喷油器检查方法及问题解决

发动机某缸不工作的故障原因是该缸缺火、喷油器不喷油、该缸漏气或该气缸压缩压力过低。在车上可以检测喷油器线圈电阻是否正常，电磁阀是否动作和是否有喷油信号，但不能检测喷油雾化情况、喷油量和喷油控制脉冲信号是否与发动机工况相匹配。

（1）缸外喷射发动机的喷油器的检查

1）喷油器的就车检查

①检查喷油器线圈的电阻。断开点火开关，拔下喷油器的插头，用万用表电阻档测量喷油器线圈的电阻值，一般为11～16Ω，如图3-16所示。

②检查喷油器电磁阀是否动作。发动机怠速运行时，用手接触喷油器，应有振动感，如图3-17所示，或用一把旋具搭在喷油器上，用耳放在旋具另一端应听到清脆的“嗒嗒”声（电磁阀开、关声）。如用手摸无振动感或听不到电磁阀动作声音，说明该喷油器不工作，但如果手摸有振动感或听到电磁动作声音，并喷油情况检查。

图3-16 测量喷油器电阻

图3-17 检查喷油器是否动作

③喷油器控制电路的检查。喷油器控制电路一般均由点火开关或主继电器供电，由ECU控制喷油器的搭铁回路。检查方法如下：

a.检查喷油器控制电路的电源供应。拔下喷油器插头，接通点火开关，不要起动发动机。测量喷油器控制线连接器插头上的电源线的电压，应为12V（有的车型必须在起动状态下）。若无电压则应检查点火开关及保险或主继电器及线路。

b.喷油控制信号的检查。检查喷油控制信号有三种方法：

方法一：用示波器检测喷油信号波形。

方法二：用诊断仪读取喷油脉宽（ms）。

方法三：将一个330Ω电阻串联一个发光二极管作试灯。断开点火开关，拔出喷油器电线插头，在线束插头上接上发光二极管试灯，起动、运行时观察发光二极管，信号正常时发光二极管闪烁，如不闪烁说明没有喷油脉冲控制信号。如果没有喷油控制信号，应检查线路及ECU等。

④喷油器平衡测试。可以对发动机上的喷油器上进行喷油器平衡测试，以诊断是否有节流。进行喷油器平衡测试需要一只燃油压力表和一个喷油器平衡测试仪。在进行喷油器平衡测试之前，要检查燃油压力。喷油器平衡测试仪包括一个定时电路，它可以在定时按钮按下时按照精确的时间周期激励每一个喷油器。喷油器平衡测试的步骤如下：

a.在燃油管线上的阀口处连接一个燃油压力表。

b.以正确的极向把喷油器测试仪的导线与蓄电池接线端相连。

拆下喷油器导线接线器中的一个，连接测试仪导线接线器至喷油器的接线端。

c.循环地接通或断开点火开关，直到压力表上的压力值与规定的压力值一致。许多燃油压力表上都有一个空气排放按钮，必须按下这个按钮以排掉压力表内的空气。循环地接通或断开点火开关，或启动发动机以期获得特定的压力值，然后关断点火开关。此为第一次压力值。

d.按下测试仪上的定时按钮记录压力表读数，当定时器激励喷油器，使喷油器内的燃油释放至进油口时，油管线内的油压下降。此为第二次压力值。

e.在每一个喷油器上重复步骤b、c和d，定时器激励每一个喷油器后，记录下燃油压力。某发动机喷油器平衡测试结果见表3-2。

表3-2 喷油器平衡测试表

f.比较每一个喷油器的压力。如果喷油器处于正常状态，定时器激励每一个喷油器后它们的燃油压力应该是相同的。如果某一个喷油器喷口或尖端有节流，当定时器激励这个喷油器时，它的压降值不如其他喷油器压降值大。当某个喷油器活塞开口粘连时，燃油压力下降极大。当定时器激励某个喷油器时，如果这个喷油器的燃油压力下降值低于或高于平均压力下降值10kPa，说明这个喷油器有故障。如表3-3中，4号与6号喷油器不良。

