电控燃油喷射（精选8篇）
电控燃油喷射 篇1
电控燃油喷射系统是用计算机控制燃油供应量的装置, 简称EFI。现代汽车柴油机电控系统, 保证了柴油机的动力性、经济性、排放及噪声等各方面的指标进一步得到改善, 同时也提高了柴油机与汽油机竞争汽车动力市场的优势。顺应汽车市场的发展, 酒钢宏兴股份公司储运部汽运作业区在近7年左右的时间里, 先后购买了45台19T以上的奥龙、德龙电控柴油自卸车, 使设备先进率达到了50%。这些装配了电控发动机的车辆, 在为酒钢公司物料运输、物料倒运以及其他保产活动中, 发挥了巨大的优势, 车辆的运力凸显、动力超强、经济控油耗等优点, 达到了广大司助人员的认可。
在享用新设备带来新体验的同时, 车辆的维修及保养工作, 也同样让我们有了新“感触”。电控发动机的车辆在使用了一段时间后, 经常出现油路系统故障。经过维修人员检查, 发现有的是因为司机操作及保养不当等原因造成的, 有的则是设备故障所致。针对此系列车辆发动机的燃油控制部分, 从头开始学习, 由电控燃油喷射系统功能原理到控制构件组成, 逐渐掌握了一些简单实用的日常处理故障的方法。
1 柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成
1.1 柴油机电控系统的功能
柴油机电控系统的基本功能包括供油速率、喷油压力控制在内的多项目标控制, 包括怠速控制、进气控制、增压控制、排放控制、起动控制、巡航控制、故障自诊断、失效保护、发动机与变速箱的综合控制在内的全方位集中控制, 而燃油喷射控制是柴油机电控系统的主要功能之一。
1.2 燃油喷射系统
主要由供油量控制、供油正时控制、供油速率和供油规律的控制、喷油压力的控制、柴油机低油压保护、增压器工作的保护等组成。
1.3 柴油机电控燃油喷射系统的组成
柴油机电控燃油喷射系统由传感器 (包括开关) 、ECU和执行元件3部分组成, 见表1。
1.3.1 传感器
传感器主要包括油门位置、发动机位置、机油温度、柴油温度、车速、转速传感器等, 其作用是监测汽车的运行状态, 并将监测结果转换成电信号输入给ECU。
1.3.2 控制模块组成 (ECU)
其作用是根据各种传感器的输入信号和内存程序计算出供 (喷) 油量和供 (喷) 油时刻, 并向执行元件发出指令信号, 如图1所示。
1.3.3 执行元件
执行元件主要包括喷油泵及喷油器控制元件, EGR阀、转速表、故障指示灯等, 其主要作用是执行ECU的指令, 对柴油机的供油量、供油正时、增压器废气旁通阀、EGR阀等进行控制和调节。
2 电控燃油喷射系统日常处理故障的方法
在重点学习燃油系统原理之后, 对于经常出现在车辆上的油路系统故障, 进行了摸索总结, 结合车辆自身特点, 总结出检测诊断及维修电控燃油喷射系统注意事项如下:
1) 该系统比较复杂, 检修时不可大意, 未搞懂时千万不要乱动, 否则会引起新的故障;
2) 控制系统中的微机一般不易损坏, 坏了也不易维修, 所以不要随意打开微机盒盖;
3) 在拆卸EFI系统各电线接头及线束连接器时, 首先要关闭点火开关, 并拆下蓄电池负极接线柱上的搭铁线, 拆下搭铁线后, 微机存储器中的故障诊断代码会被清除, 因此, 应在拆下搭铁线之前读取故障诊断代码;
4) EFI系统对高电压很敏感, 所以不论发动机是否工作, 只要点火开关接通, 就不要再断开任何电气工作装置, 否则会因断开而使有关线圈产生很高的自感电动势, 造成微机、传感器等严重损坏;
5) 不要使用测试灯测试任何与微机相连的电气设备, 以防微机、传感器等受损, 而应使用高阻抗的数字测试仪表进行测试;
6) 在车身上使用电焊时, 应断开汽车电源;在靠近微机、传感器等处施焊时, 更应采取一些必要的防护措施;
7) 安装蓄电池时, 注意正、负极不能接反;
8) 清洗发动机或雨天检修时, 注意电气线路不可溅水。
在明确了注意事项之后, 对经常出现的“起动机和发动机均有正常起动转速, 但就是不着火”这一故障现象进行了故障处理跟踪, 总结出了以下几点原因及处理方法:
故障原因1:燃油管路有空气, 此类属于机械故障。
需要将燃油管路的空气排放干净。造成此类故障的原因是, 国III发动机采用共轨系统, 油路排空气相对困难一些。根据实际使用情况来看, 应该松开油泵回油螺栓来排空气, 必要时可松开高压油管, 利用起动机带动发动机空转来排空气, 才可以完全地将燃油管路的空气排净, 保证车辆正常启动着车。
