汽车喷油器性能分析（共7篇）
汽车喷油器性能分析 篇1
喷油器是汽车发动机燃油供给系统的关键部位之一, 其性能的好坏直接影响汽车发动机工作质量和使用情况。因此对汽车喷油器性能的检测已越来越为人们所重视。国家标准也对汽车喷油器总成性能的检测作出明确的要求和规定。汽车喷油器性能检测包括:汽车喷油器各空均匀性、汽车喷油器雾化性能等。
一、汽车喷油器均匀性的分析
在汽车燃料供给系统当中, 喷油器喷油量的多少是通过汽车发动机ECU控制喷油器的喷油压力和喷油器的喷油脉宽来决定的。喷油器喷油量是否均匀的决定因素有喷油器的结构以及汽车发动机电控系统。
(一) 加工精度对喷油器均匀性的影响。喷油器喷油嘴设计参数和实际喷油量理论上可以一致, 但是在制造过程中, 由于制造水平和制造设备精度的限制, 使得实际喷油量发生一定的偏差从而影响发动机的工作性能。喷油器的喷嘴直径存在偏差时, 将会引起喷孔面积发生变化, 从而影响实际喷油量。喷油器喷油孔存在毛刺或者粗糙度不符合要求时, 实际喷油量也会存在较大的差异。
(二) 汽车发动机ECU对喷油器均匀性的影响。在汽车燃油供给系统中, 发动机电控系统控制喷油器的喷油时刻, 电磁吸力与系统反力决定了喷油器电磁阀的响应时间。喷油器针阀的升程的精确度取决于电磁的吸力与系统的反力。保证喷油器电磁阀开启和喷油量的重要参数是电子系统的开启时间和保持电流的大小, 喷油器驱动电路的峰值电流上升时间必须在0.2ms~0.5ms范围内, 调节峰值电流和保持电流大小可以满足喷油量要求。
对于相同的驱动电路, 使用不同的电流曲线驱动喷油器。在100Mpa喷油压力, 喷油脉宽0.8ms, 喷油偶件流量如表1所示。
二、汽车喷油器雾化性能的分析
汽车发动机中油与汽形成可燃混合气时间较短, 在较短的时间内发生一系列的反应, 所以必须对汽车发动机喷油器性能有一些相关要求:一是汽车雾化应具有均匀性, 不应该存在可见油滴;二是汽车喷束应具有合适的击穿度, 保证汽油在气缸内具有合适的分布状态。
经过反复试验数据对比发现影响汽油雾化性能的因素有:汽油的性质和喷油器的喷嘴结构等。
(一) 喷射压力对汽油雾化性能的影响。
1.喷射压力对雾化中油雾颗粒大小的影响。喷油器喷射压力的大小决定了汽油雾化性能的好坏。喷射的压力低时, 汽油雾化能力较差油雾的颗粒较大。当喷射压力提高时, 油雾的颗粒会逐渐细化。
2.喷射压力对汽油喷束形状的影响。当喷油器的喷射压力提高时, 喷嘴直径不变, 汽油的流速及流量会进一步提升。此时, 喷孔中喷出的流速越高, 产生的摩擦力就会越大, 汽油的雾化颗粒就会越细。汽油的喷束形状将会由细长型变为有锥角并且稳定的油雾。
(二) 汽油特性对雾化性能的影响。汽油的特性中有三者对汽油的雾化性能有一定的影响:汽油的粘度、密度以及表面张力。汽油的粘度增加, 油雾的喷射角度将会变大, 油滴的颗粒将会变大而油雾的击穿深度将会变小;当汽油的密度增大时, 击穿的深度会变深, 喷雾的角度会保持不变, 油滴的直径会逐渐细化;当汽油表面的张力增大时, 击穿深度会保持不变, 但是喷雾的角度会变小, 油滴的直径会逐渐变大。
(三) 喷油器喷嘴结构对汽油雾化性能的影响。汽车发动机喷油器的喷雾质量、喷束形状受喷油器的结构形式所影响。其结构形式能直接影响发动的性能。
1.喷油孔的有效面积对雾化性能的影响。喷油器喷油孔的直径、喷油孔的数量、流量的系数等决定了喷油器喷油孔的有效面积。假如汽油喷射面积较大, 将会使汽油的喷射压力降低, 汽油的喷束击穿度则会减小。如果其它工作条件不变, 喷油器的喷嘴直径, 喷油器数量增多, 将会使汽油喷束发生变化, 使得汽油雾化性能更好。对于不同类型的汽油机所采用喷油器型号是不同的, 汽油喷雾的击穿度和汽油的分布情况决定了各种喷油器的孔径和孔数。而喷油器喷油量系数则是由喷油孔的加工方法决定的。机械式油孔和电火花加工方法所能得到的喷油量系数分别是0.7与0.8。
2.喷油器针阀升程的影响对雾化性能的影响。汽车发动机喷油器基本工作原理是:汽车喷油器阀体在油压的作用下上升时会有一部分汽油填充到产生的容积当中, 当喷油器阀体下降时, 这部分汽油由于压力的作用将会被挤出。如果喷油器阀体升程较大时, 对汽油雾化性能影响较大, 汽油喷射时间越长, 容易造成发动机故障。当喷油器阀体升程较小时, 会使喷油器喷射压力降低, 汽油喷束的击穿度将会下降。通过对实验数据的分析, 为了使喷油器阀体升程对汽油雾化性能的影响控制在一定范围内, 一般保证阀体座面密封带出有效流通面积与喷油孔流通面积比值大于3时取最小升程。
