喷油器积碳故障分析

一、喷油器积碳故障分析

1．喷油器积碳对发动机性能的影响喷油器的作用是在合适时刻将经发动机电脑计量的燃油喷射到进气歧管中或直接喷射到气缸内，喷油器性能的好坏直接影响了混合气的质量，对发动机运行性能影响较大。喷油器积碳就是在喷油器喷口处形成了积碳层，积碳会引起喷油量减少，导致混合气过稀；积炭还改变了油束形状，容易造成偏射，导致混合气不均匀。喷油器积碳会引起发动机低速不稳、加速无力，如果发动机电脑能够检测到喷油器工作不良故障，会点亮发动机故障灯。由于喷油器堵塞的程度不同，堵塞的状况不同，发动机出现早期故障的症状也不同。

2．喷油器积碳的原因

（1）喷油器结构对积炭堵塞的影响喷油器按喷嘴口的形式分为针阀型和孔型。针阀型喷油器最早出现于1967年，雾化效果好，是目前应用最广泛的一种啧油器。喷油器安装在各缸进气门前方的进气歧管上。它是一种高精密度的电磁阀，由电脑发出的占空比信号控制。电磁线圈通电时，电磁力将衔铁和针阀吸起，一定压力的燃油通过精确设计的针阀和阀座之间的环状间隙（计量间隙）喷出，计量间隙只有50μm，是最精密的部位，对喷油量影响很大, 对积炭非常敏感，资料表明，计量间隙处6μm厚的积炭就会使喷油器喷油量降低26%。

（2）汽油品质对喷油器积炭堵塞的影响汽油像一般有机化合物一样，会氧化变质，生成低聚粘稠物胶质。受发动机室内的高温加热，氧化反应会加速，也会使汽油中的胶质增多。胶质是极性物质，一方面胶质分子之间容易聚集，使汽油的重质组分增加；另一方面胶质分子容易吸附在金属表面，形成沉淀。胶质等重质组分在高温下进行深度氧化，最后形成高聚物沉积在零件的表面，形成漆膜状积炭。这种漆膜容易吸附颗粒物质，包括空气中的粉尘、经发动机曲轴箱气返回系统(PCV)和发动机废气再循环(EGR)系统而进入进气支管的燃烧产生的产物。漆膜紧贴金属表面部分会慢慢地干化为硬质均匀的漆膜，进一步吸附颗粒物，最后变成硬质的积炭。

（3）运行工况对喷油器积炭堵塞的影响汽车运行中，由于冷却风扇的作用，发动机室内的温度一般在40℃左右，在进气管内，高速进气流具有冷却作用，喷油器头部的温度不会超过50℃；同时在汽车运行过程中，喷油器有自洁作用，高速汽油从计量间隙流过，胶质等沉积物很难在计量表面沉淀，所以，汽车运行中不易形成积炭。

但是，当汽车停车、发动机停止工作后，上述的冷却作用没有了，受气缸和排气管内的辐射热的影响，发动机室内的环境温度在短时间内可达100℃以上，这种现象被称为发动机热浴现象。而且高速大负荷运行后，热浴温度更高。汽车停车时间越长，热浴越充分，喷油器头部经历的高温时间越长。因此，在高速大负荷运行后长时间停车会促使啧油器形成积炭。

了解了喷油器积碳的成因，我们就应正确使用和维护车辆以减少积碳。首先，要正确添加燃油，到正规加油站添加厂家指定标号的燃油；其次，按厂家规定按时保养，选择正规品牌的汽油滤清器、机油、机滤及空气滤清器；再次，车辆行驶3万公里到正规修理厂做一次积碳清理。

3．喷油器积碳堵塞故障的排除喷油器出现了积碳堵塞故障就应进行清洗，目前对喷油器的清洗常用如下三种方法：

（1）将清洗剂放入汽车油箱中，就车运行200 km～400 km。

（2）从车上拆下喷油器的供油管路和回油管路，将其接到外接清洗泵、过滤器、贮液室和压力表的清洗系统中，清洗液与汽油相混装入贮液室中，起动发动机，这样就达到了清洗喷油器的目的。

