喷油器驱动电路波形

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（一）、喷油器工作原理

喷油器的作用时将汽油泵提供的压力燃油定时定量地喷入进气管中，与进气形成符合发动机运行工况要求的合适浓度的可燃混合气。喷油器是微电脑控制系统中一个非常重要的执行器，通过控制喷油器可以实现对喷油量和喷油正时的控制。其中喷油正时控制包括喷油顺序控制和喷油时刻控制。

喷油器安装在进气门的上方，其结构如图示。喷油器实际上是一个电磁阀，主要由针阀、衔铁和电磁线圈组成，其中针阀和衔铁结合为一体。当微电脑发出指令使电磁线圈通电时，电磁线圈产生的电磁力将衔铁和针阀吸起，阀门打开，汽油便通过针阀与喷孔的环形间隙喷向进气门前方，也吸入进气歧管的空气混合后进入汽缸。当电源被切断后，针阀便在回位作用下关闭喷孔，停止喷油。喷油量与喷油器喷油的时间（就是针阀打开的时间）成正比，而针阀打开的时间又由微电脑输出的电脉冲宽度控制。

多点燃油喷射系统（MPI）和单点燃油喷射系统（SPI）所用的喷油器结构不同，所以根据使用在不同的喷射系统可分MPI喷油器和SPI喷油器。按喷孔的数目可分为单孔式、双孔式、及环孔式三种。由于双孔式喷油器既有利于均匀喷射，又不易堵塞，因而得到了广泛的应用。丰田发动机大部分采用双孔式喷油器。

喷油器按其电磁线圈的阻值大小又可分为低电阻喷油器（0.3～6Ω）和高电阻喷油器（12～17Ω）两种。喷油器的阻值不同，其驱动电路也不同。喷油器的驱动电路有电压驱动式和电流驱动式两种。

电压驱动式电路，就是指通过控制喷油器的工作电压来控制喷油器的工作电路。在电压驱动式电路中，使用高电阻喷油器时，可将蓄电池电压直接加在喷油器上；而使用低电阻喷油器时，则应在电路中串入附加电阻，将蓄电池电压分压后加在喷油器上。这是因为低电阻喷油器电磁圈的匝数少、电阻小，所以电流大，发热快，易损坏，串入附加电阻可以保护低电阻喷油器。如a所示。

电流驱动式电路，就是指通过控制喷油器的工作电流来控制喷油器的工作电路。在电流驱动式电路中，只能使用低电阻喷油器，如图b所示。蓄电池电压直接加在喷油器上。由于喷油器电阻值较小，当接通驱动电路时，通过电磁线圈的电流会上升很快，使针阀快速打开。随着电流的上升，检测点A的电位也很快升高。当A点电位上升到设定值时，电流控制回路会控制功率三极管VT1以20MHz的频率交替地导通和截止，使通过喷油器电磁线圈的平均电流保持为1～2A，保持针阀的开启状态。这种喷油器的响应特性好中，可缩短无效喷油时间，既防止了电磁线圈的发热损坏，又减少了能量的消耗。

（二）喷油器工作波形分析

按ECU内部喷油器的驱动器驱动方式分：电压饱和型、峰值保持型、波许（Bosch）峰值保持型、PNP型四种。

工作波形分析：

A段：显示开路电压（电瓶电压），电源电压波动过大，会影响喷油器的供油脉宽。若显示无电压或不正常，均检查主继电器到喷油器的这一段线路和蓄电池电压以及发电机充电系统。

B段：驱动器启动时刻，应该是一条垂直下降的直线，如果是斜线，可判断为驱动器（ECU）工作不良，若不下降，则未工作。

C段：喷油脉宽（喷油时间，即喷油器通电时间）。此线应为一条直线，一般接近于0刻度线。（喷油脉宽非常接近于零刻度线的一条直线），随着发动机转速变，脉宽也变化（转速高，脉宽变大，转速低，脉宽变小）。

如果该线距零刻度线距离太大，为搭铁不良。（指ECU的E1搭铁不良，虚接电阻产生或者驱动器的功率三极管工作不良）。或E1搭铁不良，影响整车的工作，对于喷油器来说影响喷油器的开启时间，加长了开启时间也就影响了燃油的混合比。

D段：喷油器断电时刻，线圈所产生的自感电动势。一般此电压为35～100KV，生产厂家不一样，生产的喷油器不一样，产生的自感电动势高低也不一样。如果带有钳位二极管的，D段应峰间应有一个被削波的平顶，若自感电动势太低，那么峰顶会出现是尖的。

E段：自感电动势衰减段。E段尾部有一个驼峰为正常波形，如出现有多个驼峰或杂波，则可判定喷油器弹簧弹力过弱或喷油器嘴过渡磨损或脏污而使其性能下降，断电落座时产生多次弹跳，关闭不严。

注：驼峰产生原因：喷油器断电关闭时，阀针落一定的惯性力，使弹簧反弹，针阀阀芯来回弹跳，电磁线圈在剩磁下产生微弱电动势。如果波形个数过多，即表示针阀在关闭过程中因脏污、磨损等无法一定位，来回弹跳，使针阀关闭不严，引起额外喷油，电脑无法控制，反馈后来回修正，无法正常控制空燃比，造成混合气过浓，影响发动机工作。

2、电流驱动式电路（ECU内部驱动器见上图）电阻型也称峰值保持形（波形图见下图）

该电路为电阻型驱动器：

先用VT1开关特性，使流过的电流迅速达到最大，迅速开启喷油器，另一只三极管VT2导通，在回路中串入一只电阻限流（小电流）保持喷油器的开启状态，在VT2导通的同时VT1先断开即VT1先截止。从而达到大电流开启，小电流保持（保持喷油器脉宽时间），喷油时间结VT2也截止，停止喷油。