3.喷油器阀体开启压力对雾化性能的影响。随着喷油器阀体开启压力的上升, 汽车发动机喷油器平均喷射压力也会提高。汽油喷射的击穿度也相应变大, 汽油的雾化性能更好。对汽车发动机的动力性、经济性和控制尾气排放的性能非常有利。随着压力上升也会对阀体座面的磨损加大, 喷油器的耐用度将会下降。
4.喷油器压力室容积的大小对雾化性能的影响。通过对现生产的大、小、无三种压力室喷油器总成的试验数据对比可以得出如下结论:随着喷油器压力室容积的增大, 在主喷射以后压力室中的汽油因受热膨胀而进入燃烧室, 从而影响雾化形态, 造成这部分汽油油雾化质量差, 形成较大的油滴颗粒。而无压力室的喷油器总成中由于含有这种燃油非常有限, 基本上不影响其雾化状况。
三、结语
通过以上对汽车发动机喷油器总成的性能实验及分析, 汽车发动机喷油器性能的影响因素主要有喷油器自身的结构、汽油自身的特性等。提高汽车发动机喷油器有助于改善发动机的经济性、动力性以及排放性能, 同时还能降低发动机的故障率。
参考文献
[1]王永丰.汽车发动机喷油器清洗设备的研制分析[J].应用能源技术, 2013, 12
[2]姚焕新.汽车瞬时油耗检测方法与试验分析[J].汽车技术, 2011, 7
[3]姜无疾.高压共轨喷油器测试电路设计及其检测平台开发研究[J].汽车零部件, 2013, 7
[4]程强, 张振东, 谢乃流, 郭辉.基于金属注射成形技术的电控汽油喷油器综合性能研究[J].中国机械工, 2014, 5
汽车喷油器雾化性能检测 篇2
1喷射压力对雾化性能的影响
喷射压力的高低直接影响油雾颗粒的大小, 喷射压力低的时候, 油雾颗粒较大, 在混合形成混合气时使得发动机启动较困难, 且运转过程当中发动机容易熄火;喷射压力较大时, 油雾颗粒较小, 且随着压力的不断增大, 油雾颗粒不断细化, 因为在喷孔相同的情况下, 喷油器的压力越大, 喷出的速度便会越快, 燃油与喷孔产生摩擦, 从而被粉碎成非常细的颗粒, 形成喷雾锥角的喷射油雾, 在与空气混合时能较好的为发动机持续提供动力。通俗的可以把这个理解成人的呼吸, 只用一个鼻子出气, 是谁都会觉得难受。因此我们应当竟可能的增加喷油器的喷射压力, 尤其是低速转动时, 确保低转速时候燃油能够充分燃烧, 来提高燃油的雾化性, 减少有害气体排放。 喷射压力与喷雾贯穿度的公式如下图:
式中 ρa, ρo分别为燃烧室和大气的密度, s为喷射长度, t为喷射时间, 喷射的初速度V0=μc, μc为喷孔的流量系数, △p为喷孔处的压力差, dc为喷孔直径。从公式看出喷射距离随着喷射压力的增大而增加。
2喷油嘴的结构形式是影响喷油器雾化性能里一个非常重要的特征参数
首先要说的是喷油孔的有效面积, 喷油孔的有效面积的决定因素有喷油孔数量, 喷油孔直径以及流量系数。想要在单个工作循环里面提供竟可能多的油雾, 一个便是提高单个喷油孔的喷射量, 其次便是竟可能的增加喷油孔的数量。这里存在一个误区, 有人认为单单增大单个喷孔的面积可以增加喷油量是错误的, 因为当单个喷孔面积增大时候, 喷油器的喷油压力便会下降, 这和我们之前讲到的增加喷油压力是相违背的, 因此我们应当尽可能的做到增加喷油孔数量来增大喷油面积, 确保高压的同时面积也大。同时为了从喷油器形态方面做到增加喷油压力我们也可以减小按个喷油孔的面积, 更进一步提高喷油器雾化性能。然而对于不同的发动机, 其最佳的孔数及孔径都是取决于其雾化贯穿度和燃油分布。 (所谓的雾化贯穿度也就是雾化后的燃油与燃烧室内空气的混合程度) 。
3针阀升程的影响
当针阀在油压的作用下被顶起而上升时, 会有一部分燃油主动填充到这个空缺的空间上, 而当针阀落下时又会把这部分燃油挤压, 排出针阀腔外。当针阀上升空间较大时, 这种影响就较大, 喷射时间延长, 就容易造成燃气回窜的可能性加大。当针阀上升空间较小时, 燃油就会在密封带处节流, 喷油嘴的喷射压力便会下降, 油雾的喷束贯穿度则相对较小。经过实验研究分析, 喷油嘴的流量随着针阀座面密封带处有效流通面积的增大而增大, 成正比关系, 当针阀座面密封带处有效流通面积是喷孔流通面积的3倍以上时, 喷油嘴的流量达到最大值, 此时当升程继续增大时, 流量变化不大。因此, 为了使喷油雾化效果最佳, 在不使压力室中的压力过分降低情况下, 在确定针阀升程的大小时, 一般在保证针阀座面密封带处有效流通面积与喷孔流通面积比值>3时取最小升程。
4喷孔深度与直径比的影响
