《汽车发动机电控技术原理与维修 》曹红兵主编 2.4 燃油供给系统

2.4燃油供给系统学习目标•掌握电动燃油泵的结构原理、控制电路及检修方法。•掌握喷油器的结构原理与检修方法。•掌握燃油供给系统压力的检测方法。•了解喷油正时控制、喷油量控制过程。2.4.1燃油供给系统的组成燃油供给系统在整车上的布置情况1-燃油箱2-电动燃油泵3-燃油滤清器4-回油管5-燃油压力调节器6-油压脉动阻尼器7-喷油器8-输油管9-冷启动喷油器10-真空管燃油供给系统组成与工作情况2.4.2电动燃油泵•电动燃油泵的功用是从油箱中吸入燃油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。•燃油泵为喷油器提供油压高于进气歧管压力250~300Kpa的燃油。•燃油泵的最高输出油压为450~600Kpa，其供油量比发动机最大耗油量大得多，多余的燃油从回油管返回油箱。电动燃油泵的功用按安装位置分电动燃油泵的分类按结构与工作原理分•安装在油箱内部的内置式油泵使用较多。滚柱式涡轮式齿轮式叶片式内装式外装式电动燃油泵的基本结构•主要由永磁式直流电动机、泵体、泵壳等组成。滚柱式电动燃油泵结构组成1-安全阀2-滚柱泵3-驱动电动机4-止回阀A-进油口B-出油口•泵转子偏心地安装在电枢轴上随电机一同转动。泵转子周围制有齿缺，滚柱安放在齿缺泵体之间的空腔内。•泵体侧面制有进油口和出油口。•为防止系统油压过高，故在燃油泵中设有一安全阀。•为了防止发动机停转时而引起燃油倒流，在燃油泵出油口安装了止回阀。结构特点工作原理1-泵体2-滚柱3-轴4-转子•在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化。•在转向进油腔时容积增大，吸入燃油；•在转向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出燃油。视频外形与结构工作情况涡轮式电动燃油泵结构组成视频总结转子式电动燃油泵双级电动燃油泵•在现代汽车上，电动燃油泵采用双级泵的结构型式并将其安装在油箱内的趋势日益明显。双级泵是由初级泵和主输油泵两者合成一个组件，由一只电动机驱动的结构。1-初级泵2-主输油泵3-永磁电动机4-壳体•开关控制：在发动机起动过程和运转过程中，ECU控制燃油泵保持正常运转。•转速控制：转速控制机构，对电动燃油泵的转速进行控制。电动燃油泵的控制桑塔纳2000GSiAJR发动机燃油泵控制电路•电动燃油泵由发动机控制单元J220控制，电动燃油泵电路为:电源正极→继电器盒内30线→继电器触点→熔丝S5（10A）（经过b线）→继电器盒E14接柱→1.5导线→电动燃油泵→搭铁。•电动燃油泵继电器线圈电路为:继电器盒内15号线→继电器端子86→继电器内线圈→继电器端子85→0.6导线→控制单元J220T80/4端子→控制单元J220内部电路→搭铁。•继电器线圈通电后，继电器内常开触点闭合，继电器盒内30号线→继电器端子30→继电器内触点→继电器端子87→继电器盒N接柱，向电动燃油泵及其它电子控制系统执行器供电。采用燃油泵开关控制的燃油泵控制电路•应用在早期采用叶片式空气流量传感器的L型电控燃油喷射系统中，如丰田皇冠2.85M-E发动机、丰田大霸王等。ECU控制的燃油泵控制电路•应用于D型电控燃油喷射系统和采用热丝（膜）式空气流量传感器及卡门旋涡式空气流量传感器的电控燃油喷射系统中，如丰田皇冠3.0、佳美、花冠，桑塔纳2000GLiAFE（D型）、GSi（热膜式空气流量传感器）等具有转速控制的燃油泵控制电路电阻器式•适用丰田凌志LS300、LS430、ES300及皇冠3.0等车型。发动机低速、中小负荷工作时发动机ECU中的晶体管VT2导通，燃油泵继电器线圈通电，使触点A闭合，由于将电阻串联到燃油泵电路中，所以燃油泵两端电压低于蓄电池电压，燃油泵低速运转。发动机高速、大负荷工作时发动机ECU中的晶体管截止VT2，燃油泵继电器触点B闭合，直接给燃油泵输送蓄电池电压，燃油泵高速运转。专设控制燃油泵用ECU式•适用丰田凌志LS400、皇冠3.0等车型。●发动机ECU和燃油泵ECU共同控制的燃油泵电路发动机起动、大负荷时。