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电控燃油供给系统检修

摘要

随着汽车数量的日益增多,这个20世纪最为重大的发明之一,其在社会经济发展中扮演了重要的角色,汽车废气排放物与燃油消耗量的不断上升困扰着人们,迫使人们去寻找一种能使汽车排气净化,节约燃料的新技术装置去取替已有几十年历史的化油器,汽油喷射技术的发明和应用,使人们这一理想能以实现。

电控燃油的精确控制给我们带来了方便,汽车的发展离不开电子控制。

电控燃油供给系统以其体积小、成本低、可靠性高等优点,在汽车电子控制中得到越来越广泛的应用。

然而,由于汽车控制的电子化,给汽车的诊断维修工作带来很大的困难。

本文将系统的介绍电控燃油供给系统的发展历史、组成、工作原理和系统一般故障的检测和维修。

通过事例分析燃油供给的重要性,并交给大家一些对燃油供给零件的检修方法。

关键词:

电控燃油;燃油供给;电动燃油泵

ﻩAbstract

Withtheincreasingnumberofvehicles, the 20 centuryoneofthe mostsignificantinvention, initssocio-economicdevelopmentplaysanimportantroleinvehicleexhaust emissions andfuel consumptionoftherisingproblemofpeople,forcedpeopletolook foraspeciesenable automobileexhaustpurification,fuel-efficientnewtechnologyhasbeen installedtoreplacethecarburetorseveral decadesof history, petrolinjectiontechnologyinventionand application,sothatpeoplecantoachievethisideal.The electronicallycontrolledfuel precise controltobring usa convenientand indispensabletothedevelopmentofelectronicvehiclecontrol.

Electronicallycontrolledfuelsupplysystem ofitssmallsize,lowcost, highreliabilityadvantagesinautomotiveelectroniccontroltobemorewidely used.However,theelectroniccontrolof thevehicle, thevehiclemaintenancediagnosishascaused greatdifficulties.Thisarticlewillintroduce theelectroniccontrolsystemsoffuelsupply systemdevelopmenthistory,composition,thegeneral principleand systemfault detectionandmaintenance. Throughexamplesoftheimportance of fuelsupply,andhandedovertoyousomepartsof thefuel supply maintenancemethods[1].

Keywords:

ElectronicFuel;Fuelsupply;Detection;ElectronicFuel;

 