喷孔深度与喷孔直径之比对喷油器雾化性能有明显的影响。当喷油器孔深增加时, 燃油的流道变长, 燃油将受到一定的限制约束, 从而使形成的喷雾锥角变小, 因而减少了空气中的阻力, 使喷雾的贯穿度增大, 相应的喷雾的雾化颗粒将会变大。而当针阀开启压力时, 随着针阀开启压力的逐步提高, 发动机的平均喷射压力也会随之提高, 喷雾的喷射贯穿度也相应加深, 所形成雾化的颗粒直径将会减小。对发动机的燃油经济性和废气控制排放都有非常大的好处。但是, 随着压力的不断增大, 容易对针阀座面造成较大的磨损, 减少其使用寿命。这个可以通俗的理解成喷水枪, 当压气行程较短时, 喷水距离近, 而当压气行程较长时, 喷水也就更远了, 类比到喷油器中便是油雾的贯穿度大小。
5接着是压力室容积对雾化性能的影响
在对现生产的大压力室、小压力室、无压力室三种喷油器总成的上机试验中可以得出如下结论, 随着压力室容积的不断增大, 在主喷射之后, 压力室中的燃油因为受热膨胀而进入燃烧室中, 从而直接影响其雾化形态, 造成这部分燃油雾化质量较差, 形成直径较大的油滴颗粒。但是无压力室的喷油器总成中由于含有这种燃油非常有限, 基本上不影响其雾化性能。
6燃油对雾化性能的影响
燃油的粘度、密度和表面张力都会对雾化性能产生影响, 并且他们之间的影响也是相互的。当燃油的粘度增大时, 喷油形成的锥形角度也会增加, 每颗油粒也会相应变大, 而贯穿深度将随之减小; 当燃油的密度增大时, 贯穿深度将随之增加, 喷油形成的锥形角度基本不变, 每颗油粒的大小会随之变小;当燃油的表面张力增大时, 喷雾的贯穿深度将逐渐变大, 形成喷雾的锥角将逐渐变小, 每颗油粒的直径将变大。为了便于统一规范, 现在用于检测燃油喷射系内燃机启动后, 长时间在低温下运行, 造成气缸套的穴蚀。正确的操作应该是, 启动发动机机待发动机机水温70℃以上时再开启海水冷却系统, 并控制阀门开 (按度, 保证发动机正常运行时保持水温80℃左右发动机厂家具体要求) 。最简便有效的方法就是加装温控阀来自动调节水量保证柴发动机水温。
7结论
通过本次对于汽车喷油器雾化性能影响因素的分析, 我们了解到雾化贯穿度, 雾化细度及燃油分布则是喷油器的重要技术指标, 影响这些参数的包括喷油压力, 喷油嘴结构形状, 燃油等。
摘要：汽车喷油器雾化性能的好坏决定着发动机的动力性能, 而雾化性能主要由喷射压力, 喷油嘴结构形式以及燃油因素决定, 其中贯穿度、有效面积、颗粒大小是重要的评判依据。
汽车喷油器性能分析 篇3
一辆上海大众朗逸轿车 (1.6L) , 行驶里程25000km, 冷车难启动, 启动车后怠速有“突突”现象, 两三分钟后即正常。检测, 无故障。拆下喷油器, 发现喷油器及进气门头部积炭极重, 解体清洗装复后设定, 故障排除。
2.喷油器工作原理
燃油喷油器按喷嘴口的形式分为针阀型和孔型, 本文以轴针式喷油器为例, 介绍喷油器的工作原理, 其结构如图1所示, 喷油器体内有一个电磁线圈3, 喷油器头部的针阀6与衔铁5结合成一体。电控单元以电脉冲的形式向喷油器输出控制电流。当电控单元送来电流信号时, 电磁线圈通电, 产生电磁力, 吸起铁芯与针阀, 将燃油通过精确设计的轴针头部环形间隙喷出, 在喷油器头部前端将燃油粉碎雾化, 与空气混合, 在发动机进气行程中被吸入汽缸。
1-滤网 2-电接头 3-电磁线圈 4-复位弹簧 5-衔铁6-针阀
电控单元利用电脉冲的宽度控制喷油器每次打开喷油的时间, 从而控制喷油量 (图2a) 。电脉冲从升起到回落所持续的时间称为脉冲宽度。若电控单元输出的脉冲宽度短, 则喷油持续时间短, 喷油量少 (图2b) ;若电控单元输出的脉冲宽度长, 则喷油持续时间长, 喷油量多 (图2c) 。一般喷油器针阀升程约为0.1mm, 而喷油持续时间在2~10ms范围内。
1-电 控单元 2-喷 油器体 3-电 磁线圈 4-复 位弹簧5-衔铁 6-针阀
3.故障类型与原因分析
电控燃油喷射系统喷油器易损故障可分为机械故障和电路故障两种。
3.1机械故障
燃油喷油器的机械故障表现为喷油器由于黏滞、堵塞、泄漏而引起机械动作失效, 造成发动机的运转出现损坏性工况, 严重影响汽车的正常使用。
喷油器黏滞是由于针阀与阀座的间隙被残存的粘胶物阻塞, 致使吸动柱塞升起的动作发涩, 达不到规定的针阀开启速度, 影响正常的喷油量。产生喷油器黏滞的主要原因是使用了劣质汽油。劣质燃油中的石蜡和胶质, 将会短期内引起喷油器黏滞, 造成发动机早期故障。
喷油器堵塞有内部堵塞和外部堵塞两种状况。内部堵塞原因是汽油中混入杂质和污物堵塞喷油器内部的运动间隙, 使喷油器机械动作失效。外部堵塞原因是喷油器外部的喷射口被积碳和污物堵塞, 造成喷油器喷射工作失效。
喷油器泄漏有内部泄漏和外部泄漏两种状况。内部泄漏的原因是喷油器在使用中早期磨损, 造成喷油器在压力油路的施压状态下, 不断向进气歧管内泄漏汽油。
3.2电路故障
喷油器自身的电路故障主要表现在电磁线圈上, 可以归纳为线圈断路、线圈短路和线圈老化。