2）喷油质量的检查。喷油器喷油质量的检查主要包括喷油量、雾化质量和泄漏的检查。

方法一（以丰田车为例）：

图3-18 组装喷油器测试件

断开点火开关，拆下蓄电池搭铁线；将进油管与分油管拆开，装上丰田专用的软管连接头和检查用的软管，连接头和油管旋紧；把喷油器、压力调节器和油管用连接头和连接卡夹连接好，如图3-18所示。在喷油器喷口处套上塑料管，塑料管伸入量筒中；重新装上蓄电池搭铁线，使用诊断仪的测试功能使燃油泵运转。

如图3-19所示，接通电源15s，检查喷油器喷油雾化情况，用量筒测出喷油量。每个喷油器测2～3次，标准喷油量70～80cm³/15s，各喷油器允许误差9cm³，喷油雾化良好。具体数据请参见原厂维修手册。

停止喷油后检查喷油器喷口处有无漏油，在3min内，泄漏一滴或更少为正常，否则应更换喷油器。

方法二：将各喷油器拆下全部放置在超声波喷油器清洗机上，直接观察喷油状况和喷油量。

图3-19 检查喷油量

方法三：有的气动式或电动式燃油喷射清洗机有专门检测单个喷油器喷油情况的油管、接头或喷油脉冲发生器。将单个喷油器安装在清洗机的出油管上，喷油器插座上接上喷油脉冲发生器的控制线插头，调节清洗机输出油压，观察喷油状况和是否有漏油。

方法四：将化油器清洗剂的细塑料管前端缠上电工用绝缘胶带，将缠上胶带的塑料细管插入喷油器进油口（缠胶带的目的是防止化油器清洗剂喷入时反溅），两导线与蓄电池正负极相连，负极导线搭铁几秒后放开，再搭铁几秒，模拟一个人工脉冲信号，间歇搭铁的同时喷入化油器清洗剂，这样既可清洗喷油器，又可以观察喷油状况。

（2）汽油直接喷射系统的喷油器的检查 为了尽可能地降低燃油消耗和废气排放，现在很多汽车公司都采用了汽油直接喷射系统。

图3-20为雷克萨斯LS460轿车1UR-FSE发动机燃油喷射系统（D-4S系统）的示意图。

D-4S系统以两种类型的燃油喷射系统为基础：直接喷射系统和进气口喷射系统。来自燃油箱的燃油被输送到低压和高压燃油系统。输送到低压燃油系统的燃油通过喷油器（进气口喷射）被喷射到进气口内。

输送到高压燃油系统的燃油经高压燃油泵加压，并通过喷油器（直接喷射）被喷射到燃烧室内。

直接喷射系统主要由燃油泵（高压）、输油管（直接喷射）和直接喷射喷油器组成。在此系统内，发动机ECU根据来自各传感器的信号，通过喷油器驱动器控制高压燃油泵和直接喷射喷油器，进而控制最佳燃油压力、喷射量和喷射正时。

进气口喷射系统主要由燃油泵（低压）、输油管（进气口喷射）和喷油器（进气口喷射）组成。在此系统内，发动机ECU根据来自各传感器的信号控制进气口喷射喷油器，进而控制最佳喷射量和喷射正时。