目 录

摘要ﻩI

第1章 绪论1

第2章 电控燃油供给系统的组成及工作原理3

2.1电控燃油供给系统的组成ﻩ3

2.1.1空气供给系统3

2.1.2电子控制系统4

2.1.3燃油供给系统ﻩ4

2.1.3.1电动燃油泵ﻩ4

2.1.3.2燃油管8

2.1.3.3 燃油滤清器ﻩ8

2.1.3.4 燃油压力调节器8

2.1.3.5燃油分配管9

2.1.3.6喷油器9

2.2燃油供给系统工作原理ﻩ10

2.3电控燃油发动机的优点10

第3章广本雅阁电控燃油供给系统的维修与检测12

3.1燃油供给系统检修的注意事项12

3.2 燃油供给系统压力的卸除12

3.4燃油箱密封性的检修15

3.5电动燃油泵的检修ﻩ15

3.6 喷油器检修16

第4章广本雅阁燃油系统的故障诊断17

4.1故障是实例一ﻩ17

4.2 故障实例二ﻩ17

4.3故障实例三………………………………………………………………………18  

结论ﻩ19

致 谢20

参考文献ﻩ21

第1章绪论

“电喷车”一词现在大家已经耳熟能详,从化油器到汽油喷射,当中经历的研发曲折,俨如汽车技术发展的艰辛缩影。

我将详细讲述汽油喷射系统的技术发展历史、组成及广本雅阁常见故障的诊断与维修。

直到上个世纪60年代,汽车用燃油输送系统绝大多数仍采用构造简单的化油器。

随着汽车工业的飞速发展,汽车的尾气排放带来的空气污染日益严重,西方各国都制定了严格的汽车排放法规法案。

同时受能源危机的冲击以及电子技术、计算机等的飞速发展,促进了电子控制汽油喷射发动机的诞生。

1953年美国奔第克斯(Bendix)首先开发了电子喷射器(Electrojector),1957年正式问世,开创了电控汽油喷射的先河。

传统的化油器存在诸如易发生气阻、结冰、节气门响应不灵敏等现象,在多缸发动机中供油不匀,引起工作不稳、不利于大功率设计。

为了弥补这些缺陷,早在上个世纪30年代,汽油喷射系统就已在开始航空发动机的研发中被作为研究对象,经过10多年的深入研发,在1945年开始应用于军用战斗机上。

它充分的消除了浮子式化油器不能完全适用军用战斗机作战工况的缺陷点,汽油喷射技术应运而生。

尽管汽油喷射技术有诸多优势,但由于其生产受当时社会生产力、生产工艺、技术的制约,其制造成本非常高,因此汽车用汽油喷射装置最初只能应用在数量很少的赛车上,它能满足赛车所要求的大发动机输出功率和灵敏的油门响应性能。

到50年代末期,大多数赛车都已经采用了汽油喷射作为燃油输送系统。

 

汽油喷射应用于民用批量生产的轿车发动机上,是在1950~1953年高利阿特与哥特勃罗特两公司首先在2缸2冲程发动机上安装了汽油喷射(缸内喷射)装置。

1957年奔驰公司又在4冲程发动机上采用了它。

在这一时代,由于各发动机制造商强调发动机输出功率的提高,为了确保全负荷时大扭矩输出特性,空燃比控制必然偏小,以提高喷油量,因此,对空燃比的控制精度也比较低。

但是随着电子控制技术的发展、应用,电子燃油控制的各种优点渐渐显现出来,包括各种精细的补偿功能和良好的空燃比控制性、灵敏的节气门响应性、高功率的输出。

另外,在电子技术方面,晶体管早已发明,但是由于成本高,性能不稳定,还不能很好的应用于汽车上。

故奔第克斯在开发阶段应用真空管开发电子计算机。

在1957年发表时,正是晶体管开始实用化的时代,因此,她开发的电子控制汽油喷射装置只在美国三大汽车公司之一的克莱斯勒汽车上装用。

博世公司在发表D—Jetronic后的6年,即1973年又开发了质量流量L—Jetronic电子控制非连续喷射和K—jetronic机械式连续喷射。

1981年,博世又发LH—Jetronic电控燃油喷射系统,在控制能力上增加了一些更精确的细节,进一步改进了发动机各方面的性能。

LH系统最大的特点是采用了热线式空气流量计,热线式空气流量计直接测量进气质量,其体积小,进气阻力小,因此能更精确的控制空燃比,提高发动机的动力性和经济性,改善发动机排放。

第2章 广本雅阁汽车燃油供给系统的组成及工作原理

2.1广本雅阁汽车电控燃油供给系统的组成

电控汽油喷射尽管形式多样,但它们都具有相同的控制原则,即以电子控制单元(ECU)为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器为控制对象,保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气浓度,以满足发动机动力性。

经济性和排放要求。

电控汽油喷射系统都由以下三个子系统组成如图2.1所示:

空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统。

图2.1 广本雅阁汽车电控燃油供给系统的组成

2.1.1广本雅阁汽车空气供给系统

它的功用是为发动机提供必需的空气如图2.2所示。

一般由空气滤清器,节气门体、节气门、空气阀、进气总管、进气歧管等组成。

此外,为了随时调节进气量,以适应各种工况的需要,进气系统中还设有进气量的检测装置。

图2.2广本雅阁汽车空气供给系统

2.1.2广本雅阁汽车电子控制系统

电子控制系统的功用是根据各种传感器的信号,由计算机进行综合分析和处理,通过执行装置控制油量,使发动机具有最佳性能。

电子控制系统主要由电控单元、各种传感器及执行器三部分组成。

电控单元是电子控制系统的核心,它的主要功用是控制和检测。

电控单元一方面接收来自各个传感器传来的信号,另一方面又完成对这些信息的处理,并发出相应的指令控制执行器的动作。

传感器负责把各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数转变成电信号提供给电控单元,使电控单元正确的控制发动机运转或汽车运行。