电磁线圈烧断的喷油器, 燃油喷射工况中断, 造成发动机无法运转。造成线圈烧断的原因主要是在清洗喷油器的维护中, 由于操作者不熟悉电磁线圈电阻值的知识, 错误地将低阻值喷油器直接接到蓄电池电源上, 导致线圈载流量超过限度, 发热烧蚀线圈漆包线的绝缘层, 严重的甚至烧断线圈的导线。
电磁线圈短路是指喷油器电磁线圈正常出现的脉冲控制电流, 未经规定线路流动, 而通过一条短捷的线路流动。喷油器电磁线圈的连接方式是由一个双位导线连接器连接线圈首尾两端。导线连接器送出的两根引线, 一根接轿车蓄电池电源正极, 另一根经过汽车的发动机ECU, 后接入控制喷油器电磁线圈的搭铁回路。喷油器电磁线圈发生短路故障, 即未经发动机ECU而直接搭铁。短路故障发生后, 只要接通点火开关, 喷油器就一直喷油。在启动发动机时, 由于油量过多, 造成火花塞被淹而无法启动。即使发动机勉强能启动, 发动机运转工况也异常恶化, 燃油消耗量过高, 混合气过浓, 产生爆燃, 引起发动机喘抖等现象。另外过量的汽油还会在排气中燃烧, 废气排放超限, 严重冒黑烟, 甚至损坏三效催化转化器。
喷油器电磁线圈老化是指线圈阻抗值增加, 造成脉冲控制电流在老化的线圈上受阻, 导致线圈产生的电磁吸力不足, 影响喷油的喷射效果。当线圈老化后, 发动机启动困难、怠速不稳、加速性能变差。
4.检测方法
4.1听喷油器的工作声音
在发动机热起后使其怠速运转, 将听诊器放在喷油器上方, 若能听到各缸喷油器发出的清脆均匀且有节奏的“嗒、嗒”声, 表明喷油器工作正常。若某缸喷油器的工作声音很小或听不见工作声, 则表明该缸喷油器工作不正常或完全失效, 应对喷油器及控制线路进行检修。
4.2逐缸断油检查
在发动机热起后使其怠速运转, 依次拔下各缸喷油器的线束插头, 使喷油器停止喷油。若拔下某缸喷油器线束插头后, 发动机转速明显下降, 排气管有“突、突”声, 表明该喷油器工作正常。
4.3喷油器电路电压的检测
点火开关置于“OFF”位置, 拔下喷油器导线连接器, 再将点火开关置于“ON”位置, 用万用表的V档检测喷油器导线侧连接器上电源端子与搭铁端子间的电压, 电压值应为蓄电池电压 (9V~12V) 。如无电压, 则在进行车辆二级维护时应检修喷油器的供电线路。
4.4喷油器电磁线圈电阻值的检测
拔下喷油器导线连接器, 用万用表“Ω”档测量喷油器上两个接线端子间的电阻值。发动机温度在20℃时, 高电阻型喷油器的电阻值应为12Ω~16Ω, 低电阻型喷油器的电阻值应为2Ω~5Ω。如果电阻值不符合标准, 证明喷油器的电磁线圈损坏, 应更换喷油器。
4.5专用仪器检测法
汽车喷油器性能分析 篇4
1传感器模拟电路设计
发动机起动时的喷油量是预设的,所以点火开关的状态也是传感器组的一个信号。点火开关的起动信号由一个接地开关来模拟, 开关状态以位信号送入单片机的I/O口。
发动机转速传感器信号是一组根据转速快慢改变频率的脉冲信号,可用一个频率可调的脉冲信号发生器进行模拟,本设计选择51单片机计数器T0对脉冲信号进行采集,编程实现脉冲频率的计算,进而判断转速情况。
发动机水温传感器是根据负温度系数热敏电阻阻值的变化转化为ECU内部电阻分压的变化,因此可采用串联分压电路模拟, 用可变电阻代替热敏电阻。
ECU一般接收的是数字信号,因此要将模拟电压信号变换成数字信号,即在传感器和ECU之间要接入模数转换器。为了节省单片机I/O口的使用,本设计选择TLC548串行输出型模数转换器。 TLC548是单极电压输入,因此空气流量计改用可变电阻分压作为传感器信号。水温传感器和空气流量计均采用如图1所示电路。
2喷油器驱动电路设计
喷油器驱动方法有两种:电压控制和电流控制方法,电压控制方法的驱动电路适用于低阻值喷油器和高阻值喷油器,电流控制方法的驱动电路只适用于低阻值喷油器。由于低阻喷油器电阻小, ECU将电路接通时,通过线圈的电流会很快上升,使喷油器快速喷油,喷油器响应速度快,因此目前很多喷油器都选用低阻电流控制方法。本设计选择电流驱动方法,如图2所示。
本设计使用单片机P2口的低四位控制四个场效应管,进而控制四个线圈的通断电,模拟驱动四缸发动机的四个喷油器电磁阀线圈。图中R4和L4模拟喷油器电磁阀低阻值线圈,R5作为附加 电阻避免低阻线圈被烧毁, R2和D5构成线圈 放电保护电路;R3和C1构成储能电路,当喷油器不工作时,电源通过R3给C1充电,当喷油器线圈通电时,C1向线圈放电,使流过喷油器线圈的电流迅速上升,提高喷油器的反应速度。
3结束语
一种全真可视的汽车点火喷油系统 篇5