故障原因2:柴油管路或油水分离器堵塞, 此类属于机械故障。
需要清理柴油管路或油水分离器、对油水分离器进行放水, 必要时更换, 最后要对油路进行彻底排空气。目前, 我国的柴油品质还不能完全满足国III系统的柴油机对于柴油品质的要求, 因此, 国III发动机的柴油滤清器或油水分离器要经常保养, 其保养周期要大大缩短。还有一种情况, 如果进油软管或回油软管内径太细太长导致进回油不畅, 比较严重的也会使发动机启动困难或无法起动。此时, 需要更换符合要求的进回油管, 内径最好12mm以上。
故障原因3:发动机线束损坏或接插件接触不良, 此类属于电器故障。
这种类型的故障需要在关闭电源的前提下更换发动机线束或重新拔插各接插件。发动机线束损坏的几率不大, 接触不良的情况比较多。在各接插件接触不良的原因没有排除之前, 不要轻易更换发动机线束, 因为更好使需要借助诊断仪诊才能够完成。目前小型的日常维修保养单位还没有配置诊断仪器。
故障原因4:油泵安装正时不对或飞轮不匹配, 此类属于机械故障。
需要重新安装油泵或更换匹配的飞轮。这种情况一般出现在更换过油泵或飞轮的发动机上, 对于油泵有安装正时要求的发动机, 油泵安装必须正确;另外, 如果更换飞轮, 必须使用周围带有信号感应孔的原配飞轮。
故障原因5:油泵压力控制阀插件位置装错, 此类属于电器故障。
需要重新拔插安装插件。这种情况一般出现在拆卸过油泵或PCV阀接插件的发动机上。其采用的是电装的油泵, PCV阀有两个, 接插件位置容易混淆, 安装时需看好记号, 一般是线上扎有颜色的胶带的靠飞轮端。由此我们总结出, 在电控系统的电路中有很多插接件, 常常因为使用时间长造成插件老化, 或由于多次拆装使插件接头松动而接触不良, 导致发动机工作不稳定 (时好时坏) 。我们曾解决过不少这类故障, 就是因为ECU中的一个接脚接触不良, 或气流传感器插件中与电动油泵开关相联的插头接触不良而造成发动机不易启动, 甚至不能启动。
故障原因6:高压共轨管故障, 此类属于电器故障。
需要更换高压共轨管。此故障有时是轨压传感器故障, 有时是油轨压力控制阀故障, 如果轨压控制阀一直处于打开状态, 轨压就无法建立, 从而无法起动。
故障原因7:无电源、电压不足或起动机故障, 此类属于电器故障。
需要接通电源或更换起动机或对电瓶充电。起动机电流过大会烧坏或齿圈无法与飞轮啮合;电压不足, 发动机达不到起动转速。
故障原因8:汽车空挡开关或离合器开关故障。此类属于电器故障。需要对损坏部件进行更换。此故障应该属于整车故障。
以上总结的方法, 对于处理车辆燃油部分此类故障, 起到了事半功倍的效果, 它不仅加快了设备运转的速度, 而且成为维修人员处理小麻烦的参照标准。
参考文献
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电控燃油喷射 篇2
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w主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油
输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的 map 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
3.1.1 高压油泵 @ L*[~
高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。
Bosch 公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达 135Mpa 的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法。
工作过程： _7[)W(g/R&e.H-G u
(1)柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔;质量SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA6gW D0d|%^w/P(_