发动机ECU向燃油泵ECU的FPC端子提供高电压信号（约为5V），则燃油泵ECU会提供高电压（蓄电池电压）给燃油泵，燃油泵高速运转。两速燃油泵电路发动机怠速、小负荷运转时。发动机ECU向燃油泵ECU的FPC端子提供低电压信号（约为2.5V），则燃油泵ECU会提供低电压（约为9V）给燃油泵，燃油泵低速运转。发动机ECU直接控制式•发动机工作时，发动机ECU通过内部的控制回路IC，控制功率三极管VT进行高频率（约20KHz）的导通和截止，控制A点的平均降压值（分压值），使燃油泵保持在所需的工作电压。•可节省40％电功率，燃油泵运转噪声也降低很多。•日产VG30E即采用了这种控制形式。电动燃油泵及控制电路的检修电动燃油泵电机绕组电阻检测•用万用表欧姆档测量电动燃油泵上两个接线端子间的电阻，即为电动燃油泵直流电动机线圈的电阻，其阻值应为2~3Ω（20℃时）。如电阻值不符，则须更换电动燃油泵。燃油泵的就车检查⑴用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上，如：丰田车系诊断座上有电源端子“+B”，将其与燃油泵测试端子“FP”跨接即可。⑵将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。⑶旋开油箱盖应能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。⑷若听不到燃油泵工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油泵。燃油泵工作状态的检查将电动燃油泵与蓄电池相接（正负极不能接错），并使电动燃油泵尽量远离蓄电池，每次接通不超过10s（时间过长会烧坏电动燃油泵电动机的线圈）。如电动燃油泵不转动，则应更换电动燃油泵。ECU控制的电动汽油泵控制系统的检查（1）打开油箱盖，打开点火开关，在油箱口处倾听有无油泵运转的声音。如果能听到，3-5s后又停止，说明控制系统各部分工作正常。（2）若听不到油泵运转的声音，则将故障检测插座内两个检测油泵的插孔短接，并打开点火开关。•若能听到油泵运转的声音，说明ECU外部的油泵控制电路工作正常，故障在ECU内部；•若仍听不到油泵运转的声音，则为ECU外部的控制电路故障，应检查熔丝、继电器有无损坏，各电路有无断路或接触不良。不受ECU控制的电动汽油泵控制电路的检查（1）卸除燃油管路内的油压，拆下分配油管上的进油管接头，将油管插入容器内。（2）起动发动机，应有汽油从进油管内喷出；若无油喷出，说明电路有故障，应对控制电路进行进一步检查熔丝、继电器、空气流量计内的汽油泵开关、点火开关和线路。（3）将故障检测插座内检测油泵的两个插孔短接，然后打开点火开关，打开油箱盖，并倾听有无油泵运转的声音。若有运转声，说明控制电路工作正常；若无运转声，说明控制电路有故障，则应检查电路中的熔丝、继电器有无损坏，线路有无接触不良或折断。（4）若上述检查中电动汽油泵控制电路正常，但起动发动机时汽油泵不工作，则应检查叶片式空气流量计内的汽油泵开关触点。拆下空气滤清器，打开点火开关，用手指或旋具（起子）推动空气流量计的测量叶片。此时，在油箱口应能听到汽油泵运转的声音；若听不到汽油泵运转的声音，说明汽油泵开关损坏，应更换空气流量计。汽油泵开关触点的检查四脚电动燃油泵继电器的检测•用万用表欧姆挡测量，继电器电磁线圈两脚之间应能导通，常开触点两脚之间应不导通。•在电磁线圈两接脚上施加12V电压，同时用万用表欧姆档测量常开触点两脚之间应能导通。•若测量结果不符合要求，应更换电动燃油泵继电器。四脚电动燃油泵继电器的检测1、2-电磁线圈接脚3、4-常开触点接脚五脚电动燃油泵继电器的检测2.4.3燃油分配管总成2.4.4燃油压力调节器2.4.5燃油滤清器及油压脉动阻尼器燃油分配管•功用:固定喷油器和油压调节器，并将汽油分配给各个喷油器。•结构:用铝合金制成圆形管状或方形管状，分配管与喷油器连接处制有小孔以便将燃油分配到各只喷油器。桑塔纳2000GSiAJR发动机燃油分配管总成油压调节器•功用：通过油压和进气负压的共同作用，使燃油分配管中的油压与进气歧管中的气压之差保持250~300kPa不变，以保证喷油器喷油量的大小只与喷嘴开启时间有关，而与系统油压、进气歧管的负压等参数无关。