随着人们生活水平的日益提高,汽车越来越多的走进家庭。为了保持良好的车况,不少车主都愿意亲自伺候自己的座驾,并可从中体验自己动手修理车辆的乐趣。一种全真可视的汽车点火喷油系统,可以作为在汽车销售过程中赠送或售与客户,让车主了解自己爱车心脏———发动机的实时工况,并通过在系统中设计典型的常见故障,使驾驶者能够在发动机出现故障时,自己动手解决,体验维修乐趣。另外,该系统也可以使汽车专业教师在教学中化繁为简,现场讲解指导,学生将会觉得简单易懂,可明显提高教学效果和科研效率,有利于增强学生的实践能力。
二、项目创新
本项目以目前盐城市场保有量较多的起亚赛拉图汽车作为项目样本。考虑汽油发动机正常工作的3要素(点火、喷油、进气),改装设计制作一种全真可视的汽车点火喷油系统。该系统将原车发动机控制电路化繁为简,用Corel DRAW软件重新设计绘图,真实展示汽车电喷汽油发动机点火、喷油工作过程。同时,采用模块化思想设计了典型故障设置装置,利用电子开关,实现发动机不同运行工况下的点火电路、喷油器电路、油泵电路、发动机控制继电器电路等电路的故障设置,以及凸轮轴及曲轴位置传感器的信号故障设置。本项目样品实物一方面可以作为精品赠送或销售给客户,使车主能直观了解爱车的工况;另一方面在职业教育教学中,教师现场可以直观演示给学生,提高学生学习的积极性。
三、实施方案
1.项目目标
以目前盐城市场保有量较多的起亚赛拉图汽车作为样本,将发动机控制系统改装简化,达到点火喷油功能。另外通过设计电路故障,使普通驾驶者能够手工排除故障,享受自己动手维修爱车的乐趣。同时,本项目可以服务与教育教学,能够使教师教学变得更加直观,学生学习不再苦恼,提高动手能力。
2.项目准备
(1)前期准备:查阅赛拉图轿车原厂维修手册,分析电路原理,传感器、执行器、电脑ECU工作过程。
(2)设计准备:调研4S店以及查询起亚售后技术公报,汇总赛拉图汽车常见故障现象,根据发动机工作必要条件,通过Corel DRAW软件设计绘制汽车点火、喷油电路图,并要实现可靠搭铁、接地闭环,防止高压火花漏电。同时设置8个典型故障,简化后的电路图如图1所示
(3)加工准备:由于原车凸轮轴传感器及曲轴位置传感器信号转子尺寸较大,需另外设计及加工。通过AUTOCAD软件设计新的信号盘。
信号盘参数为:
(1)曲轴信号盘齿轮参数:齿数z=60;齿顶圆da=m(z+2)=80;模数m=1.29mm;分度圆d=mz=1.29×60=77.4mm;齿距p=3.14×1.29=4.05mm;齿根圆df=m(z-2.5)=1.29×(60-2.5)=74.18mm。
(2)凸轮轴信号盘齿顶圆da=m(z+2)=25mm;模数m=3.125mm;分度圆d=mz=3.125×6=18.75mm;即齿距p=9.81mm;齿根圆df=m(z-2.5)=3.125×(6-2.5)=10.94mm。
齿轮加工工艺如下:选用厚度为2.5mm,长为50mm的正方碳素钢形料,用直径为2mm的钻头打1个引线孔,将电火花线切割机上的钼丝穿过2mm的孔进行装夹,用电火花线切割机割出1个8mm的中心孔,停机,将钼丝外移至工件外侧,调整好位置,进行二次切割,开机,按照图纸要求线切割齿轮,去毛刺。
(4)材料准备:
(1)赛拉图原车凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器;
(2)原车电脑ECU、点火线圈、火花塞、油泵、燃油导轨、喷油器;
(3)12V交直流转换变压器、信号转子直流电动机、小尺寸油箱、进回油管、卡箍、调速开关、直流电机调速器、连接线速、系统机箱等。
四、结语
本论文设计制作成品后将有如下成果:
1.Corel DRAW软件绘制设计赛拉图点火喷油闭环电路喷绘彩图面板一份,如图2所示;
2.全真可视的汽车点火喷油系统样机一台;
3.典型常见故障设置说明书一份;
4.系统样机操作手册一份。
参考文献
[1]塔丽.汽车发动机故障诊断虚拟交互平台的开发[D].吉林大学2013
喷油器泄漏故障检查分析1例 篇6
在发动机ECU中设有故障存储器, 当被监测的传感器或执行器出现故障时, ECU将自动进行诊断, 并把故障内容以故障码的形式存入存储器中。用V.A.G1551故障诊断仪调取故障码, 得到故障码“65535”, 表明电控系统无故障码。
检查各缸火花塞 (该车火花塞型号为PFR60, 是日本生产的铂金电极火花塞) , 火花塞电极呈铁锈色, 说明各缸工作良好。
燃油供给系统压力不正常表现为油压不足和油压过高, 油压不足的原因有管接头或油管渗漏、燃油滤清器太脏、燃油泵不良或蓄电池电压不足、燃油压力调节器损坏;油压过高的原因有燃油压力调节器损坏。