六西格玛品质论坛o 9W(2)柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔;
(3)在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的;六西格玛品质论坛d7T!Ys&N
(4)凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态，低压燃油进入柱塞腔进入下一个循环。
该方法使高压油泵不产生额外的功率消耗，但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系，控制系统比较复杂。
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3.1.2 共轨管
共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用， ECD-U2 系统的供轨管如图2-10所示。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在 5Mpa 之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。 ECD-U2 系统的高压泵的最大循环供油量为 600mm3 ，共轨管容积为 94000mm3 。
质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA
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高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器(限流器)和压力限制器。压力传感器向 ECU 提供高压油轨的压力信号;液流缓冲器(限流器)保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动;压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。
从上述分析可见，精确设计高压共轨管的容积和形状适合确定的柴油机是并不容易的。 7D
L+lz;G!q)S3^&P
六西格玛品质论坛/i8?+?9k3.1.3 电控喷油器
电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件喷油器根据 ECU 传送的电子控制信号，将共轨内的高压燃油以最佳的喷油定时、喷油量、喷油率和喷雾状态喷入发动机燃烧室中。喷油
器的外观和结构示意如图 2-5 所示，其主要零件是喷油嘴、控制喷油率的量孔、油压活塞和三
通电磁阀。系统的喷油过程控制是通过三通阀 TWV 对喷油器控制腔中油压的控制来实现的。
三通阀结构及工作原理如图 2-6 所示，主要由内阀、外阀和阀体组成。阀的开启和关闭响应很
快(0.4ms 以下)。三个部件相互间配合度很高，同时分别形成座面A、B。外阀为电磁阀，作
垂直运动，随着外阀运动，座面 A、B 交替关闭，三个油孔 1、2、3双双交替接通。喷油定时
由 TWV的通电时刻决定，喷油量由喷油压力和 TWV 的通电持续时间共同确定。当三通阀未通
电时，外阀在弹簧力作用下压向下方，其阀座关闭，切断回油通道;内阀受到共轨压力作用而向
上移动，内阀阀座开启，共轨管内高压油经内阀阀座进入控制腔施加在针阀尾部，关闭喷嘴。当
三通阀通电被激励时，外阀在电磁力作用下克服弹簧力向上运动直到内阀阀座关闭，外阀阀座开
启，控制腔和回油通道接通，控制腔中的高压燃油经单向节流孔缓慢流出，与液压活塞联锁的喷
嘴针阀缓慢抬起，产生喷油率逐步增大的 ? 形喷射。喷嘴针阀达到全升程时喷油率最大。供油
结束时切断三通阀电流，外阀再度下行，关闭回油道;内阀开启，共轨油压迅速加到液压活塞上
方(此时单向节流孔不起阻尼作用)，由于液压活塞面积比针阀面积大得多，因此喷油结束时很
大的液压作用会使针阀急速落座，实现喷射过程的快速切断。可见，? 形喷油率是利用设在三通
阀和液压活塞之间的单向节流孔阻尼控制腔中的压力下降过程来实现的。单向节流孔仅在释放控
制腔压力时才具有节流作用，而加压过程不起阻尼作用