（3）拆下喷油器，利用专用清洗设备进行清洗和检验。对于污染严重的喷油器还可采用超声波清洗。经清洗检验合格的喷油器可以装车继续使用，不合格的喷油器应更换。

二、缺火故障分析

1．发动机缺火的概念发动机缺火就是发动机某些气缸混合气不燃烧或燃烧不完全，致使该缸不做功或做功能力下降，引起发动机怠速抖动或废气排放超标的故障，使发动机动力性、经济性和排放性下降。发动机缺火后，未燃烧的碳氢化合物会进入排气系统，造成尾气排放超标。高浓度的碳氢化合物还会使三元催化器的温度升高，严重时会使三元催化器损坏。

2．发动机缺火的监测为了防止尾气排放超标和三元催化器热损坏，发动机电脑必须能够监测发动机缺火故障。发动机电脑根据曲轴位置传感器的信号监测发动机运转速率的偏差来确定是否缺火，再根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号识别哪缸缺火，缺火的监测原理如图3所示。当发动机缺火率超过了门限值并有可能导致排放超标时，发动机控制单元开始统计发动机缺火次数，并存储故障码，点亮故障警告灯，提示驾驶员及时修复车辆。在某些行驶工况（例如减速），发动机电脑锁止缺火监测以防误用。

发动机缺火可简单分为两种情况，一种是完全缺火也就是没有燃烧，另一种是部分缺火，也就是燃烧不稳定。根据缺火水平的不同，OBDⅡ定义了A、B、C 三种缺火类型。

（1）A型缺火：缺火次数最多，对发动机危害最大，接近损坏三元催化器。发动机诊断系统通过统计发动机曲轴200转中的缺火次数来鉴别A型缺火。如果检测到，发动机故障警告灯会闪烁，并按第一次行程逻辑存储故障码和数据帧。

（2）B型缺火：缺火次数较多，会使发动机排放废气中有害物质的排放量增加1.5倍以上。

（3）C型缺火：缺火次数减少，会导致汽车废气排放不达标。发动机诊断系统通过统计发动机曲轴1000转中的缺火次数来鉴别B、C型缺火，B、C型缺火在两次行程中连续发生，发动机控制单元会存储故障码并点亮发动机故障灯。

3．发动机缺火故障的诊断与排除对缺火的故障诊断首先确认缺火的气缸，再分析缺火的原因，最后借助仪器诊断确定故障部位并排除故障。

（1）确认发动机缺火的气缸确认哪缸缺火常用的方法有三种：一是根据故障码的提示获得；二是人为断油测试，断开某缸喷油器，观察发动机转速是否降

低，是则说明该缸工作正常，否则说明该缸缺火；三是利用故障诊断仪读取发动机断油转数，断油转数为0，说明该缸工作正常，否则说明该缸缺火。

（2）分析发动机缺火的原因引起发动机缺火的原因有三方面：即缸压、点火和喷油。

具体故障部位有：点火系统的火花塞、高压导线、点火线圈工作不良引起火花塞不点火或火花弱；喷油器电路故障或喷油器堵、漏故障引起喷油量过多或过少，使混合气过稀或过浓；燃油泵、燃油压力调节器、油管等元件工作不良引起燃油压力过低或过高，使喷油量过多或过少，混合气过稀或过浓；发动机线束断路或短路；连接器连接不良；进气流量传感器故障引起进气检测错误，使混合气过稀或过浓冷却液温度传感器故障引起喷油量过多或过少，使混合气过稀或过浓进气系统漏气、真空软管漏气、碳罐电磁阀及真空软管故障引起混合气过稀发动机机械故障引起缸压不足；发动机电脑工作不良。

（3）确定故障部位维修手册中都详细说明了诊断并排除缺火故障的方法，这里不再重述，下面举例介绍实际工作中常用到的换件法。例如1缸失火，我们可以将2缸的缸线和1缸对换，将3缸喷油器和1缸对换，将4缸火花塞和1缸对换，更换后再试车，直到故障再次发生。如果2缸失火则是缸线的问题，如果3缸失火则是喷油器的问题，如果4缸失火则是火花塞的问题，以此类推。如果故障没有转移，则考虑是机械故障或其他元件故障。

三、故障诊断的基本思路

正确使用故障诊断仪可以使诊断过程优化，快速确定故障部位。实际诊断过程和最优诊断过程如图4和图5所示。该任务中，如果使用故障诊断仪做执行器检查，就可以判断喷油器电路正常，直接检查喷油器的机械故障，没有必要再使用万用表检查喷油器了。所以在发动机故障诊断中，一定要思路清楚，发动机故障诊断的基本思路如图6所示，首先利用故障诊断仪通过读取故障码、分析数据流和执行器检测确定故障区域，再利用万用表检查相关线路和元件，最终确定故障点。