执行器用来完成电控单元发出的各种指令,是电控单元指令的执行者。

具体过程:

ECU根据空气流量计(L型)或进气歧管压力传感器(D型)和转速传感器等的信号确定空气流量,再根据空燃比开度、空燃比等各种工作参数的修正,最后确定某一工况下的最佳喷油量[4]。

广本雅阁汽车采用的是L型用的空气流量计。

要求及进气时信号就可以确定每一个循环的基本供油量,然后根据各种传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门。

2.1.3广本雅阁汽车燃油供给系统

它通常是由电动汽油泵,汽油滤清器、压力调节器、脉动阻尼器、喷油器组成。

(如图2.3)

图2.3广本雅阁汽车燃油供给系统的工作原理

在电控汽油喷射系统中,汽油由电动汽油泵从油箱中泵出,经汽油滤清器等输送到电磁喷油器和冷启动喷油器。

压力调节器与喷油器并联,保证供给电磁喷油器内的汽油压力与喷射环境的压力之差(喷油压差)恒定不变。

脉动阻尼器可以消除喷油时油压产生的微小波动,进一步稳定油压,电磁喷油器按发动机控制的喷油脉冲信号把汽油喷入进气道中和纯净的空气进行混合并形成混合气。

2.1.3.1电动燃油泵

电动燃油泵是电控燃油喷射发动机的基本部件之一。

它一般由小型直流电动机驱动,其作用是把燃油从油箱中吸出、加压后输送到管路中,和燃油压力调节器配合建立合适的系统压力。

1、电动燃油泵的结构与原理

电动燃油泵按安装形式可分为两种:

油箱外置型和油箱内置型。

油箱外置型电动燃油泵安装在油箱外,串连在输油管上;油箱内置型电动燃油泵安在油箱内部,浸泡在燃油里,这样可以防止产生气阻和燃油泄露,且噪声小。

此外内置式还在油箱中设一个小油箱,将燃油泵放在小油箱中,这样可以防止在燃油不足而汽车转弯或倾斜时,燃油泵吸入空气而产生气阻,如图2.4所示。

图2.4电动燃油泵的结构与原理

无论是油箱内置式还是油箱外置式电动燃油泵,其结构基本上是相同的,都是由泵体、电动机和外壳等部分组成。

2、常见的电动燃油泵

电动燃油泵根据泵体的结构不同可分为:

滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵。

(1)滚柱泵

滚柱泵由转子、滚柱和泵套组成如图2.5所示。

转子偏心地置于泵套内,燃油泵的电动机带动转子运转时,由于离心力的作用使滚柱向外侧移动而与泵套内壁接触,这样,由转子、滚柱和泵套围成的腔室将随转子的转动而产生容积大小变化,在容积由小变大一侧燃油被吸入,在容积由大变小的一侧燃油被压出。

图2.5滚柱式电动燃油泵的结构和工作原理

(2)齿轮泵

齿轮泵的工作原理与滚柱泵相似。

它由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和泵套组成,后者与主动齿轮偏心。

主动齿轮被燃油泵电动机带动旋转,由于齿轮啮合,主动齿轮带动从动齿轮一起旋转。

在从动齿轮和主动齿轮的内外齿啮合的过程中,由内外齿所围合的腔室将发生容积大小的变化,这样,若合理地设置进出油口的位置,即可利用这种容积的变化将燃油以一定的压力泵出。