高压油管mY!be!Z3PC [:K
高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道，它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降，并使高压管路系统中的压力波动较小，能承受高压燃油的冲击作用，且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等，使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力，从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短，使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。 c.P:W;tm
3.1.4 传感器 A.~
在共轨喷射系统中，除了测定发动机实际运行状态的传感器(如空气流量传感器、增压压力传感器、水温传感器、燃油温度传感器、油门开度传感器等)外，还须安装压力传感器来准确测量共轨管内的压力。一般要求共轨压力传感器的测量范围是20-180 MPa,测量精度要求达到士2%-3%，而且还应在各种运行工况下都能有很高的可靠性。
3.1.5 软件和电控回路
软件技术包括软件开发过程，软件开发方法，结构化设计方法等。在软件的开发方面，最初是先检测出发动机的转速和油门开度，然后输入到计算机内，形成所谓的数据MAP，再从数据MAP中计算目标喷油量，向伺服回路发出指令进行控制。
电控燃油喷射 篇3
传感器是电喷柴油发动机的常见故障部位, 发动机微机控制系统工作受传感器问题的影响较大, 其中, 电控系统的元件性能发生变化是产生问题的主要原因。电控单元是电控柴油发动机中控制各种工况下供油量的主要部件, 同时发动机工况的需油量必须能够通过电控单元控制得到满足。也就是说, 电控系统状况要与发动机实际状况相符。发动机负荷状态的参数必须与发动机达到的工况相吻合, 发动机转速在某一项参数不符合实际要求的情况下不能提升到对应的速度。
另外, 电控单元在空置发动机工作时接收人们给定范围内的各种传感信号, 而电控系统的自诊断功能可以判断这些传感器的信号是否超出了这个范围。自诊断系统只有信号不在规定范围内时才不将该信号用于控制操作, 这样系统中的故障才能被自诊断系统确定, 进而产生故障记忆和故障代码。当信号在给定范围内, 但与实际情况的偏差较大时, 电控单元会在该不准确信号的作用下控制发动机工作, 这样就产生了发动机故障。此时, 故障代码从自诊断系统中无法获得。
2 电喷柴油机燃料系统的检测和诊断
喷油提前角、喷油器、喷油泵的运行状况在很大程度上决定了电喷柴油机的工作性能, 通常采用以下几种方法进行检测。
2.1 波形检测
通常情况下, 喷油泵和喷油器能够通过高压油管中的压力变化情况和喷油器针阀的升程情况反映出其工作状况。喷油泵凸轮轴转角与喷油器针阀升程之间的变化关系、喷油泵凸轮轴转角与高压油管中压力之间的变化关系能够通过示波器被观测到, 以此判断柴油机燃料系统的技术状况。
2.2 示波器检测
柴油燃料系统的以下几个项目可以通过示波器进行检测: (1) 各缸高压油管的压力变化波形; (2) 喷油泵凸轮轴转角与喷油器针阀升程的关系; (3) 高压油管中压力变化与针阀升程的关系; (4) 喷油器开启和关闭压力、高压油管内的残余压力和高压油管内最高瞬间压力。此外, 还可通过示波器检测喷油正时、油间隔、喷油器异常喷射故障, 进而判断供油均匀性。在各缸高压油管压力波形面积的比较过程中, 可先了解各缸供油量的一致性, 然后对供油量过小或过大的缸进行判断。
2.3 检测喷油压力波形
压力检测需要通过压力传感器实现, 压力传感器包括外卡式和串联式两种。接于高压油管与喷油器之间的传感器是串联式传感器, 卡装于高压有油管外表面的传感器是外卡式传感器。在实践中, 应当在发动机预热达到正常工作温度, 并完成示波器的调试、自校、预热后再检测喷油压力的波形。检测示波器的波形通常有四种形式, 包括多缸重叠波、多缸并列波、多缸平列波和全周期单缸波。
3 车用电控燃油喷射柴油机的诊断与维修
3.1 电喷柴油机电控系统的功能
