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，會造成汽車的動力性不規(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)項目增多。而運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)動機低轉(zhuǎn)速工況條件下行駛，有時會出現(xiàn)收油門后再加速聳車，或者發(fā)動機怠速運轉(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)為汽車動力性無規(guī)律。導(dǎo)致該故障的最常見原因是發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)出了問題，但對該系統(tǒng)的故障診斷容易陷入誤區(qū)，因為診斷該故障時發(fā)動機的各項技術(shù)指標(biāo)大多表現(xiàn)為正常，而常規(guī)的診斷流程會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)項目的增多，增大了作業(yè)工作量，降低了勞動效率和經(jīng)濟(jì)效益。

在排除電子控制系統(tǒng)和機械系統(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)動機的燃油噴射系統(tǒng)分為單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(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)的壓力和容積隨時間的變化量，系統(tǒng)的容積等于系統(tǒng)流量與時間的乘積，那么檢測單位時間內(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)的機械結(jié)構(gòu)造成的，燃油壓力調(diào)節(jié)器這個裝置會在系統(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就會下降函數(shù)值y與其對應(yīng)，而系統(tǒng)壓力P會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)動機動力不足的實際原因。

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，維修人員大多會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)、點火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)壓力、燃油的品質(zhì)、氣缸壓力、發(fā)動機背壓等各系統(tǒng)狀況，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常，一般會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，故障也不能及時解決，就開始采用“互換法”診斷，費了好大一翻周折，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)時只限于在第3檢測點檢查系統(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，在噴油器檢測臺上去做流量實驗，而單純的在燃油噴射系統(tǒng)之外進(jìn)行檢測，是不能全面真實反映燃油噴射系統(tǒng)整體技術(shù)狀況的，會造成不斷重復(fù)初始故障診斷流程，促使拆裝作業(yè)返工項目成倍增加。

2.燃油流量檢測法的實際應(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)而其它檢測項目又無異常時，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，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)動機的轉(zhuǎn)速，觀測其中是否存在偏差，由此測得發(fā)動機不同工況下燃油噴射系統(tǒng)泵功率的真實狀況，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)點有兩個地方，第1檢測點是將系統(tǒng)的回油管路斷開接在量桶上、第2檢測點是將噴油器接在量杯上，如圖1所示，在車上進(jìn)行這兩點檢查可以起到以點帶面的作用。燃油流量檢測控制設(shè)備可以簡單制作一個，該設(shè)備主要是準(zhǔn)確控制燃油泵和噴油器的工作時間，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)動機燃油流量檢測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗值部分例舉表

以堵轉(zhuǎn)壓力正常時為例，其參數(shù)值只能反映油泵的最大泵功率正常，此時噴油器的靜態(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)，可測單位時間內(nèi)多個噴油器同時工作的總流量，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)和多個噴油器同時工作的總流量，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)泵功率的真實狀況。

(2)燃油流量檢測的時間長度設(shè)定方法

在發(fā)動機空載時，檢測回油量的設(shè)定時間長度為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，油泵抽真空現(xiàn)象給檢測工作帶來的干擾；測噴油器流量時可設(shè)定10s，這主要依據(jù)量杯的容積而定。以上必須同時接上燃油壓力表，檢測時間的長度選擇必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)定時間長度超過10s以上，不可隨意更改，短時設(shè)定會造成觀察不到燃油流量的波動情況，進(jìn)而會造成誤導(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)，這需要平時多留意去測量無故障車輛的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為診斷提供依據(jù)，表2為發(fā)動機燃油流量檢測數(shù)據(jù)的經(jīng)驗值部分經(jīng)驗值。

(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，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JS14S DC12V型時間繼電器、2個DC12V的普通繼電器、液體量杯若干個、若干導(dǎo)線、插頭、開關(guān)和保險管等。

自制檢測控制裝置的電路接線圖如圖2所示。

實踐證明，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)項目，避免重復(fù)返工，縮短單車維修時間，提高診斷工作的勞動效率的作用，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效率才會帶來高營業(yè)收入。