安装位置油压调节器油压调节器•结构：主要由弹簧、阀体、阀门和铝合金壳体组成。•进油口接头与燃油分配管连接，回油口接头连接回油管并与油箱相通，真空管接头与节气门至进气歧管之间的真空管连接。工作原理（视频）油压调节器的检修（1）工作情况的检查：用油压表测量发动机怠速运转时的燃油压力，然后拆下压力调节器上的真空软管。这时燃油压力应升高50KPa，否则应予以更换。（2）保持压力的检查：打开点火开关，让电动燃油泵运转10s，然后关闭点火开关取下导线；再将压力调节器的回油管夹紧，5min后观察油压（保持压力）。如果该油压与不夹紧回油管时的油压相比有所上升，表明调节器有泄露，应更换。（3）拆卸检查：拆下压力调节器的进油管和真空软管，这时两者之间应不通；否则，表明有泄露，应予以更换。燃油滤清器功用：滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。•纸质滤芯，每行驶20000～40000㎞或1到2年应更换。•安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。燃油滤清器1-入口2-出口3-滤芯功用：减小在喷油器喷油时，油路中的油压可能会产生微小的波动，使系统压力保持稳定。组成：由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。脉动阻尼器1-膜片弹簧2-膜片3-出油口4-进油口2.4.6喷油器•功用：根据发动机ECU发出的喷油脉冲信号，将计量精确的燃油适时、适量地喷入节气门附近的进气歧管内。喷油器桑塔纳2000GSiAJR发动机喷油器的安装位置喷油器对喷油器的要求•良好的动态流量稳定性；•较强的抗堵塞、抗污染能力；•较好的密封性；•较好的燃油喷射的雾化性。喷油器的分类•按用途分为：单点喷射用和多点喷射用；•按电磁线圈电阻大小分为：低阻式（2~5Ω）和高阻式（12~17Ω）；•按驱动方式分为：电流驱动式和电压驱动式；•按喷口形式分为：轴针式和孔式。轴针式喷油器单孔式喷油器多孔式喷油器由外壳、喷油嘴、针阀、套在针阀上的衔铁、回位弹簧、电磁线圈和电插接器等组成。轴针式喷油器的结构喷油器实物剖面图结构原理工作情况喷油器控制过程视频球阀式电磁喷油器球阀式电磁喷油器同等级的球阀式与轴针式阀针的比较1-弹簧2-阀针3-阀座4-喷孔5-护套1-钢球2-导杆3-衔铁4-轴针6-挡块7-衔铁8-喷油器体9-磁化线圈10-盖•球阀式的阀针由钢球、导杆和衔铁用激光束焊接成整体制成，球阀式的阀针质量轻，且具有较高的密封能力，明显优于轴针式针阀。喷油器的控制和驱动方式电压驱动电流驱动•电流驱动方式只适用于低阻值喷油器，一般应用在单点喷射系统中。•电压驱动方式对高阻值和低阻值喷油器均可使用，一般应用在多点喷射系统中。•低阻喷油器的电磁线圈电阻值为2~5Ω，高阻喷油器的电磁线圈电阻值为12~17Ω。桑塔纳2000GSiAJR发动机喷油器的检测桑塔纳2000GSiAJR发动机喷油器连接电路及插头•发动机运转时，用手指接触喷油器，应可察觉到喷油的脉动。检查喷油器电阻值、30s喷油量等性能参数，应符合规定的标准。用故障诊断仪读取喷油信号的数据流，怠速时，喷油脉宽正常值为2~5ms。•打开点火开关，测量喷油器供电电压（端子1与搭铁点之间的电压应等于蓄电池电压）。如果电压值不符合要求，则应检查插头端子1到附加熔丝S（30A）之间的线路有无断路或接触不良。喷油器拆下后，通12V电压时，可听到接通和断开的声音（注意：通电时间应不大于4s，再次试验应间隔30s）。•在喷油器插头的两端子间接上二极管试灯（先将两只发光二极管并联再串联一只510Ω/0.25W的电阻），启动发动机，试灯应闪烁。•检查喷油器的滴漏，油泵运转时，每个喷油器在1min内允许滴油1~2滴，否则应更换喷油器。在测试喷油器的喷油速率的同时，可检查喷射形状，所有喷射形状应相同，都是小于35°的圆锥雾状检测项目及条件2000GLi2000GSi室温时电阻（Ω）15.9±0.3513~18发动机工作时电阻增量（Ω）4~64~630s喷油量（mL）78~8578~