将燃油压力表用专用接口连接到燃油分配管的进油管上, 起动发动机, 燃油压力表指示为340kPa, 在正常值范围内。该车喷油器电路如图1所示。打开点火开关, 用万用表测量喷油器的供电电压 (即插头端子1与搭铁之间的电压) , 为蓄电池电压, 正常。
在对电控系统及油路的检测中没有发现异常现象, 决定清洗喷油器, 并对节气门体进行常规维护。
将4只喷油器从发动机上拆下来, 记录好原来喷油器的安装顺序, 用万用表测量各喷油器之间的电阻值, 均在正常值范围内, 且差值不大于1Ω。
用WDF-6型喷油器清洗机清洗喷油器, 具体清洗过程为:将主机脉冲线连接到待清洗的喷油器上, 将喷油器放到超声波清洗架上, 在清洗槽内加入清洗液, 打开超声波电源, 用主机控制面板上的“选择”键选择需要修改的参数, 设置转速为50r/min, 脉宽为20ms, 喷油次数为500次, 然后按“测试”键提供脉冲电源给喷油器, 打开超声波开关, 开始清洗。
检测喷油量均匀度:按“预置”键设置转速为650r/min, 脉宽为3ms, 喷油次数为4000次, 按“油泵”键建立油压, 调整油压至发动机工作油压。按“测试”键开始测试。喷油完成后, 将各试管内的检测液量与标准值进行比较, 误差在控制范围内, 说明4只喷油器完全达标。
用化油器清洗剂清洗节气门体, 把所有拆下来的零件都复位装好, 然后接通点火开关, 连接V.A.G1551故障诊断仪, 选择“基本设定”功能, 对节气门控制组件进行基本设定操作, 具体操作过程为:输入发动机地址码“01”, 进入“发动机电控系统检测”, 输入地址码“04”, 进入“基本设定”功能, 屏幕显示“输入显示组号”, 输入组号“98”, 对节流阀和发动机控制单元进行匹配, 然后按“Q”键确认, 节气门定位器移动到最小、最大和5个中间位置, 发动机ECU在存储器内记录各种节气门角度 (此过程不超过10s) , 节气门在关闭前保持在起动位置。完成后屏幕在区域4显示“ADP.i.o”, 表明匹配完成, 键入地址码“06”, 进入“结束输出”功能, 然后按“Q”键确认。
起动发动机进行路试, 路试中换档加速有力, 无“坐车”现象。但两天后该车又出现了早上发动机不易起动的故障现象。用V.A.G1551故障诊断仪调取故障码, 故障码仍为“65535”, 即系统正常无故障。
为了验证故障现象, 把车辆停放3h后, 重新起动发动机, 果然是连续3次发动机才起动着火。因该车电控系统正常, 怠速运转平稳, 动力性良好, 根据故障现象初步判定为油路故障。
再次连接燃油压力表, 起动发动机, 压力表读数仍为340kPa。将发动机熄火, 观察燃油压力表指示值的变化 (即检查燃油系统的残余压力是否正常) , 10min后, 压力表指示值下降到200kPa, 低于标准值。此时用钳子夹住进油胶管, 压力表指示值反弹到220kPa, 同时压力下降速度减慢, 因此怀疑燃油泵出油口单向阀因关闭不严泄漏。
单向阀的作用是防止燃油倒流, 使油管内保持适当的剩余压力, 以提高发动机的起动性能。此外, 在发动机熄火后, 电动燃油泵停止泵送燃油, 单向阀在油管内油压的作用下立即关闭, 使油泵出口端与燃油压力调节器之间的油道中仍保持较高的剩余压力, 有利于减少气阻, 提高发动机的高温起动性能。
更换相同型号的燃油泵后, 再进行燃油系统残压测试。起动发动机, 燃油压力表指示值上升到350kPa, 10min后, 压力表指示值又下降到200kPa。继续观察, 45min后, 燃油系统压力值下降到0。此时再起动发动机, 又起动了3次才成功, 看来燃油系统中还有泄漏的地方。
J17-燃油泵继电器S5、S17-熔断丝N30～N33-喷油器J220-发动机ECU G6-燃油泵
图2喷油器控制电路
对于此种情况, 应检查全部燃油管、燃油压力调节器和喷油器。先仔细检查了全部燃油管, 没有发现异常现象。用替换法检查燃油压力调节器, 也正常。最后, 只能怀疑喷油器泄漏了。
把4只喷油器从发动机上拆下来, 但不装到输油管上, 依然将燃油压力表连接到进油管上。起动发动机, 燃油压力值上升到350kPa后, 观察各喷油器的喷口。过了一会儿, 看到1只喷油器的喷孔处渗出少量燃油, 另外2只的喷孔处不时地冒出小气泡。10min后, 不但燃油压力值下降到了200kPa, 2只泄漏严重的喷油器还滴下2滴燃油。
该车由于喷油器泄漏, 不仅加速了燃油系统内压力的下降, 而且还吸入了空气, 促使燃油流回油箱。时间越长, 燃油系统内吸入的空气越多, 就需要燃油泵长时间工作来排除空气提升油压, 所以车辆放置时间一长便不易起动。
汽车喷油器性能分析 篇7
