汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油控制信號(hào)波形的檢測與診斷

吳敏

摘 要：在電控燃油噴射系統(tǒng)中，由于燃油壓力調(diào)節(jié)器能夠保持噴油壓力恒定，因此從噴油器噴出的燃油量取決于噴油器開啟時(shí)間的長短，而開啟時(shí)間的長短是由微機(jī)發(fā)出的噴油控制信號(hào)決定的。為了正確判斷噴射系統(tǒng)基本噴油控制是否正常，各種傳感器噴油量的修正控制（加濃補(bǔ)償）是否良好，以及診斷ECU和噴油器的故障，有必要對噴油控制信號(hào)波形進(jìn)行檢測與診斷。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；噴油控制信號(hào)；波形

1.噴油信號(hào)波形的檢測

噴油器工作時(shí)的噴油信號(hào)波形，通常用發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測儀或汽車專用示波器來檢測，其檢測方法如下：

（1）按照波形檢測儀器操作使用說明書的要求，連接好波形檢測儀器。通常儀器帶有專用接頭與噴油器插接器相連。

（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)預(yù)熱至正常溫度。

（3）打開檢測儀器，按規(guī)定工況運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，示波器則顯示噴油器工作時(shí)的噴油信號(hào)波形和噴油脈寬，如圖1所示。

圖1 電流驅(qū)動(dòng)式噴油器噴油信號(hào)波形

2.標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形

標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形是指電控燃油噴射系統(tǒng)工作正常時(shí)，噴油控制信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的波形，它是不解體動(dòng)態(tài)檢測電控燃油噴射系統(tǒng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。噴油信號(hào)波形與噴油器的驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)，噴油器的驅(qū)動(dòng)方式有電壓驅(qū)動(dòng)和電流驅(qū)動(dòng)兩種。

電壓驅(qū)動(dòng)式噴油器，其電控系統(tǒng)ECU對驅(qū)動(dòng)噴油器的噴油電脈沖電壓進(jìn)行恒定控制。在噴油器控制電路中，ECU控制功率晶體管導(dǎo)通或者截止，導(dǎo)通時(shí)蓄電池電壓加到噴油器電磁線圈上，噴油器噴油，截止時(shí)停止噴油，其噴油器標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形如圖2（a）所示。

電流驅(qū)動(dòng)式噴油器，其電控系統(tǒng)ECU對驅(qū)動(dòng)噴油器的電磁線圈電流進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。在電流驅(qū)動(dòng)式控制電路中，功率晶體管除基本的開、關(guān)功能外，還具有限流功能。在基本噴油時(shí)間內(nèi)，功率晶體管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電流不受限制；在加濃補(bǔ)償噴油時(shí)間內(nèi)，控制其電流迅速下降到能維持噴油器處于全開狀態(tài)的最小值，以免噴油器電磁線圈過熱損壞。其噴油器標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形如圖2（b）所示。

（a）電壓驅(qū)動(dòng)式噴油器噴油信號(hào)波形 （b）電流驅(qū)動(dòng)式噴油器噴油信號(hào)波形

圖2 噴油器標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形

圖2所示標(biāo)準(zhǔn)噴油信號(hào)波形的有關(guān)描述如下：

A線：噴油器關(guān)閉時(shí)的系統(tǒng)電壓信號(hào)，通常為12V。

B線：噴油信號(hào)到達(dá)時(shí)刻，此時(shí)功率晶體管完全導(dǎo)通，電壓迅速下降接近OV，噴油器開始噴油。B線應(yīng)光滑、平順、無毛刺，否則說明功率晶體管性能不良。

C線：噴油器噴油，此時(shí)噴油器驅(qū)動(dòng)電路處于飽和導(dǎo)通階段，波形電壓接近OV，噴油器電磁線圈電流由零迅速上升至最大，噴油器針閥迅速全開噴油。該段波形對應(yīng)的時(shí)間，對于圖3-51（a）為噴油時(shí)間，對于圖3-51（b）為基本噴油時(shí)間。在實(shí)際波形中，由于電流增加時(shí)噴油器電磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓的影響，C線向右逐漸向上彎曲也屬正常。若C波形異常，則多是噴油器驅(qū)動(dòng)電路接地不良引起的。