齿轮泵与滚柱泵相比较,在相同的外形尺寸下,泵油腔室的数目较多,因此,齿轮泵输油的流量和压力波动都比较均匀。

(3)涡轮泵

涡轮泵以完全不同于前两种泵的方式工作,泵的燃油输送和压力升高完全是由液体分子之间动量转换实现的。

涡轮泵的特点是燃油输出脉动小,其结构非常简单。

当叶轮与电动机一起转动时,由于转子的外圆有很多齿槽,在其前后利用摩擦而产生压力差,重复运转则泵内产生涡流而使压力上升,由泵室输出。

这种泵由于使用薄型叶轮,所需转矩较小,可靠性高。

此外由于不需消声器,故可小型化,因此这种燃油泵被广泛用于多种车型上。

由于燃油泵工作时温度升高,使燃油更容易气化,这必将使泵油量减少,导致输油压力不足和压力波动。

为此,现在有些车型采用双级泵的形式,即将初级泵和主输油泵组合成一个组件,由二只电动机分别驱动。

初级泵一般采用涡轮泵,用以改善输送性能;主输油泵一般采用齿轮泵或涡轮泵,起主导作用。

油箱外置式主要采用滚柱式燃油泵,油箱内置式主要采用涡轮式燃油泵,也可用滚柱式燃油泵。

广本雅阁汽车的电动燃油泵采用的是油箱内置型滚柱式电动燃油泵。

3、燃油泵的控制

燃油泵的控制分为:

燃油泵转动的控制和燃油泵转速控制。

(1)燃油泵转动控制

现代轿车燃油泵的工作是由发动机控制模块ECU来控制的:

电动燃油泵只有在发动机起动和运转时才工作。

有些车型在打开点火开关时,为建立系统油压,电动燃油泵会先运行2~6s后停止,以便发动机能顺利起动。

而在其他情况下,即使点火开关接通,只要发动机没有转动,油泵就不工作。

油泵工作的控制,通常是指对油泵电路开路继电器的控制。

即继电器触点闭合,油泵通电工作;继电器触点断开,油泵停止工作。

发动机起动时,点火开关的ST(起动)端接通,开路继电器线圈L2通电,其触点闭合,油泵通电工作。

发动机运转时,发动机转速信号(Ne)输入,ECU使晶体管VT导通,开路继电器线圈L1通电。

因此,只要发动机运转,开路继电器触点总是闭合的。

ECU通过发动机转速信号,来检测发动机运转状态。

如发动机停止转动,此时没有转速信号(Ne)输入ECU,晶体管VT截止,开路继电器线圈L1断电,其触点断开,燃油泵停止工作。

(2)燃油泵转速的控制

燃油泵在发动机低速或中小负荷下工作时,需要的供油量相对较小,此时油泵也应低速运转,这样可减少油泵的磨损、噪声以及不必要的电能消耗;而在发动机高转速或大负荷下工作时,需要供油量相对较大,此时油泵应高速运转,以增加油泵的泵油量。

一般油泵转速控制分低速和高速两级。

目前常见到的油泵转速控制方式有以下两种:

利用串联电阻器控制油泵的转速;利用油泵控制模块(油泵ECU)控制油泵的转速。

(1)利用串联电阻器控制油泵的转速

电阻器式油泵转速控制电路,它在油泵控制电路中,增设一个电阻器(降压电阻)和“油泵控制继电器”(或叫电阻器旁路继电器)对油泵转速进行二级控制(高速,低速)。

发动机工作时,发动机控制模块(ECU)根据发动机转速和负荷,对油泵控制继电器进行控制,油泵控制继电器则控制电阻器是否串入油泵电路中,使加载在油泵电动机上的电压不同,进而实现油泵转速变化。

发动机在低速或中小负荷下工作时,油泵控制继电器触点B闭合,电阻器串入油泵电路中,油泵以低速运转。

当发动机处于高转速、大负荷下工作时,发动机控制模块(ECU)输出信号,切断“油泵控制继电器”线圈电路,使继电器触点A闭合,此时电阻器被旁路,油泵电动机直接与电源相通,油泵处于高速运转。

(2)利用油泵控制模块(ECU)控制油泵的转速

该种方式为了对油泵进行控制,特别是油泵转速的控制,专设一个控制油泵工作的油泵控制模块(ECU),油泵控制模块(ECU)对油泵转速的控制,是通过控制加到油泵电动机上的电压来实现的。

当发动机在起动阶段或高转速、大负荷下工作时,发动机控制模块向油泵控制模块的FPC(油泵控制)端子输入一个高电位信号,此时油泵控制模块(ECU)的FP端子向油泵电动机供应较高的电压(相当于蓄电池电压),使油泵高速运转。