提高柴油机的动力性能和净化排放性能是柴油机电子控制系统的主要作用。在控制系统中, 柴油机的运行状态通过各种传感器来检测, 根据检测结果, 传感器会做出相应的控制动作。柴油机的电子控制单元从各传感器获得输出的信号, 最佳燃油喷射量和喷油时间通过电子控制单元计算获得, 然后一台专门研制的喷油泵会接收到相应信号, 进而控制柴油的喷射过程。通过应用电子控制系统, 可有效减少柴油机排烟中未燃尽的碳微粒, 并大幅降低柴油机运行时的噪声和振动, 进而实现柴油机整体性能的提升。此外, 柴油机怠速工况的问题可在电子系统的控制下得到解决。
3.2 电喷柴油机喷油量的控制
柴油机的实际转速和加速踏板所处的位置是电子控制单元计算所需喷入气缸内的基本油量和比较、分析进气温度传感器、进气压力传感器、冷却水温度传感器送出信号的重要依据, 以此判断是否需要修正基本油量, 最终获得修正喷油量和补偿喷油量。另外, 柴油实际运行的最佳喷油量也能够通过这种方法准确获得。
3.3 喷油柴油机喷油正时的控制
喷油提前角控制是喷油正时的另一种名称。由于柴油喷入气缸到开始燃烧之间有一定时间间隔, 因此应当在活塞压缩冲程结束之前提前喷油, 其中, 喷油提前角就是曲轴位置与气缸中心线之间的夹角。影响发动机工作状况的重要因素就是提前角。在喷油提前角过大的情况下, 气缸温度在开始喷油时会较低, 进而延长了着火落后期, 使得发动机处于粗暴的工作状态;在喷油提前角过小的情况下, 燃烧所达到的最高压力会降低, 进而使热效率降低, 最终影响发动机的经济性和动力性。而在转速和供油量确定的情况下, 最佳喷油提前角为最大功率和最小耗油率的喷油提前角, 其本质是以发动机结构、供油量、瞬时输出功率、发动机转速为基本变量的函数。也就是说, 最佳提前角会随着供油量和转速的增加而增加。
3.4 怠速转速的控制
以电控系统中的传感器输出信号为依据, 通过电子控制单元获得柴油机最佳的怠速转速, 进而反馈控制怠速运转时的喷油时刻是柴油机怠速运行的基本过程。这样能够实现稳定的怠速运行, 最终达到最佳状态。
3.5 电喷柴油机进气节流控制
与汽油机中所使用的节气门相似, 进气节流控制通常安装于柴油机进气管道的空气流道中, 所以也被称为“进气切断阀”。通常情况下, 通过电子控制执行单元控制该进气切断阀的开度, 进而降低柴油机怠速运行或停车造成的振动影响。此外, 在柴油机喷油控制系统发生故障的情况下, 进气切断阀会通过开启部分角度, 降低空气进入量来有效控制柴油机飞车。
3.6 电喷柴油机启动预热塞的控制
启动电喷柴油机时, 为了避免冷却水温度造成的影响, 需要自动控制气缸燃烧室内预热塞的预热电波。除了缩短预热时间外, 柴油机启动后, 电热塞的表面需要保持一定的温度, 以达到稳定柴油机转速和减少排烟中未燃尽的碳颗粒的目的。
3.7 自诊断和安全保护功能
故障自诊断和安全保护是微机控制的柴油发动机的重要功能, 当系统出现故障时, 其故障指示灯就会自动点亮, 进而根据相应程序获取故障代码。例如喷油正时器位置传感器、发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、溢油位置传感器、溢油传感器、车速传感器、水温传感器、进气压力传感器等能够通过丰田车系柴油机的氧气传感器检查故障, 其中, 喷油正时控制阀、启动开关、自动变速器空挡开关、空调开关是主要的开关。微机系统在柴油机转速超过5 700 r/min或发动机调速控制失灵的条件下能够通过停止发动机运转保证设备安全。
4 结束语
本文分析了车用电控燃油喷射柴油机的故障诊断和维修方法, 但本文还存在一定局限性, 希望同行人员能够对该柴油机的检修方法予以重视, 通过正确、有效的维修检测手段保证车用电控燃油喷射柴油机的稳定运行, 进而保证车辆的运行安全。
摘要：柴油机是当前很多车辆的重要组成部分, 其安全、稳定运行直接关系到车辆的正常使用。当前, 电控燃油喷射柴油机是车辆中应用较为广泛的柴油机种类, 与传统柴油机相比, 其设备检测维修技术含量更高, 检测变得更加困难。分析了车用电控燃油喷射柴油机的故障原因, 并探讨了电喷柴油机燃料系统的检测和诊断。
关键词：电控燃油喷射柴油机,传感器,电控系统,发动机
参考文献
[1]杨忠敏.现代车用柴油机电控共轨喷射技术综述[J].柴油机设计与制造, 2005 (01) :5-6, 38.