D線：噴油信號(hào)截止時(shí)刻，此時(shí)噴油器驅(qū)動(dòng)電路斷開，噴油結(jié)束，噴油器線圈因電流突變而產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓。其電壓尖峰高度與噴油器線圈匝數(shù)、噴油器電流有關(guān)，線圈匝數(shù)越多，電流變化越大，則尖峰電壓越高，反之則尖峰電壓越小。通常D處的峰值電壓不應(yīng)低于35 V。裝有齊納二極管保護(hù)線路的噴油器，尖峰的頂部應(yīng)以方形截止，否則說明其峰值電壓未達(dá)到齊納二極管的擊穿電壓，可能是噴油器的電磁線圈性能不良所致。圖3-51（a）中，從噴油開始信號(hào)B至噴油截止信號(hào)D所對應(yīng)的時(shí)間就是電壓驅(qū)動(dòng)式噴油器的總噴油時(shí)間。

E線：基本噴油時(shí)間結(jié)束線，同時(shí)也是電流限制起始線。由于在E時(shí)刻，噴油器針閥已達(dá)到最大開度，故只需小電流維持噴油器針閥開啟，以便轉(zhuǎn)入加濃補(bǔ)償噴油期。此時(shí)，ECU起動(dòng)電流限制，減小驅(qū)動(dòng)電路電流。由于電流的驟減，導(dǎo)致噴油器電磁線圈感應(yīng)出較高的電壓脈沖，其電壓脈沖峰值通常與噴油器的阻抗成正比，約為35V。

F線：加濃補(bǔ)償噴油期，此時(shí)噴油器處于電流限制模式狀態(tài)，其功率晶體管在不停地截止與導(dǎo)通，使通過噴油器電磁線圈的電流約為1A左右，其噴油器針閥處于開啟狀態(tài)，噴油器進(jìn)行加濃補(bǔ)償噴油，所對應(yīng)的時(shí)間為加濃補(bǔ)償噴油時(shí)間。曲線中的電壓與電源電壓接近，若波形發(fā)生畸變，則表明噴油器功率晶體管不良。

G線：噴油信號(hào)截止時(shí)刻，此時(shí)噴油器驅(qū)動(dòng)電路斷開，噴油器線圈因電流突變而產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓，幅值約為30 V。圖3-51（b）中，從噴油開始信號(hào)B至噴油截止信號(hào)G所對應(yīng)的時(shí)間就是電流驅(qū)動(dòng)式噴油器的總噴油時(shí)間。

H線：噴油器針閥關(guān)閉，電壓從峰值逐漸衰減到電源電壓。

3.噴油信號(hào)波形診斷

汽車示波器在顯示噴油信號(hào)波形的同時(shí)可以將噴油脈寬用數(shù)字顯示，其噴油脈寬是指噴油信號(hào)開始至噴油信號(hào)截止所經(jīng)歷的時(shí)間，該時(shí)間由ECU根據(jù)各種傳感器輸送的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量、進(jìn)氣歧管壓力、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度等信號(hào)計(jì)算確定。噴油脈寬越寬，噴油量就越大。當(dāng)檢測的噴油脈寬與標(biāo)準(zhǔn)不同時(shí)，表明噴射系統(tǒng)存在故障。人們往往通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況、工作條件來觀測噴油信號(hào)波形的變化，從而診斷電控燃油噴射系統(tǒng)的故障，下面舉例說明。

檢測時(shí)，先將示波器的檢測線通過專用插頭與噴油器的插接器相連，將變速桿置于空擋，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至正常工作溫度，然后根據(jù)下列條件檢查噴油信號(hào)波形。

（1）在怠速、高速及加速時(shí)觀察噴油信號(hào)波形。正常時(shí)噴油脈寬應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的提高、節(jié)氣門的加大而相應(yīng)增加，否則可能是噴油器、燃油噴射控制系統(tǒng)及氧傳感器存在故障。

（2）在高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過改變混合氣濃度來觀察噴油信號(hào)波形。當(dāng)從進(jìn)氣管中加入丙烷使混合氣變濃時(shí)，若噴油脈寬變小，以試圖對濃混合氣進(jìn)行修正，則系統(tǒng)正常；當(dāng)拔下發(fā)動(dòng)機(jī)某一真空軟管使混合氣變稀時(shí)，若噴油脈寬延長，以試圖對稀混合氣進(jìn)行補(bǔ)償，則系統(tǒng)正常。

若混合氣濃度變化時(shí)，噴油脈寬沒變化，則可能是噴油器、燃油噴射控制系統(tǒng)及氧傳感器存在故障。

（3）讓發(fā)動(dòng)機(jī)在2500 r/min下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，仔細(xì)觀察噴油信號(hào)波形。若噴油脈寬在稍寬與稍窄之間來回變換，則說明噴油器工作正常，同時(shí)也說明燃油控制系統(tǒng)能使混合氣在正常的濃、稀之間轉(zhuǎn)換；若噴油脈寬毫無變化，則可能是噴油器、燃油噴射控制系統(tǒng)及氧傳感器存在故障。