淺談燃油流量檢測法及其應(yīng)用

文/遼寧 王升

(作者王升單位為鐵煤集團(tuán)汽運(yùn)修公司)

當(dāng)燃油噴射系統(tǒng)整體泵功率在有限的范圍內(nèi)下降時(shí)，會(huì)造成汽車的動(dòng)力性不規(guī)律，出現(xiàn)聳車等現(xiàn)象，常規(guī)診斷法又不易判斷故障部位，造成重復(fù)拆裝作業(yè)項(xiàng)目增多。而運(yùn)用燃油流量檢測法較之常規(guī)方法，只是改變了檢測的節(jié)點(diǎn)和操作方法，就能有效地提高針對燃油噴射系統(tǒng)的診斷效率，降低實(shí)際作業(yè)工作量，提高維修服務(wù)的質(zhì)量。

一、提出問題

汽車在電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速工況條件下行駛，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)收油門后再加速聳車，或者發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、低速跟車熄火等現(xiàn)象，當(dāng)超過低轉(zhuǎn)速區(qū)又恢復(fù)正常或者表現(xiàn)為汽車動(dòng)力性無規(guī)律。導(dǎo)致該故障的最常見原因是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)出了問題，但對該系統(tǒng)的故障診斷容易陷入誤區(qū)，因?yàn)樵\斷該故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大多表現(xiàn)為正常，而常規(guī)的診斷流程會(huì)給維修人員帶來很大的麻煩，需要大量地采用部件互換法來比較和判斷故障的差別，這就造成重復(fù)拆裝作業(yè)項(xiàng)目的增多，增大了作業(yè)工作量，降低了勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

在排除電子控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)這兩類故障的情況下，燃油噴射系統(tǒng)的有效泵功率在有限的范圍內(nèi)下降，導(dǎo)致系統(tǒng)泵功率不足，是造成汽車出現(xiàn)上述故障的真正原因。有限范圍內(nèi)的系統(tǒng)泵功率不足，同時(shí)掩蓋了出現(xiàn)問題的技術(shù)檢測參數(shù)，使得診斷流程進(jìn)入盲區(qū)不能快速判斷故障部位。

二、系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因

電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)分為單點(diǎn)噴射系統(tǒng)和多點(diǎn)噴射系統(tǒng)，兩種噴射系統(tǒng)的工作原理在理論上都屬于流體力學(xué)范疇，由于系統(tǒng)的各種功率損耗是常數(shù)，所以從維修角度只需測算系統(tǒng)平均總功率的工作狀況，就可以分析系統(tǒng)故障的成因，由伯努利方程推導(dǎo)出其簡要計(jì)算公式為：

式中，W——燃油系統(tǒng)總功率；

P——系統(tǒng)工作壓力；

v——系統(tǒng)內(nèi)的平均流量。

簡單的說，系統(tǒng)的總功率可以近似的認(rèn)為等同于燃油泵的泵油功率，也就是系統(tǒng)的壓力和容積隨時(shí)間的變化量，系統(tǒng)的容積等于系統(tǒng)流量與時(shí)間的乘積，那么檢測單位時(shí)間內(nèi)燃油的輸出量就可以測算出系統(tǒng)的總功率。

當(dāng)公式中的P在有限的范圍內(nèi)保持不變，即系統(tǒng)工作壓力正常，會(huì)有系統(tǒng)燃油流量不正常的情況出現(xiàn)，原因是燃油噴射系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)造成的，燃油壓力調(diào)節(jié)器這個(gè)裝置會(huì)在系統(tǒng)的總功率有限下降范圍內(nèi)，對燃油壓力起到一定的補(bǔ)償作用。

也就是說，假設(shè)以x、y分別代表公式中W、v的工作參數(shù)變化值，會(huì)存在這樣的函數(shù)關(guān)系，即當(dāng)系統(tǒng)總功率W下降x值，系統(tǒng)內(nèi)的平均流量v就會(huì)下降函數(shù)值y與其對應(yīng)，而系統(tǒng)壓力P會(huì)在總功率下降的有限范圍內(nèi)基本保持不變，只有系統(tǒng)總功率W下降超過一定范圍P才會(huì)下降。這就是誤導(dǎo)維修人員檢測系統(tǒng)壓力都正常，但卻有發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的實(shí)際原因。