电控燃油喷射 篇4
一、高压共轨燃油喷射系统的基本组成
高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元 (ECU) 、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成 (见图1) 。输油泵 (低压油泵) 将燃油输入高压油泵, 高压油泵将燃油加压后送入高压油轨 (高压油轨中的压力由ECU根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及预设值进行调节) , 高压油轨内的燃油经过高压油管进入喷油器;ECU根据柴油机的运行状态, 由预设程序确定合适的喷油定时和喷油量, 以控制喷油器的喷油起始时刻和持续时间, 操纵电液控制的喷油器将燃油喷入气缸内。
柴油机高压共轨燃油喷射系统的构成和工作方式与汽油机电控燃油喷射系统相似, 主要由燃油供给系统和电子控制系统两大部分组成。
1. 燃油供给系统
柴油机电控高压共轨喷油系统的燃油供给系统又分为低压供油和高压供油两部分。
1) 低压供油部分
低压供油部分的功用是向高压油泵供应足够的燃油。低压供油部分主要由燃油箱、输油泵、燃油滤清器、低压油管等部件组成 (见图1) 。
①输油泵:在高压共轨燃油喷射系统中, 目前使用的输油泵有电动滚子 (或叶片) 输油泵和机械驱动的齿轮泵两种。
电动滚子输油泵的结构和工作原理如图2所示, 它由泵油元件、电动机和连接端盖3个功能部分组成。
泵油元件为滚子泵 (容积式) , 泵出的柴油从电动机流过, 使其得到冷却。输油泵的设计泵油量大于柴油机的用油量, 在泵油元件的出口侧和吸油口之间设有限压阀, 当低压油管内的压力超过规定值时, 多余的柴油经限压阀泄回到油箱, 额定泵油压力在0.05~0.15MPa之间。
电动机为永磁式直流电动机, 电动机的供电由ECU通过继电器控制, 发动机起动时即开始工作, 其转速 (泵油量) 不受发动机转速的影响。
连接端盖上设有电气接头和低压油管接头。输油泵控制电路中设有安全电路, 可在停机时使输油泵立即停止泵油, 以保证安全。
电动输油泵的安装方式有油管安装式和油箱安装式两种。油管安装式输油泵串联在油箱与燃油滤清器之间的低压管路中;油箱安装式输油泵安装在油箱底部的专用支架上, 其总成通常还包括吸油滤网、油位传感器以及与外部连接的电气和液压接头。
齿轮输油泵由发动机通过机械装置驱动, 为了在发动机第一次起动或燃油箱放空后排除燃油系统中的空气, 需在齿轮泵或低压管路上配备手动油泵。
②燃油滤清器:燃油中的杂质可能使泵油元件、出油阀和喷油器损坏;水进入喷油系统会产生腐蚀。燃油滤清器有过滤燃油中的水分的功能, 并带有集水槽, 每隔适当的时间必须将积水放掉。有的燃油滤清器还装有自动水位报警装置, 当集水槽中的水位过高时, 报警灯会闪亮报警。
1-低压油泵2-柱塞泵切断电磁阀3-调压电磁阀4-燃油滤清器5-燃油箱6-ECU7-蓄电池8-共轨管9-共轨压力传感器10-油温传感器11-电控喷油器12-水温传感器13-曲轴位置与转速传感器14-加速踏板位置传感器15-凸轮轴位置传感器16-空气流量计17-增压传感器18-进气温度传感器19-涡轮增压器
2) 高压供油部分
高压供油部分除了设有产生高压燃油的组件外, 还设有高压燃油存储、分配和计量组件, 主要包括:带调压阀的高压油泵, 作为高压存储器的共轨管 (带有共轨压力传感器) , 限压阀和限流缓冲器、喷油器、高压油管和回油管等 (见图1) 。
1-电动机电枢2-滚子泵3-限压阀A-泵油元件B-电动机C-连接端盖
1-调压电磁阀2-出油阀3-柱塞泵切断电磁阀4-吸油阀柱塞泵腔5-柱塞腔6-柱塞7-凸轮8-驱动轴9-低压油道10-单向阀