直接喷射采用有两个槽形喷孔的双槽喷嘴型直接喷射喷油器，如图3-21中左图所示。各喷油器根据来自发动机ECU的信号测量高压燃油流。通过槽型喷嘴将燃油以细密雾滴的形式呈扇形直接喷射进燃烧室。在喷油器接触气缸盖的部位有隔热垫，并采用特氟隆轴封密封喷油器以适应气缸内的燃烧压力，如图3-21中右图所示。可减小振动和噪声，并提高密封性能。对各喷嘴端部进行表面处理以减少沉淀的附着。通过喷油器驱动器（EDU）驱动各喷油器。根据接收到的发动机ECU的信号，喷油器驱动器（EDU）将初始的50V高电压和9.7A的大电流加到喷油器上，以快速开启针阀。喷油器开启后，喷油器驱动器（EDU）将施加12V的恒定电压和2A的恒定电流，以有效保持开启状态。该控制可使喷油器在极短时间内喷射高压燃油。

图3-20 雷克萨斯LS460轿车1UR-FSE发动机燃油喷射系统（D-4S系统）示意图

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图3-21 双槽喷嘴型直接喷射喷油器的结构及安装方式

直接喷射喷油器驱动器（EDU）：1UR-FSE发动机采用两个喷油器驱动器控制喷油器。一个喷油器驱动器控制1、4、6和7号气缸的喷油器（直接喷射）和左列的燃油泵回油控制阀（高压）。另一个喷油器驱动器控制2、3、5和8号气缸的喷油器（直接喷射）和右列的燃油泵回油控制阀（高压）。采用直流/直流变换器将12V升压至50V，以使喷油器驱动器在高压条件下控制喷油器。直流/直流变换器给喷油器驱动器（EDU）提供高压和快速充电系统（指喷油器驱动器给其内部高压电源“再充电”的能源）。发动机ECU持续监控喷油器驱动器，检测到异常情况时会使发动机停机。直接喷射喷油器的电阻应为2.01～2.31Ω（20℃时），可用万用表检查。

图3-22为大众车系用到的直接喷射喷油器。喷射期间系统控制喷射阀内的电磁线圈并产生磁场。这样就会吸引带阀针的电枢，阀门开启并喷入燃油。如果不再控制线圈，则磁场突然减弱，阀针在压力弹簧的作用下压入阀座内，燃油流动中断，其喷油器控制信号波形如图3-23所示。

图3-22 大众车系的直接喷射喷油器

图3-23 大众缸内直接喷射式喷油器信号波形

喷射阀损坏时通过缺火识别电路来识别，系统不再控制该喷射阀。

更换某一喷射阀后必须删除自适应值（学习值）并在发动机控制单元上重新对这些值进行适配。

还有一种压电式的直接喷射式喷油器，图3-24所示为奔驰车系用到的压电式汽油直接喷射喷油器。其工作电压是125～160V。它在气缸盖上的安装如图3-25所示。

图3-24 奔驰车系用到的压电式汽油直接喷射喷油器

一个压电元件就是一个电动机械式转换器。该压电元件是一块压电陶瓷，它把电能直接转换成机械能（力/行程）。在压电元件上施加电压时，它就膨胀，如图3-26所示。

图3-25 奔驰车压电式汽油直接喷射喷油器的安装位置

图3-26 压电元件的工作原理

1—压电元件（无施加电压） 2—压电元件（施加了电压） 3—压电元件的分层

一个单层的压电元件在通电时只能产生非常小的长度变化，这与所施加的电压有关。为了获得较大的动作行程，压电元件可制造成多层结构。这个总成称为执行器。该执行器由200～300个单层组成。在施加最大200V的电压时该执行器约变长0.045mm。当压电元件执行器受控时，喷油器内的开关行程阀打开。控制室内的压力降低，喷油器针阀打开。当开关行程阀关闭时，控制室内的压力升高。喷油器针阀关闭。

当一个压电元件被从电源上脱开时，它像电容一样保存电荷。为了防止持续喷射，在压电元件上并联了一个电阻。压电元件可在不到1s内通过该电阻放完电。

所以对于这种压电式喷油器，可以用万用表测量电阻及电容，电阻一般为170～220kΩ，电容一般不大于3μF。具体数据因车型不同而不同，请查阅维修手册。如果从喷油器到控制单元的导线极性颠倒，将损坏喷油器。如果导线对地短路，将损坏发动机控制单元。

