电控燃油系统原理与检修

课题二电控燃油系统原理与检修任务一燃油供给系统检修任务二燃油喷射系统检修返回任务一燃油供给系统检修一、燃油供给系统的基本组成燃油供给系统是电控汽油喷射系统中的重要组成部分，它主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和输油管等组成（见图2-1-1），部分车型还设有油压脉动缓冲器等。燃油供给系统的工作原理是向发动机提供燃烧所需要的燃油，燃油从油箱被燃油泵加压后，经燃油滤清器过滤掉燃油中的杂质，供给喷油器。发动机电控单元根据各传感器的输入信号控制喷油器的开启，将计量后的燃油喷入各进气歧管或稳压室中，与流入发动机的空气进行混合，形成可燃混合气，并参与燃烧。下一页返回任务一燃油供给系统检修同时在燃油系统中还利用油压调节器将多余的燃油送回油箱，使燃油的压力保持在一定范围内，并利用脉动缓冲器来吸收管路中的油压波动，从而提高喷油的控制精度。二、电动燃油泵电动燃油泵（见图2-1-2）由燃油泵和电动机两部分组成，二者组合在一起，且不可拆装分解。电动燃油泵是一种小型直流电动机驱动的燃油泵，其作用是将燃油从油箱中吸出，给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。（一）电动燃油泵的分类（1）按安装位置不同，可分为内置式和外置式两种。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修（2）按结构不同，可分为涡轮式、滚柱式、齿轮式、转子式、侧槽式等类型。目前，在电控汽油喷射系统中应用的电动燃油泵大多数为内置式的涡轮泵，安装在燃油箱内。内置式具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、安装管路较简单等优点，应用较为广泛。电动燃油泵安装支架总成如图2-1-3所示。（二）电动燃油泵的构造1．滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵主要由燃油泵电动机、滚柱和转子、出油阀等组成，如图2-1-4所示。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修带有滚柱的转子偏心安装在泵体内，当永磁电动机驱动转子旋转时，位于凹槽内的滚柱在离心力的作用下压在泵体的内表面上，对周围起密封作用，从而在两个相邻滚柱之间形成一个空腔。在进油口处，转子与滚柱之间的容积逐渐增大，吸入汽油；在出油口处，转子与滚柱之间的容积逐渐减小，压出汽油。滚柱式电动燃油泵泵油量大、油压高，但其燃油脉动及噪声过大且易卡滞，在早期的大众车型中应用较多，如奥迪、奔驰等。2．涡轮汽油泵涡轮汽油泵由电动机、涡轮泵、单向阀、限压阀及滤网等组成，如图2-1-5所示。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修燃油经滤网过滤后，由叶轮驱动经单向阀送入供油管路中。涡轮泵是利用物体旋转时的离心力原理，驱动汽油并将其输送至供油管路中。单向阀使系统在发动机熄火后保持一定油压，以便于发动机下次起动。安全阀防止系统压力过高而造成管路泄漏现象，在油压高于400kPa时泄压。3．电动燃油泵控制电路车型不同，采用的燃油泵控制电路一般也不同，主要分为以下几种类型。(1)丰田卡罗拉油泵控制电路。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修如图2-1-6所示，当打开点火开关时，ECM从MREL端子输出12V电源，使EFIMAIN继电器吸合，当EFIMAIN继电器吸合后，电流经蓄电池正极、EFIMAIN保险丝及吸合的EFIMAIN继电器给C/OPN继电器供电。ECM将控制FC端子搭铁，C/OPN继电器吸合，油泵开始转动，3~5s后，ECM没有收到起动或转速信号时，将控制油泵停转。实现三秒功能，方便起动着车。当ECM接收到起动或转速信号时，FC接通，电流将流向电路断路继电器线圈，继电器接通，给燃油泵提供电源，从而使燃油泵工作。(2)利用油泵控制模块控制的油泵电路。