工作波形分析：

A段：开路电压（显示蓄电池电压）

B段：驱动器启动时刻，应该是一条垂直下降的直线。如果是斜线，可判断为驱动器（ECU）工作不良，若不下降，则表示末工作。

C段：为驱动器启动后，电流开始上升到最大开启电流（额定开启电流）的一段稍向上翘的直线。最底点与零刻度的靠近程度可反映出功率管的好坏或搭铁水良。（离零刻度太远表示搭铁不良或功率管性能下降）。

D段：为喷油器阀芯开启时刻（即喷油器开启时刻）。

E段：是喷油器开启保持段（即喷油脉宽，也称供油有效时间段），是一个稍低于电源电压的平坦直线。（因为第二个三极管VT2稳定喷油器脉宽电路中串入电阻限流，并且电磁线圈阻抗小，所以电压不会是接近零刻度的电压值，而是一个稍低于电源电压的电压值）。

F段：喷油结束，VT2截止喷油器关闭时产生的自感电动势衰减段，尾部有一个驼峰（驼峰产生原因为喷油器阀芯落座后回弹产生的自感电动势，若出现多个这种波形，则表示喷油器在落座过程中回弹次数过多，每回弹一次会造成喷油器误喷油，在落座过程中不可避免地会出现一次回弹属于正常现象）为正常，现多个驼峰或杂波，可判定喷油器弹簧弹力过弱和喷油器喷嘴过渡磨损或脏污而使其性能下降。（其它类型的喷油器在此段波形也必须只有一个驼峰，即一个驼峰为两个尖峰）。

3、电流驱动式电路（ECU内部驱动器）脉冲型也称波许峰值保持形

工作：当接通驱动器电路时，电磁线圈的电流会上升很快，使针阀迅速打开，随着电流的上升，VT1刚好通电使喷油器针阀开启到最大，检测点的电位也会很快上升，当升到设定值时，电流控制回路功率三极管以脉冲电压供电给VT2，同时VT1截止，使通过喷油器的电流以平均电流1～2A保持喷油器的继续开启状态。这种喷油器响应特性好，能有效缩短无效喷油时间，电流小，防止线圈发热损坏，减少了能量的消耗。

PNP型喷油驱动器的波形分析：

A段：为喷油器未打开（关闭状态）时的电压，此电压为一条与零电位相重合的直线。

B段：为驱动器开启时刻，应是一条垂直上升的直线，因由于喷油器感应电动势的电流方向与供电电流的方向相反，抬高了检测点电压，因此比蓄电池电压高。

C段：喷油脉宽（即喷油器的有效通电时间）。它的脉宽随着发动机工况相应拉长或减小。

D段：驱动器关闭截止时，喷油器产生的自感电动势（当PNP断电时，喷油器感应电势要阻止电流的消失，因此电势方向向电流消失方向，因此呈负最大），应是一条垂直向负端的直线。

E段：自感电势衰减段，同其它喷油器一样，要求只有一个驼峰为正常。

喷油驱动器的波形检测条件：

①发动机必须达到正常工作温度。

②关闭所有用电器。

③使发动机进入闭环控制（即氧传进入工作）。

小结：

发动机喷油器驱动器的（喷油器工作波形）变化，反映了整个发动机系统的故障关联。

现以PNP形驱动器喷油器电路波形分析：

C段为喷油器喷油脉宽，它的脉宽会随着发动机的工况相应的拉长或减小脉宽（即通电时间变长或减小），当进入闭环控制（假设固定在发动机转速2000r/min），氧传感器进入工作向电脑反馈信号，若此时混合气过浓，电脑收到氧传反馈信号后会改变喷油脉宽（减小），减少喷油量命名混合气变稀，那么喷油器喷油脉宽从示波器上可以看到明显减小（可采用人为加浓的方法试验）。若通过人为的使混合气过浓或过稀，示波器上的C段脉宽应相应的变窄或增宽，如果它没有反应，则可以证明氧传或连线有故障或ECU的喷油器驱动器有故障，此时通过踩油门踏板（改变节气门位置信号，改变供油量），观察在进气量改变时，C段的脉宽改变速度是否变化（特别是急加速或急减速），若急加速或急减速，应看到C段脉宽变化急剧，若看到变化急剧则符合要求，则证明是氧传的故障。或变化不明显或反应迟钝，则ECU喷油器驱动器有故障。若检测氧传和ECU无故障即波形正常，出现急加速时发动机回火放炮，则属于点火系故障（点火过晚）或供油系的故障。点火过晚（因为急加速时节气门反应速度快，而空气流量计反应速度因气体惯性而略滞后于节气门。如果节气门慢踩时，C段脉宽能随节气门的开度而拉长，而急加速变化不明显，则证明节气门急加速性能不良，即反应不灵敏，则会出现节气门已开而开度信号未到电脑从而未产生供油信号使脉宽加大，则会出现混合气过稀而回火放炮。急加速时如果供油脉宽产生还出现回火放炮则可能是喷油器堵塞供油量不足或燃油供油量不足。若供油和喷油器、节气门无故障，则属于点火系故障。

（在现实中，如果汽车工每个工况下都有发突的感觉，多数都是混合气过稀造成，供油系供油不足或进气管泄漏。特别是节所门脏污即引起怠速工况不良，从高速降到低速进入怠速时，很容易出现这种现象，手变箱的并且容易出现低速摘档熄火、起步挂档熄火或中途换档车速不稳）。