船用柴油机喷油器的作用是通过油泵将柴油从液体喷射成细小的雾化颗粒, 然后与燃烧室中的空气均匀混合, 得到良好的可燃性气体。燃油喷雾特性包括喷雾贯穿距、喷雾锥角、液滴尺寸和分布、空气卷吸等, 而喷油器工作状态的好坏则直接影响其燃油喷雾特性。柴油机对喷油器的工作要求非常严格, 要达到雾化效果, 必须有一定的喷油压力、喷射距离、喷雾锥角, 而且还应与喷油泵协同一致, 喷雾才能扩散整个燃烧室中, 且喷油结束后不发生滴油现象。柴油机喷油器作为柴油机的关键部件之一, 喷油器若不能正常工作, 轻则可导致柴油得不到完全燃烧, 柴油机油耗提高, 功率下降, 工作不平稳, 重则船舶无法正常运行。因此, 喷油器故障将对船舶的正常工作产生巨大的影响[1]。
随着工业生产贸易的快速发展, 巨型吨位的船舶运输作业越来越多, 对喷油器的检修频率也是越来越频繁。以往在对喷油器的研究中, 主要是针对喷油器的结构, 工艺方面的改进, 目的是改善喷油器的喷雾效果, 提高柴油机的工作性能, 但对喷油器各种故障的分析和研究较少。本文将通过对喷油器的结构分析, 找到其故障产生的现象和原因, 为设备维护提供方法和理论支持[2]。
1 喷油器的种类
喷油器种类很多, 船舶大多数采用闭式喷油器。闭式喷油器主要分轴针式喷油器和多孔式喷油器。
轴针式喷油器内部有一圆柱针阀, 它与针阀体内孔配合。针阀末端有一轴针, 它伸出针阀体外, 轴针在喷孔内外往复运动。轴针式喷油器只有一个喷孔, 孔径一般为1~3 mm。轴针式喷油器主要用在喷油压力要求较低的燃烧室, 由于其孔径较大, 而且工作时轴针在针阀体内往复运动, 有利于清除喷孔处积炭。
多孔式喷油器分为单孔和多孔, 与轴针式喷油器不同的是, 它的针阀末端为锥形, 与针阀锥面配合, 不伸出针阀体外, 起密封和导向的作用。多孔式喷油器喷孔个数一般为1~9 个, 孔径一般为0.2~0.8 mm。多孔式喷油器喷射压力较高, 燃油的雾化质量较好, 主要用于对喷油压力要求较高的燃烧室, 如直喷式燃烧室。
2 喷油器的结构和工作原理
图1 为船用柴油机喷油器, 其工作过程主要分为喷油和停油两个过程。首先, 喷油泵开始供油, 高压油从进油口沿油道进入喷油器体内嘴内压力室, 在承压锥面上产生推力, 当作用在喷油器针阀承压锥面上的油压超过喷油器调压弹簧预紧力时, 针阀开启, 高压燃油从喷孔中喷入气缸雾化, 此喷油压力称启阀压力。喷油结束后, 喷油泵停止供油, 出油阀在弹簧作用下关闭, 由于减压环带的减压作用, 压力室内油压骤然下降, 作用在喷油器针阀承压锥面上的推力迅速降低, 当其低于启阀压力时, 针阀关闭, 整个雾化过程结束。
喷油器在工作过程中, 会有少量的柴油从针阀和针阀体的配合表面的间隙流出。这部分柴油对针阀起润滑作用, 并顶杆周围的空隙上升, 通过回油管螺栓上的孔进入回油管, 流回柴油滤器。
3 喷油器常见故障分析与维护方法
喷油器的针阀和针阀体配合间隙一般只有0.002~0.004 mm, 柴油机长期工作, 很容易累积污垢杂质。同时, 喷油器位于燃烧室的顶部, 其头部直接处在高压高温燃气内, 高压柴油冲刷喷孔内壁, 导致喷孔孔径扩大, 所以喷油器的主要故障形式为磨损。喷油器最常见的故障主要包括:喷孔堵塞, 针阀卡死, 喷孔直径过大, 喷油压力不足, 喷油嘴滴油等, 表现为发动机运转波动较大, 排黑烟, 缸内出现断续的噼啪声等, 严重影响船舶的正常作业。现将其故障分析和维护方法分别作以介绍。
3.1 喷孔堵塞或针阀卡死[3]
如果柴油雾化不良, 会导致柴油燃烧不充分, 形成过多的积炭, 特别容易累积在喷孔周围, 长时间工作, 阻塞喷孔;同时, 使用混有固体颗粒的不纯净的柴油, 由于针阀在针阀体内往复运动, 日积月累, 杂质堆积在针阀体内壁, 造成针阀卡死。喷孔一旦堵塞, 喷油泵的供油压力就会显著上升, 长时间承受高压使喷油泵寿命下降。喷油器喷嘴无法进行工作, 必然导致发动机无法启动, 运转波动大、熄火、工作性能降低, 长此以往, 降低发动机寿命。
喷孔堵塞时, 先将喷油嘴偶件浸入干净的70 ℃柴油中预热10~20 min, 然后再取出喷油嘴偶件, 用细长的钢针疏通喷孔上的脏物, 放到柴油中清洗干净;如针阀卡死, 同样将喷油嘴偶件浸入柴油中预热15 min左右, 取出后将针阀尾部用裹上软布的虎钳夹住, 将针阀慢慢拔出, 一边拔一边旋转, 反复多次操作即可拔出针阀, 对其进行清洗研磨。清洗完成后为了检测喷油嘴偶件是否合格, 须对其做喷雾实验, 不合格则更换喷油嘴偶件。更换新偶件时, 我们需注意先将新偶件浸入70 ℃柴油中15 s左右, 使柴油彻底溶解新偶件表面的防锈油, 再抽出针阀, 用干净的柴油彻底清洗表面的杂物。此外, 我们必须使用优质干净的柴油, 柴油在注入油箱前, 一定要经过2d以上的沉淀, 油箱要保正绝对干净, 防止有其他杂质进入偶件内, 同时我们也可使用油泵过滤网。
