“咔嗒”声，否则，替换喷油器柴油发电机厂家品牌。如果用人工通电的方法进行测试时，喷油器正常，但起动柴油发电机时，喷油器不工作，则说明喷油嘴控制电路存在损坏，应进行喷油嘴控制电路查验。

      拔下喷油嘴电插头，接通点火开关，用万用表测插头中电源脚的搭铁电压，应为12V。否则，查看电源电路。

① 用万用表测喷油器插头中控制脚与ECU相应插脚之间的连接情况，该当导通，否则，查找断路点。

② 用万用表测喷油器插头中控制脚与搭铁之间的电阻，该当不通，否则说明控制线路与搭铁之间有短路故障或ECU内部容量三极管产生短路故障，这种短路会造成喷油嘴连续喷油，致使柴油发电机排黑烟、运行不稳或不能启动等。

      短路点的确定，电路如图9所示，波形如图10所示。拆下柴油发电机ECM插头，再次用万用表测喷油嘴插头中控制脚与搭铁之间的电阻，如果仍然导通，则说明短路点在控制线路中；如果不再导通，则说明ECM内部功率三极管短路，应更替柴油发电机ECM。

      喷油嘴的清洗有离机清洗和就机清洁两种程序。

      将各喷油嘴从柴油发电机上拆下来，并装在喷油嘴清洁测定实验台上，按照清洗测定实验台的使用说明进行清洁与测量。

（1）该途径的优点是可以清楚地看到喷雾的形状，可以测量各喷油嘴的喷油量及喷油量的均匀性，还可以测量喷油器的滴漏情形，清洁的效果比较直观。

（2）该办法的短处是需要从柴油发电机上拆下喷油嘴，且只能对喷油嘴本身进行清洗，不能清洁燃料供给装置的油路污物。

      喷油器清洗测量实验台由于喷油嘴的内部有过滤器，为了保证清洗效果，较好选择先反向清洗，再正向清洁的方法进行清洗。

维修敬告：喷油嘴的O形圈不可重复操作。安装O形圈时，应先将其涂上汽油。把喷油嘴向输油管上安装时，小心不要事故O形圈。把喷油器装配到输油管上后，用手转动喷油器柴油发电机保养规范。若喷油嘴旋转不平滑，则说明O形圈已经事故。

（1）专用的就机清洗机内装有加了除炭剂的燃油和电动喷油泵，可将清洗机的连接管与柴油发电机燃油总管上的油压检测口及油压调整器回油管连接。同时断开汽机上的燃油泵电路（拔下燃油泵熔断丝即可），然后接通清洗机的电动柴油泵电路，启动柴油发电机并以2000r/min左右的速度保持运行，约10min即可完成清洗。这种对策的优点是不需要拆卸喷油嘴，且可以同时清洁油路污物；弊端是清洁效果不够直观，只能通过柴油发电机的运转状况是否改进来进行判断。

（2）另外还有一种就机清洁途径：不用清洗机，直接在油箱中加入清洗剂，在汽机操作一段时间后即可完成油路的整体清洗。不过，由于清洗剂的存在，会破坏柴油发电机气缸的润滑油膜而增加柴油发电机的磨损，因此，较好在油箱中油量较少时再使用该对策。

      测定喷油嘴的工作效果是喷油嘴检修的最后一步。首先，观察喷油器的喷射情形，查验是否均匀且符合要点；其次，操作目标物体来测试喷油嘴的喷射效果，观察喷油的范围和强度是否满足要点；最后，可以操作仪器来测定喷油器的作业参数，如喷射压力、喷射量等。以上文章内容就是喷油器的检验对策，通过定期检验喷油器，可以保证其正常工作和提升使用寿命，从而提高作业效率和产品质量。希望本文的介绍能对读者在喷油嘴的检修过程中供应一些帮助和参考。