3.4 噴油器

3.4.1 噴油器的構造與工作原理

電控燃油噴射系統的執行元件是噴油器。噴油器的功用是根據ECU的指令，控制燃油噴射量。電控燃油噴射系統全部采用電磁式噴油器，單點噴射系統的噴油器安裝在節氣門體空氣入口處，多點噴射系統的噴油器安裝在各缸進氣歧管或氣缸蓋上的各氣缸進氣道處。

1.噴油器的構造與工作原理

（1）噴油器的結構及類型

噴油器主要由濾網、線束插接器、電磁線圈、復位彈簧、銜鐵和針閥等組成，針閥與銜鐵制成一體，見圖3-45。

按噴油口的結構不同，噴油器可分為軸針式、孔式兩種，如圖3-46所示。軸針式噴油器的針閥下部有軸針伸入噴口，與閥體形成一個環形孔隙，燃油以錐形油束噴出，錐角為10 °～30 °，燃油噴射霧化好。孔式噴油器有單孔、多孔噴油器。孔式噴油器內沒有軸針，代之以一塊很薄的噴孔板，噴孔板上有經過校準的小孔。單孔噴出的油束呈線狀，多孔噴出的油束與軸針式噴油器差不多，但霧化質量中等。

孔式噴油器在現代車中應用比較多，可減少噴油器內的沉積物。

噴油器按燃油進入部位的不同分成上部給油、底部給油兩種方式。上部給油噴油器從頂部進油，頂部借助O形密封圈插入燃油分配管，噴油器其余部分突出在燃油分配管外部，燃油分配管并不直接與進氣歧管連接，用于多點間歇噴射，如圖3-47所示。

底部給油噴油器從側面進油，整個噴油器插入燃油分配管，浸沒在流動的燃油中，如圖3-48所示的日產SR20 DET噴油器。燃油分配管本身直接安裝在進氣歧管上。噴油器或者用鎖夾，或者用燃油分配管上蓋罩固定在燃油分配管上。兩個密封圈阻止了燃油泄漏。這種結構使噴油器的冷卻效果好，且安裝高度較低。

各車型裝用的噴油器，按其線圈的電阻值可分為高電阻（電阻為13～16Ω）和低電阻（電阻為2～3Ω）兩種類型。

（2）噴油器的工作原理

噴油器不噴油時，復位彈簧通過銜鐵使針閥緊壓在閥座上，防止滴油。當電磁線圈通電時，產生電磁吸力，將銜鐵吸起并帶動針閥離開閥座，同時復位彈簧被壓縮，燃油經過針閥并由軸針與噴口的環隙或噴孔中噴出。當電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，復位彈簧迅速使針閥關閉，噴油器停止噴油。

在噴油器的結構和噴油壓力一定時，噴油器的噴油量取決于針閥的開啟時間，即電磁線圈的通電時間。復位彈簧彈力對針閥密封性和噴油器斷油的干脆程度會產生影響。

2.噴油器的驅動方式

噴油器的驅動方式可分為電流驅動和電壓驅動兩種方式，如圖3-49所示。電流驅動方式只適用于低電阻值噴油器，一般應用在單點噴射（節氣門體噴射）系統中。電壓驅動方式對高電阻值和低電阻值噴油器均可使用，一般應用在多點噴射系統中。

（1）電流驅動方式

在采用電流驅動方式的噴油器控制電路中，不需附加電阻，低電阻噴油器直接與蓄電池連接，通過ECU中的晶體管對流過噴油器線圈的電流進行控制。

如圖3-50所示，當ECU中的控制信號X為高電平作用在功率晶體管基極B上時，功率晶體管導通，蓄電池電壓直接加在噴油器線圈上，流過噴油器線圈的峰值電流為8A，噴油器針閥達到最大升程。此時發射極電阻R1上產生電壓降，電壓降的大小與通過噴油器的電流大小成正比，R1上的電壓降由ECU內的模擬電路監測，當電壓達到設定值時，模擬電路將降低功率晶體管的基極電壓，使噴油器的導通電流降為2A，噴油器保持導通。由于噴油器導通過程中有兩次電流變化，其通電線圈內會出現兩次感應電動勢，產生了兩個尖峰，見圖3-51中的波形，這就是電流驅動型噴油器的電壓波形。

在噴油器電流驅動回路中，由于無附加電阻，回路的阻抗小，ECU向噴油器發出指令時，流過噴油器線圈的電流增加迅速，電磁線圈產生的磁力使針閥開啟快，噴油器噴油遲滯時間縮短，響應性更好。噴油器針閥的開啟時刻總是比ECU向噴油器發出指令的時刻晚，此時間稱為噴油器噴油遲滯時間（或無效噴油時間）。此外，采用電流驅動方式，保持針閥開啟使噴油器噴油時的電流較小，噴油器線圈不易發熱，也可減少功率損耗。

（2）電壓驅動方式

低電阻噴油器采用電壓驅動方式時，必須加入附加電阻。因為低電阻噴油器線圈的匝數較少，加入附加電阻，可減小工作時流過線圈的電流，以防止線圈發熱而損壞。附加電阻與噴油器的連接方式有三種，如圖3-52所示。

如圖3-53所示，在電壓驅動方式的噴油器驅動電路中，由蓄電池直接供電，ECU控制噴油器的搭鐵回路。當ECU中的噴油器驅動電路IC使功率晶體管導通時，噴油器搭鐵電路導通，噴油器電磁線圈內的電磁場發生突變，這個突變使線圈產生感應電動勢，噴油器波形出現尖峰，如圖3-54所示。