3.2 喷孔直径过大[4]
喷油器工作, 高压柴油长期冲刷喷油器喷孔的结果。同时柴油中也会夹带固体杂质, 使得喷油器喷孔磨损扩大。孔径扩大的结果是轴针和喷孔配合间隙加大, 柴油流速降低, 压力变小, 不能将柴油有效地雾化, 喷射距离变小, 柴油燃烧不充分, 发动机冒黑烟, 缸内大量积炭, 甚至发动机工作状态恶化。
先用铜丝清除其表面积炭 (具体清除积炭步骤见3.1节) , 用柴油清洗干净, 然后做喷雾质量实验, 如果无法满足喷雾要求, 由于喷孔直径较小, 扩大后很难再维修, 我们一般采取更换针阀体的方式来维护喷油器。
3.3 喷油压力不足[5]
调压弹簧磨损, 调压弹簧预紧力下降导致喷油压力过低, 直接影响喷雾质量。另外, 由于调压弹簧预紧力降低, 喷油结束时, 针阀无法及时复位, 燃气倒流到喷油嘴偶件内, 污染针阀, 针阀体内壁磨损。喷油器的喷油压力直接影响喷雾质量。喷油压力过大或过小都会降低柴油机的工作性能。喷油嘴偶件内的针阀打开时的承受阻力即为喷油压力, 由于针阀在针阀体内被调压弹簧预紧, 针阀要开启必须得克服调压弹簧的预紧力。当柴油机工作时, 调压弹簧高频率的来回跳动, 时间一长, 调压弹簧就可能发生塑性变形, 同时含有杂质的柴油也会磨损调压弹簧, 其弹性模量下降, 进而发生喷油压力降低的现象。压力降低, 针阀无法及时复位, 会引起燃气进入针阀体内, 污染针阀, 燃气会造成喷孔积炭堵塞。排气时大量冒黑烟、费油, 柴油机工作效率大大降低, 甚至停止工作。
对于多缸机, 首先找到故障的喷油器。通过排除法, 依次让各个缸喷油器停止喷油, 若黑烟消失, 即为此缸喷油器出现故障。然后取下喷油器, 拆解喷油器各个零件, 磨损的零件表面涂少量氧化铬细研磨膏研磨, 然后浸入柴油中清洗干净, 清洗后重新组装, 并做喷雾质量实验。雾化效果优秀的喷油油束距离较长, 油束形状应为圆锥状;假设喷油器喷油仍然成线状、滴油严重、距离较短等现象, 则要更换弹簧或者喷油嘴偶件。
3.4 喷油嘴滴油[6]
针阀锥面密封不良。一部分是针阀锥面高频率地反复冲击针阀体锥面所致;另一方面是柴油中的杂质长期磨损的结果。针阀锥面发生塑性变形, 冷作硬化, 表面裂纹, 增大针阀升程等, 从而导致密封性下降, 喷油嘴滴油, 喷孔处形成积炭, 甚至堵塞喷孔。滴油严重时, 缸内出现断续的噼啪声, 进而加大柴油机油耗, 工作效率降低, 燃烧不充分并伴有黑烟。
按时维护喷油嘴偶件。拆开喷油器, 可在针阀锥面涂少量氧化铬研磨锥面, 然后再浸入70℃柴油洗净, 最后组装好喷油器进行喷雾实验检测, 如果仍发生上述现象, 说明针阀较磨损严重, 应及时更换新件。在维修过程中, 对于喷油器零件应轻拿轻放, 避免磕碰。涂研磨膏时避免涂到喷孔内, 如果没有研磨膏可以用牙膏或机油替换。
4 结语
喷油器作为船用柴油机关键部位之一, 通过对船用柴油机喷油器的故障分析, 加之进行针对性的维护措施, 能有效降低船用柴油机的故障率。但柴油机的故障并非都由喷油器引起。因此, 我们对船用柴油机的故障应仔细检查, 不能草率拆解喷油器, 否则会破坏其加工与装配精度, 反而得不偿失。经常性地检查喷油器, 做好保养工作, 检查雾化效果是否雾化良好, 加强检查和调节启阀压力, 检查喷油器的密封性, 发现磨损较大的喷油嘴偶件和失效的密封圈要及时更换, 以保证船舶的正常作业。
摘要：船用柴油机喷油器作为柴油机的核心部件之一, 它在工作中容易产生喷孔堵塞或针阀卡死、喷孔直径过大、雾化不良、喷油器滴油等故障, 会严重影响船舶的工作状态。文中首先介绍了喷油器的种类、结构和工作原理, 然后详细论述了船用柴油机喷油器故障产生的现象和原因, 并针对性地给出了维护方法。
关键词：喷油器,故障,维护方法
参考文献
[1]刘彦辉.柴油机喷油器常见故障分析与排除[J].柴油机, 2011, 33 (1) :54-56.
[2]吴勤.喷油器故障分析与调整[J].内燃机车, 2001 (7) :42-43.
[3]潜伟建, 夏志澜, 郭井加, 等.柴油机燃油系统故障诊断研究[J].柴油机, 2002 (1) :12-17, 49.
[4]章炜, 郑发彬, 任荣社, 等.舰船柴油机喷油器故障3例[J].中国修船, 2006, 19 (增刊1) :5-7.
[5]华小云.浅谈12DK-36型船用柴油机燃油系统的故障分析及解决措施[J].中国水运, 2013, 13 (6) :97-98, 232.