三、與常規(guī)診斷法的對比

1.常規(guī)診斷法的弊端

在遇到文章開頭所述故障時(shí)，維修人員大多會(huì)采取的診斷方法是首先用診斷儀去查故障碼和觀測數(shù)據(jù)流，再依次去檢查進(jìn)氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)壓力、燃油的品質(zhì)、氣缸壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)背壓等各系統(tǒng)狀況，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常，一般會(huì)采取清洗噴油器和節(jié)氣門的措施，假如還不能排除該故障，將再次用診斷儀檢測數(shù)據(jù)流有無異常，如果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的數(shù)據(jù)問題，故障也不能及時(shí)解決，就開始采用“互換法”診斷，費(fèi)了好大一翻周折，換了許多懷疑故障的配件后，故障還是未能解決，顧客很不滿意。

常規(guī)診斷流程的弊端，在于當(dāng)用診斷儀檢查故障碼及觀察數(shù)據(jù)流無明顯異常，且進(jìn)氣系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)也無故障的條件下，維修人員在檢查燃油噴射系統(tǒng)時(shí)只限于在第3檢測點(diǎn)檢查系統(tǒng)的工作壓力和堵轉(zhuǎn)壓力 (也稱“回油截止壓力”) ，如圖1所示，而堵轉(zhuǎn)壓力不能反映油泵出口之后的系統(tǒng)堵塞情況，只能反映油泵的最大泵功率是否下降，這樣是不能檢測出系統(tǒng)的流動(dòng)阻力和系統(tǒng)內(nèi)部卸壓情況的。依據(jù)汽車制造商提供的對噴油器流量檢測的維修說明，是將噴油器從燃油噴射系統(tǒng)中拆卸下來，在噴油器檢測臺(tái)上去做流量實(shí)驗(yàn)，而單純的在燃油噴射系統(tǒng)之外進(jìn)行檢測，是不能全面真實(shí)反映燃油噴射系統(tǒng)整體技術(shù)狀況的，會(huì)造成不斷重復(fù)初始故障診斷流程，促使拆裝作業(yè)返工項(xiàng)目成倍增加。

2.燃油流量檢測法的實(shí)際應(yīng)用

(1)燃油流量的檢測方法

在燃油噴射系統(tǒng)壓力值符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而其它檢測項(xiàng)目又無異常時(shí)，無法快速判斷出故障部位的情況之下，解決的辦法就是增加燃油流量的檢測。

首先用診斷儀檢查故障碼和觀測數(shù)據(jù)流有無問題，在檢測燃油噴射系統(tǒng)工作壓力和堵轉(zhuǎn)壓力的數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)流體力學(xué)原理增加在原車系統(tǒng)上進(jìn)行燃油流量檢測，通過檢測回油流量或噴油器流量的數(shù)據(jù)再與正常數(shù)據(jù)對比，再配合變換發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，觀測其中是否存在偏差，由此測得發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下燃油噴射系統(tǒng)泵功率的真實(shí)狀況，以及油泵之后是否有堵塞的情況存在，通過邏輯分析推測出是什么原因造成系統(tǒng)油路的泵損失。

這種方法不同以往常規(guī)診斷法的關(guān)鍵在于檢測過程是在原車燃油噴射系統(tǒng)上進(jìn)行的，而系統(tǒng)燃油流量檢測的節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)地方，第1檢測點(diǎn)是將系統(tǒng)的回油管路斷開接在量桶上、第2檢測點(diǎn)是將噴油器接在量杯上，如圖1所示，在車上進(jìn)行這兩點(diǎn)檢查可以起到以點(diǎn)帶面的作用。燃油流量檢測控制設(shè)備可以簡單制作一個(gè)，該設(shè)備主要是準(zhǔn)確控制燃油泵和噴油器的工作時(shí)間，來達(dá)到精確檢測系統(tǒng)燃油流量。