宝马N54、N73等发动机上使用了向外打开式压电喷射器，如图3-27所示。

这种压电喷射器可产生最高200bar的喷射压力并使喷嘴针以极快的速度打开。这样可摆脱受气门开启时间限制的工作循环而向燃烧室内喷射燃油。

图3-27 向外打开式压电喷射器总成

1—向外打开式喷嘴针

2—压电元件 3—热补偿器

压电喷射器主要由压电元件、热补偿器和向外打开式喷嘴针三个部分组成。压电元件通电后膨胀使喷嘴针向外伸出阀座。为了能够承受相应阀门开启升程的不同运行温度，喷射器装有一个热补偿元件。

制造喷射器时工厂记录了某些特定位置的大量测量数据。以此确定喷射量调节的公差范围并以六位数字组合方式给出。此外还附有用于调节喷射器电压的喷射器行程信息。各种压电式执行机构的具体电压要求不同，因此需要进行喷射器调节。这一点通过分配相应的电压要求等级实现，该等级信息包含在喷射器的数字组合内。这些数据传输至控制单元内。发动机运行期间利用这些数值补偿测量和控制过程中的偏差。因此更换某个喷射器时必须进行喷射器调节。

压电喷射器与火花塞一起集成在进气门与排气门中间的气缸盖内，如图3-28所示。安装在此处可避免喷入的燃油沾湿气缸壁或活塞顶。通过气体在燃烧室内的移动以及稳定的燃油锥束可形成均匀的燃油空气混合气。气体流动一方面受进气通道几何形状的影响，另一方面也受活塞顶形状的影响。喷入燃烧室内的燃油通过增压空气形成涡旋，直至点火时刻前在整个压缩室内形成均匀的混合气。

图3-28 向外打开式压电喷射器的安装位置

进行N54发动机燃油系统方面的工作时，要确保点火线圈不被燃油弄脏。接触大量燃油会严重削弱硅酮材料的耐久性。这可能会影响火花塞头点火放电，从而造成点火断火。拆卸燃油系统前必须取出点火线圈并盖上抹布以防止燃油进入火花塞孔。安装压电喷射器前要拆卸点火线圈并彻底清洁。受燃油严重污染的点火线圈必须更换。安装和拆卸压电喷射器时必须更换特氟隆密封圈。即使是起动一次发动机后不得不再次拆下刚刚安好的喷射器，也要更换该密封圈。带有新特氟隆密封圈的压电喷射器必须尽快安装到位，因为特氟隆密封圈可能会膨胀。

必须遵守相关维修说明。安装时必须确保压电喷射器准确就位。

压电喷射器的向外打开式喷嘴针如图3-29所示。喷嘴针从其锥形针阀座内向外压出。因此形成一个环状间隙。加压后的燃油经过该环状间隙形成空心锥束，其喷射角度与燃烧室内的背压无关。

如图3-30所示，喷射过程中压电喷射器的喷射锥束1可能会扩大到范围2。由于发动机内部会形成积炭，这种现象在一定程度内是允许出现的且很常见。但是，如果喷射角度扩大后喷射到火花塞上，则会导致火花塞损坏。所以有时可以根据火花塞的状态来判断直接喷射喷油器是否存在喷射锥角变化的问题。如图3-31和图3-32所示，直接喷射喷油器的故障可能导致火花塞绝缘体底脚破损或电极一侧可能会烧损。当发现宝马N54发动机的火花塞出现这些情况———仅更换火花塞并不能解决问题时，还必须同时考虑压电喷射器故障。

图3-29 向外打开式喷嘴针

图3-30 压电喷射器在燃烧室内的喷射锥束

1—理想锥束 2—允许的喷射锥束扩大部分

3—不允许的喷射锥束扩大部分

图3-31 火花塞绝缘体底脚破损

图3-32 电极一侧烧损