发动机起动后,在怠速或小负荷下工作时,发动机控制模块(ECU)向油泵控制模块的FPC端输入一个低电位信号,此时油泵控制模块的FP端子向油泵电动机供应低于蓄电池的电压(约9V),使油泵低速运转。

当发动机的转速低于最低转速时,油泵控制模块断开油泵电路,使油泵停止工作,所以此时尽管点火开关处于接通状态,油泵也不工作中发动机控制模块与油泵控制模块间的DI电路,为油泵控制模块的故障诊断信号线路。

广本雅阁汽车上采用的是用油泵控制模块(油泵ECU)控制油泵的转速的方式来控制燃油泵,因为用这种方式控制油泵的供油量精度更高,故障率低。

2.1.3.2燃油管

汽车一般有三条燃油管。

1、供油管:

其作用是将燃油从燃油箱输送到发动机;

2、回油管:

其作用是使多余的燃油返回燃油箱;

3、燃油蒸气排放管(仅某些车型有):

其作用是将HC气体(即挥发的燃油蒸气)从燃油排出。

燃油管有的是钢质的硬管,也有的是尼龙的软管。

这三条燃油管通常装在车身地板下或车架下。

为防止路面飞起的石子损坏管道,一般安装有防护板。

由于发动机的振动,在燃油管与其他部件的连接处要用橡胶软管。

此外一些新型轿车采用了无回油管燃油系统,这套系统使燃油不从发动机部位回流燃油,燃油滤清器和喷油器之间只有一条燃油管,这样,可以降低发动机对燃油的加热效应从而防止油箱内温度升高,降低了燃油蒸发排放。

2.1.3.3燃油滤清器

燃油滤清器串联在供油管路上。

它的作用是在燃油进入燃油导轨之前把含在油中的水分和氧化铁、粉尘等杂物除去,防止燃油系统堵塞(特别是喷油器处),确保发动机稳定运行,提高可靠性。

燃油滤清器为一次性使用零件,燃油滤清器阻塞会导致供油压力和供油不足,影响发动机的动力性。

一般每行驶3~4万km,或每两个二级维护作业周期更换一次燃油滤清器。

若使用的燃油含杂质较多时应缩短更换周期。

2.1.3.3燃油压力调节器

燃油压力调节器的主要功用是使系统油压(即供油总管内油压)与进气歧管内压力之差保持为恒定值,一般为250kPa~300kPa。

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。

因为发动机所要求的燃油喷射量,是根据ECU加给喷油器的通电时间长短来控制的,随着节气门开度和发动机转速的变化,进气歧管内压力即喷射环境压力肯定发生变化,如果不控制燃油压力,即使加给喷油器的通电时间相同,当进气歧管内压力高时,燃油喷射量也会减少;进气歧管内压力低时,燃油喷射量会增加。

为了使系统油压与进气歧管压力差保持稳定,燃油压力调节器所控制的系统油压应能随进气歧管压力的变化而变化。

燃油压力调节器位于燃油分配管的一端。

膜片将金属壳体内部分成弹簧室和燃料室两部分。

弹簧室一侧通过管路与进气歧管相通,膜片下方承受油压,膜片上方为歧管负压与弹簧压力之和。

由于电动汽油泵泵送的油量远大于喷射所需的油量,故在油压作用下膜片移向弹簧室一侧,阀门打开,部分燃油流回油箱,燃油分配管内保持一定的油压。

当歧管真空度增大时,膜片进一步上移,使阀门开度增大,回油量增加,从而使燃油分配管内油压略降,保持与变化了的歧管压力差值恒定;反之亦然。

油泵停止工作时,油泵单向阀关闭,在弹簧力作用下,调压器阀门关闭,使油泵单向阀与调压器阀门之间的油路内保持一定的残余压力。

燃油压力调节器是不可调节器件,它的主要故障是弹簧张力疲劳后变小或膜片破裂。

由于燃油压力调节器的作用是调节喷油压力,所以出现故障时会直接影响喷油压力的高低和发动机的供油量,使发动机供油不稳、怠速不稳、起动困难、加速无力、耗油、冒黑烟等故障。