①高压油泵:高压油泵的作用是保证柴油机在各种工况下对高压燃油的需求。由于共轨系统中燃油的喷射过程与油压的产生过程无关, 喷油正时和喷油过程不需由高压油泵凸轮来保证, 高压油泵是一个纯粹的液压泵, 常采用多作用凸轮结构, 即凸轮在360°转角范围内有多个凸起, 凸轮转动一周可使泵油单元完成多个泵油循环, 其泵油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的原则设计, 因此共轨系统的高压油泵比普通喷油系统中的高压油泵小得多, 其峰值驱动扭矩也较小, 可实现近乎连续的供油。目前, 共轨系统采用的高压油泵有径向柱塞泵和直列泵两种类型。
BOSCH公司采用3缸径向柱塞泵 (见图3) , 可产生高达135MPa的燃油压力。该高压油泵采用了多作用凸轮, 使其峰值驱动扭矩降低为传统高压油泵的1/9, 负荷也比较均匀, 降低了运行噪声。油轨压力控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的。为了减少功率损耗, 在发动机用油量较小的情况下, ECU通过柱塞泵切断电磁阀阻止吸油阀关闭的方式关断其中的一个泵油单元, 使供油量和功率消耗减少。ECU根据发动机不同工况的要求, 通过调压电磁阀对油轨中的油压进行柔性调节。
日本电装公司的ECD-U2共轨系统采用三作用凸轮直列式高压油泵。ECU通过电磁阀调节进油阀的关闭时刻来调节泵腔的有效进油量, 对泵油量进行控制, 以保持共轨内的燃油压力。这种调节方法可以使高压油泵不产生额外的泵油量和功率消耗, 但控制系统需要根据共轨油压的变化确定进油电磁阀控制脉冲的宽度, 并精确控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系, 其控制系统比较复杂。
②共轨管:共轨管又称油轨, 起蓄压作用, 并将高压燃油分配到各喷油器中, 其结构如图4所示。共轨管的容积应能满足削减高压油泵的供油压力波动和喷油器喷油引起的压力振荡, 将油轨中的压力波动控制在5MPa以下的要求, 但其容积又不能太大, 以保证有足够的压力响应速度, 以快速跟踪柴油机工况的变化。ECD-U2系统高压油泵的最大循环供油量为600mm3, 共轨管的容积为94000mm3。共轨管上还安装有压力传感器、限压阀和限流缓冲器等部件。
压力传感器用于测定高压油轨内的燃油压力, ECU根据油轨压力信号调整向调压电磁阀输出脉冲信号的占空比, 使油轨内的压力保持在规定值。
1-压力传感器2-限压阀3-限流缓冲器
限压阀的作用是, 当油轨中出现压力异常升高时 (如在135MPa系统中, 油轨内的压力超过150MPa时) , 能迅速将高压油轨中的压力放泄, 使多余的燃油经回油管流回油箱。
限流缓冲器与高压油管接头制成一体, 可以保证在喷油器高压油管出现燃油漏泄故障时, 切断向泄漏喷油器的供油, 并可在正常工作时减小共轨和高压油管中的压力波动。
由此可见, 共轨管是该系统中经过精确设计的重要部件。
③电控喷油器:电控喷油器是高压共轨燃油系统中最关键和最复杂的部件, 它通过高压油管与共轨管相连, 主要由一个喷油器和一个电磁阀构成。ECU使电磁阀通电后喷油器就开始喷油, 在一定压力下, 喷入的燃油量与电磁阀的通电时间成正比, 而与发动机或油泵的转速无关 (即采用时间控制的喷油方式) 。
BOSCH和ECD-U2的电控喷油器结构基本相似, 都是由与传统喷油器相似的喷油嘴和控制活塞、控制量孔、控制电磁阀组成。图5为电控喷油器的结构。
1-回油孔2-电气接头3-电磁阀线圈4-进油孔5-球阀6-控制室回油量孔7-控制室进油量孔8-控制室9-针阀控制柱塞10-至喷嘴的油道11-喷油嘴针阀