表1 燃油供給系統(tǒng)壓力與流量故障邏輯關(guān)系表

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量檢測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)值部分例舉表

以堵轉(zhuǎn)壓力正常時(shí)為例，其參數(shù)值只能反映油泵的最大泵功率正常，此時(shí)噴油器的靜態(tài)噴射流量小，則說明油泵之后的油路有阻塞問題，流量大則可能是回路受阻或調(diào)壓器有問題。經(jīng)過大量的實(shí)踐對比和理論分析，總結(jié)出如表1所示的相關(guān)故障邏輯關(guān)系。依此邏輯關(guān)系配合燃油流量檢測，來診斷燃油噴射系統(tǒng)故障，就可以有效地減少拆裝作業(yè)項(xiàng)目，避免重復(fù)返工故障診斷流程，提高診斷工作效率。

對于無回油系統(tǒng)，可測單位時(shí)間內(nèi)多個(gè)噴油器同時(shí)工作的總流量，來檢測系統(tǒng)泵功率是否符合技術(shù)要求，對于無回油又無燃油調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)，主要依據(jù)檢測系統(tǒng)壓力參數(shù)和多個(gè)噴油器同時(shí)工作的總流量，再與診斷儀檢測的數(shù)據(jù)流參數(shù)之間的綜合分析來判斷，就可以檢測出系統(tǒng)泵功率的真實(shí)狀況。

(2)燃油流量檢測的時(shí)間長度設(shè)定方法

在發(fā)動(dòng)機(jī)空載時(shí)，檢測回油量的設(shè)定時(shí)間長度為30s，盡量不用10s設(shè)定，這樣可杜絕出現(xiàn)偶發(fā)性油路堵塞或氣阻現(xiàn)象，以及減少油箱內(nèi)外氣壓不平衡時(shí)，油泵抽真空現(xiàn)象給檢測工作帶來的干擾；測噴油器流量時(shí)可設(shè)定10s，這主要依據(jù)量杯的容積而定。以上必須同時(shí)接上燃油壓力表，檢測時(shí)間的長度選擇必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)定時(shí)間長度超過10s以上，不可隨意更改，短時(shí)設(shè)定會(huì)造成觀察不到燃油流量的波動(dòng)情況，進(jìn)而會(huì)造成誤導(dǎo)診斷的事情出現(xiàn)。

(3)燃油流量檢測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)值收集

目前市面行駛的電噴車很多沒有給出燃油流量的技術(shù)數(shù)據(jù)，這需要平時(shí)多留意去測量無故障車輛的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為診斷提供依據(jù)，表2為發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量檢測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)值部分經(jīng)驗(yàn)值。

(4)簡易燃油流量檢測裝置的制作

針對燃油流量的檢測，采取簡單自制一套檢測控制裝置是行之有效的方法，該方法的好處是簡便而易行，在外出救援時(shí)，可以方便的攜帶和使用。制作檢測設(shè)備需要的配件為1個(gè)JS14S DC12V型時(shí)間繼電器、2個(gè)DC12V的普通繼電器、液體量杯若干個(gè)、若干導(dǎo)線、插頭、開關(guān)和保險(xiǎn)管等。

自制檢測控制裝置的電路接線圖如圖2所示。

實(shí)踐證明，本文所探討的燃油流量檢測法對比常規(guī)診斷法，起到了減少拆裝作業(yè)項(xiàng)目，避免重復(fù)返工，縮短單車維修時(shí)間，提高診斷工作的勞動(dòng)效率的作用，并且該方法還能拓展應(yīng)用到其它涉及流體力學(xué)相關(guān)的汽車分系統(tǒng)故障診斷方面。總之，高效率是汽車修理廠的黃金原則，只有不斷創(chuàng)新工作方法來提高勞動(dòng)效率才會(huì)帶來高營業(yè)收入。