電壓驅動方式中的噴油器驅動電路較簡單，但因其回路中的阻抗大，噴油器的噴油滯后時間長。其中，電壓驅動高電阻噴油器的噴油滯后時間最長，電壓驅動低電阻噴油器次之，電流驅動的噴油器最短。

3.4.2 噴油器的檢測

3.4.2.1 噴油器的檢測

（1）簡單檢查方法

在發動機工作時，用手觸試或用聽診器檢查噴油器針閥開閉時的振動聲響，如果感覺無振動或聽不到聲響，說明噴油器或其電路有故障。

（2）噴油器電阻檢查

拆開噴油器線束插接器，用萬用表測量噴油器兩端子之間的電阻，低電阻值噴油器應為2～3Ω，高電阻值噴油器應為13～16Ω，否則應更換噴油器。

3.4.2.2 噴油器控制電路

各車型噴油器控制電路基本相同，一般都是通過點火開關和主繼電器（或熔絲）給噴油器供電，ECU控制噴油器搭鐵。只是不同的發動機，噴油器數量、噴射方式、分組方式不同，ECU控制端子的數量不同，前面講過。

若使用中噴油器不工作，拆開噴油器線束插接器，將點火開關轉至“ON”位置，但不起動發動機，用萬用表測量其電源端子與搭鐵間電壓，應為12V蓄電池電壓。否則應檢查供電線路、點火開關、主繼電器或熔絲是否有故障。若電壓正常，則說明噴油器、噴油器線路（與ECU連接線路，即噴油器控制電路）或ECU有故障。

1.噴油器控制電路故障分析

執行噴油器開關動作的控制電路，是晶體管控制噴油器線圈的搭鐵回路，晶體管的集電極（C）連接噴油器，發射極（E）搭鐵。如果C極和E極短路，就會出現打開點火開關后，噴油器始終噴油的故障；如果C極斷路，就會使噴油器無法完成搭鐵回路，導致噴油器不噴油。另外，與晶體管C極并聯的保護二極管如果短路，也會出現噴油器一直噴油的現象。

2.噴油器電路控制電路檢測方法

可以使用數字萬用表、示波器或LED試燈等工具，嚴禁帶電插拔線束插頭，或使用指針式萬用表或大功率測試燈，以免引起瞬間大電流造成發動機ECU內部晶體管損壞。將LED測試燈連接在噴油器插頭兩個插孔中，打開點火開關。如果LED燈一直點亮，表示晶體管C極和E極短路；如果LED燈不亮，起動發動機，如果LED燈仍不亮，表示晶體管C極和E極斷路。起動發動機時，LED燈會閃亮，說明傳感器和ECU無問題。

LED試燈制作方法，將兩只發光二極管并聯，將一只的正極接另一只的負極，再與1只510Ω/0.25W的電阻串聯，見圖3-55，然后在兩只二極管之間及電阻的另一端連接檢測線就做成了一只簡單的LED試燈。

3.4.2.3 噴油器加壓后的檢查與清洗

1.儀器

深圳元征CNC-602A噴油器清洗檢測儀。

2.技術指標

1）模擬檢測轉速范圍：10～9990r/min，步長10r/min。

2）計時范圍：1～9999s。

3）脈寬范圍：0.5～25ms，步長0.1ms。

3.檢測內容

1）在使用儀器之前，請仔細閱讀注意事項，以便正確操作。

2）超聲波清洗：可同時對多個噴油器進行超聲波清洗，能徹底清除噴油器上的積炭。

3）噴油量檢測功能：可以檢測噴油器在15s常噴情況下的噴油量。

4）均勻性/霧化性檢測功能：檢測各個噴油器噴油量的均勻性，同時可利用背景燈全面仔細地觀察噴油器的噴射霧化情況，還能對噴油器進行反向沖洗，見圖3-56。

5）密封性測試功能：可檢測噴油器在系統壓力下的密封性和滴漏情況。若檢查時，在1min內噴油器油滴超過1滴，應更換噴油器，見圖3-57。

6）自動清洗檢測功能：在特定的工況參數下，真實模擬噴油器在各種工況下的測試。

7）免拆清洗功能：帶有多種免拆清洗插頭，可進行多種車型免拆清洗維護。

8）最小開啟脈寬檢測。

詳細操作內容見所使用的噴油器清洗檢測儀說明書。

4.注意事項

1）噴油器滴漏可在專用設備上進行檢查，也可將噴油器和燃油總管拆下，再與燃油系統連接好，用專用導線將診斷座上的燃油泵測試端子跨接到12V電源上，然后打開點火開關，或直接用蓄電池給燃油泵通電。燃油泵工作后，觀察噴油器有無滴漏現象，見圖3-58和圖3-59。

2）噴油器的噴油量檢查：噴油器的噴油量可在專用設備上進行檢查，也可按滴漏檢查。做好準備工作，燃油泵工作后，用蓄電池和導線直接給噴油器通電，并用量杯檢查噴油器的噴油量。每個噴油器應重復檢查2～3次，各氣缸噴油器的噴油量和均勻度應符合標準，否則應清洗或更換噴油器。各車型噴油器的噴油量和均勻度標準不同，一般噴油量為50～70mL/15s，各氣缸噴油器的噴油量相差不超過10%。

3.4.3 噴油正時數據流

燃油噴射正時顯示了主燃油噴射相對于上止點（TDC）的開始時刻。正度數表示TDC前，負度數表示TDC后。

FUEL_TIMING：xxx.xx——表示燃油噴射正時，最小值-210.0，最大值301.992。