2.1.3.4燃油分配管

燃油分配管安装在进气歧管或气缸盖上,它的作用是安装喷油器并将高压燃油输送给各个喷油器。

燃油分配管与喷油器之间用0形圈和卡环密封,0形圈可防止燃油渗漏,并具有隔热和隔振的作用。

大多数燃油分配管上都有燃油压力测试口,可用于检查和释放油压。

燃油压力调节器一般也安装在燃油分配管上。

2.1.3.5喷油器

喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件,在ECU的控制下,将汽油呈雾状喷入进气歧管内。

1、喷油器的结构

电控喷射系统的喷油器结构它的一端为进油口,与燃油分配管连接;另一端为喷油口,插入进气歧管中,两端分別用0形密封圈密封。

喷油器内部有一个电磁线圈,经线束与电脑连接。

喷油器头部的针阀与衔铁连接为一体。

当电磁线圈通电时,便产生吸力,将衔铁和针阀吸起,打开喷孔,燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出,并被粉碎成雾状。

电磁线圈不通电时,磁力消失,弹簧将衔铁和针阀下压,关闭喷孔,停止喷油。

2、喷油器的驱动方式

喷油器按电磁线圈的控制方式不同,可分为电压驱动式和电流驱动式两种,电压驱动是指正ECU驱动喷油器喷油电脉冲的电压是恒定的。

这种喷油器又可分为高阻型和低阻型两种。

低阻型喷油器是用5~6V的电压驱动;其电磁线圈的电阻较小,约3~4Ω;不能直接和12V电源连接,否则,会烧坏电磁线圈,因此需串联附加电阻。

电磁线圈电阻约为12~16Ω;检修时可直接和12V电源连接。

在电流驱动回路中无附加电阻,低阻喷油器直接与蓄电池连接,通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。

电流驱动脉冲开始时是一个较大的电流,使电磁线圈产生较大的吸力,以打开针阀,然后再用较小的电流保持针阀的开启。

广本雅阁使用的是电流驱动式低阻值的喷油器。

2.2电控燃油发动机的优点

1、能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度,使发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。

2、电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后,大大降低了HC、C0和N0X三种有害气体的排放。

3、增大了燃油的喷射压力,因此雾化比较好;由于每个气缸均安装一个喷油器,所以各缸的燃油分配比较均匀,有利于提高发动机运转的稳定性。

4、当汽车在不同地区行驶时,对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化,发动机控制电脑(ECU)能及时准确地作出补偿。

5、在汽车加减速行驶的过渡运转阶段,燃油控制系统能够迅速的作出反应,使汽车加速、减速性能更加良好。

6、具有减速断油功能,既能降低排放,也能节省燃油。

第3章广本雅阁电控燃油供给系统的维修与检测

3.1 燃油供给系统检修的注意事项

1、燃油供给系统中存有高压汽油,因此任何涉及燃油管路拆卸的工作都应首先卸压并准备好消防设备,作业区应通风良好、断绝火源,作业时要格外仔细小心,避免泄漏的汽油引发火灾。

2、在拆卸油管时,油管内有还会有少量燃油泄出,所以在断开油管前,用抹布将拆卸处罩住,以吸附泄漏的燃油,将吸附燃油的抹布收集到准许的容器中。

3、燃油管多用钢、橡胶或尼龙制造,不得渗漏、裂纹、扭结、变形、刮伤、软化或老化,否则应立即予以更换。

4、所有密封元件、油管卡箍为均一次性零件,维修时应予以更换。

5、油管接头不得松动,否则应立即予以紧固;钢制油管端部的喇叭口应密封良好无渗漏,否则应重新制作。

有些轿车采用特制的油管快速接头,拆装时应使用专用工具。

6、连接螺母或接头螺栓与高压油管接头连接时必须使用新垫片并涂上一薄层机油,先用手拧上接头螺栓,再用工具拧紧到规定力矩。

喇叭口的连接也一样。

7、安装喷油器时可先用汽油润滑其密封元件,以利于顺利安装,不可使用机油、齿轮油或制动油。

喷油器安装后应可在其

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