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修如图2-1-7所示，当KEY为ON后，FP-ECU不工作，当发动机在起动阶段或高转速、大负荷下工作时，发动机ECU向油泵ECU的FPC端输入一个高电位信号（4～6V），此时FP-ECU的FP端输出12V，使油泵高速运转。起动后，怠速或小负荷时，发动机ECU向油泵ECU的FPC端输出一个低电位，约2.5V，此时FP-ECU的FP端输出9V，使油泵低速运转。DI线为油泵ECU的故障诊断信号线。(3)本田雅阁油泵控制电路。如图2-1-8所示，当KEY为ON后，主继电器闭合，接通ECU和EFI系统的电源，同时也通过D1和R向开继电器线圈供电，ECU就会控制VT导通，使开继电器闭合，油泵转动，以建立工作油压，3s后VT截止。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修当起动时，KEY通过D2向开继电器线圈供电。发动机运行中，ECU根据转速信号控制VT导通，使油泵一直工作，若转速信号突然中断，ECU将立刻切断VT，油泵停止工作，以防发生意外。三、燃油压力调节器1．燃油压力调节器的作用燃油压力调节器（见图2-1-9）的作用是使燃油压力与进气压力之间的压力差保持恒定，这样从喷油器喷出的燃油量便唯一地取决于喷油器的开启时间。2．燃油压力调节器的结构上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修燃油压力调节器（见图2-1-10）一般安装在供油总管上，采用膜片式结构，调压器是一个金属壳件，中间通过一个膜片将壳体分成两个小室：一个是弹簧室，由一个真空软管连接至进气歧管；另一个为燃油室，直接通入供油总管。当燃油压力超过预定数值时，就将膜片向上顶，使阀门打开，使过剩的燃油流回油箱，因而供油压力始终保持在设定的油压值上。3．无回油燃油系统无回油燃油系统（见图2-1-11）去掉了回油管和真空控制的油压调节器，燃油压力通过安装在燃油滤清器上的压力调节器进行调节，燃油压力保持在0.3MPa，在燃油轨上装有一排气阀，在更换系统元件后，应进行排气。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修燃油滤清器安装在油箱的右侧，燃油压力调节器镶嵌在燃油滤清器上，并用一个固定夹固定，如图2-1-12所示。系统压力的高低取决于调节器中弹簧加载在膜片上的弹力的大小，油泵将燃油送入滤清器的空腔。系统设定压力为0.3MPa，当系统压力超过0.3MPa后，膜片开启，释放燃油以降低系统压力。四、燃油滤清器汽油在储运及加注过程中，难免会混入一些机械杂质和水分，这些杂质随着燃油进入燃油供给系统和发动机气缸内，将加速气缸磨损。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修而燃油滤清器的作用就是滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃油系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转及提高发动机的工作可靠性。燃油滤清器安装在燃油泵之后的高压油路中，安装位置一般在车身底部，或与燃油泵总成安装于燃油箱内，如图2-1-13所示。燃油滤清器的更换周期应参照生产商所提供的时间表并根据当地油品调整，但不可高于生产商的标准。一般汽车每行驶20000～40000km或1～2年，应更换燃油滤清器。更换燃油滤清器时，应首先释放燃油系统的压力，并注意燃油滤清器壳体上的箭头标记为燃油流动方向。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修长期不更换可造成车辆加速无力或无高速等故障现象。燃油滤清器的更换如图2-1-14所示。五、燃油脉动阻尼器当汽油泵泵油、喷油器喷射及油压调节器的回油平面阀开闭时，都将引起燃油管路中油压的脉动和脉动噪声。燃油压力脉动太大将使油压调节器的工作失常，油压脉动阻尼器的作用就是减小燃油管路中油压的脉动和脉动噪声，并能在发动机停机后保持油路中有一定的压力，以便于发动机重新起动。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修燃油脉动阻尼器一般有两种安装位置：一种是在供油管路上安装（见图2-1-15）；另一种是在燃油泵上安装。当燃油脉动阻尼器出现故障时，对燃油系统的影响不会很大，检查时可用手触摸脉动阻尼器，当燃油泵运转时，应能感觉到内部有振动感，如果没有，则应给予更换。燃油脉动阻尼器的结构如图2-1-16所示。六、燃油导轨燃油分配器（FabricatedFuelRail）又称燃油导轨或者燃油轨（见图2-1-17），它是一种机械装置，安装在进气歧管上的喷油器处。上一页下一页返回任务一燃油供给系统检修它的主要功能是保证提供足够的燃油流量并均匀地分配给各缸的喷油器，燃油导轨与喷油器之间用O形圈和喷油器固定夹子密封，O形圈可防止燃油渗漏，并具有隔热和隔振的作用；喷油器固定夹子将喷油器固定在燃油导轨上。大多数燃油导轨上都有燃油压力测试口（如图2-1-18所示），可用于检查和释放油压，燃油压力调节器和燃油脉动衰减器一般也安装在燃油导轨上。上一页返回任务二燃油喷射系统检修一、喷油器的作用电子燃油喷射系统是根据系统中的各种传感器信号，通过ECU的对比及逻辑分析，最后计算出喷油器的通电时间（即喷油量），利用喷油器将一定压力下的汽油以雾状形式喷入进气总管、进气歧管或气缸内，然后与空气混合形成可燃混合气。喷油器如图2-2-1所示。喷油器是电磁阀类执行器，它安装在燃油轨上，根据电控单元的脉冲信号进行燃油喷射。二、喷油器的分类（一）按结构分类下一页返回任务二燃油喷射系统检修按结构不同，喷油器可分为轴针式、球阀式和片阀式3种，如图2-2-2所示。（二）按电阻值分类按电阻值不同，喷油器可分为高阻值喷油器和低阻值喷油器。（1）高阻值喷油器的电路结构如图2-2-3所示，电磁线圈的电阻值为13～17Ω。（2）低阻值喷油器的电路结构如图2-2-4所示，电磁线圈的电阻值为0.6～3.0Ω。（三）按电磁线圈的驱动方式分类按电磁线圈的驱动方式，可分为电磁驱动式和电流驱动式。上一页下一页返回任务二燃油喷射系统检修（1）电压驱动式是指ECU利用恒定的脉冲电压驱动喷油器喷油。（2）电流驱动式只适用于低阻值的喷油器，因其对ECU设计要求高，故较少采用。三、喷油器的工作原理轴针式喷油器如图2-2-5所示，它主要由喷油器壳体、喷油针阀、套在针阀上的衔铁以及根据喷油脉冲信号产生电磁吸力的电磁线圈等组成。电磁线圈中无电流时，喷油器内的针阀被回位弹簧压在喷油器出口处的密封锥形阀座上。电磁线圈通电时，产生磁场吸动衔铁上移，衔铁带动针阀从其座面上升约0.1mm，燃油从精密环形间隙中流出，喷入进气管内与空气混合。上一页下一页返回任务二燃油喷射系统检修四、喷油器的控制电路喷油器的控制电路可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射3种方式。（一）同时喷射同时喷射的控制电路只有一根控制线，直接由发动机ECU控制，通常曲轴每转一转，喷油一次，喷油正时与发动机工作行程没有关系，如图2-2-6所示。（二）分组喷射分组喷射就是把所有气缸的喷油器分成2~4组，四缸机一般分为两组，两组交替喷射，每一个工作循环中各喷油器均喷射一次，如图2-2-7所示。上一页下一页返回任务二燃油喷射系统检修（三）顺序喷射在顺序喷射控制电路中，喷油器驱动回路数与气缸数相等，直接由发动机ECU控制，发动机ECU根据各个信号控制各缸喷油器独立喷射，如图2-2-8所示。顺序喷射方式由于要知道向哪一缸喷射，因此应具备气缸判别信号，常称为判缸信号。五、丰田卡罗拉喷油器的控制电路上一页下一页返回任务二燃油喷射系统检修丰田卡罗拉喷油器的控制电路如图2-2-9所示：打开点火开关，蓄电池→电瓶正极→FLMAIN熔断丝→AM2熔断丝→点火开关→IG2熔断丝→IG2继电器→搭铁，IG2继电器吸合，另一路通电→FLMAIN熔断丝→吸合的IG2继电器分别给各缸喷油器供电。当起动车时，发动机电脑根据传感器的信号，依次交替控制各缸喷油器搭铁，喷油器工作，将燃油供给发动机。上一页下一页返回图2-1-1燃油供给系统的组成返回图2-1-2电动燃油泵返回图2-1-3电动燃油泵安装支架总成返回图2-1-4滚柱式电动燃油泵返回图2-1-5涡轮汽油泵返回图2-1-6丰田卡罗拉油泵控制电路返回图2-1-7利用油泵控制模块控制的油泵电路返回图2-1-8本田雅阁油泵控制电路返回图2-1-9燃油压力调节器返回图2-1-10燃油压力调节器结构返回图2-1-11无回油燃油系统返回图2-1-12无回油系统总成返回图2-1-