在系统尚未建立油压或油压很低时, 喷油嘴针阀11在其上部弹簧的压力下保持关闭状态, 以防止气缸内的压缩气体倒流进喷油器。在系统建立压力后, 进入喷油器的高压燃油分为两路:一路向下经喷油通道进入喷嘴处, 做好喷射准备;另一路经控制室进油量孔7进入控制室, 操纵针阀的启闭。在电磁阀不通电时, 电磁阀球阀5关闭控制室顶部的回油量孔6, 高压油轨的燃油压力通过量孔7作用在针阀控制柱塞9上, 使喷嘴关闭;电磁阀通电时, 量孔6被打开, 控制室内的压力迅速降低, 控制柱塞升起, 喷油器开始喷油;当电磁阀断电后, 控制室的压力迅速上升, 控制柱塞下行, 关闭喷油器, 完成一次喷油过程。
控制室和进油量孔7、回油量孔6的结构尺寸对喷油器的喷油性能影响巨大。回油量孔6与进油量孔7的流量率之差及控制室的容积决定了喷油器针阀的开启速度, 而喷油器针阀的关闭速度由进油量孔7的流量率和控制室的容积决定。进油量孔7的设计应使喷油器针阀有足够的关闭速度, 以减少喷油器喷射后期雾化不良的部分。控制柱塞上部的控制室容积太大, 针阀在喷油结束时不能实现快速断油, 使后期的燃油雾化不良;控制室容积太小, 不能给针阀提供足够的有效行程, 使喷射过程的流动阻力加大, 喷油率减小。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力, 从而决定了针阀的运动规律。通过仔细调节这两个量孔的流量系数, 可以形成理想的喷油规律。
在确定了进油量孔7、回油量孔6和控制室的结构尺寸后, 就确定了喷油器针阀完全开启的稳定的最短喷油过程, 同时也就确定了喷油器的稳定最小喷油量 (对实现预喷射和后喷射非常重要) 。
喷嘴控制着喷油率和喷油形状, 是经过精心设计和优化的。高压共轨燃油喷射系统的喷射压力非常高, 而其喷油器的喷孔截面积很小, 如BOSCH公司的喷油器, 6个喷孔的直径为"0.169mm, 在如此小的喷孔直径和如此高的喷射压力下, 燃油流动处于极端不稳定状态, 油束的喷雾锥角变大, 燃油雾化更好, 但贯穿距离变小, 因此燃烧室的结构形状、进气涡流应与之很好配合, 以确保获得最佳的燃烧过程。
对于喷油器电磁阀, 共轨系统要求它有很高的响应速度, 特别是预喷射和后喷射的采用, 要求控制电磁阀的响应时间更短。在ECU中采用高电压和大电流控制, 可以提高电磁阀的响应特性。保证喷油器很高的响应速度和理想的喷油规律, 是共轨系统的关键技术。
④高压油管:高压油管应有足够的燃油流量, 减小燃油流动时的压降, 使高压管路系统中的压力波动较小, 并能承受高压燃油的冲击作用, 且在起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量一致, 使柴油机每个喷油器有相同的喷油压力, 从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能较短, 使从共轨管到喷油器的压力损失最小。BOSCH公司的高压油管外径为Φ6mm, 内径为Φ2.4mm;日本电装公司的高压油管外径为Φ8mm, 内径为Φ3mm。
电控燃油喷射 篇5
赛欧轿车装配的C16NE型发动机采用电控多点燃油喷射系统, 发动机控制模块 (ECM) 控制各缸喷油器的通/断电, 曲轴每转动180°, 分别向喷油器1、4和2、3通电一次, 这样有利于发动机在低速和低排放水平的情况下保证燃料充分燃烧, 获得最大的转矩。
1. 电控燃油喷射系统的组成
电控燃油喷射系统的组成如图1所示, 该系统主要包括发动机控制模块、输入部分和输出部分, 其结构框图如图2所示。
2. 空燃比控制模式
(1) 起动模式:起动时的喷油量是一个固定的数值信号。
(2) 清除溢流模式:起动发动机后, 当节气门位置传感器信号高于75%时, ECM将进入清除溢流模式, 喷油量较大幅度地减少, 用来干燥火花塞, 如以4.95ms的喷油时间代替9.38ms (测量温度在86℃时) 的喷油时间。当迅速踏下加速踏板 (1%～10%/s) 时, ECM将识别为加速模式, 从而增加喷油量, 防止加速时混合气浓度不足。
(3) 蓄电池电压调整模式:当蓄电池电压过低时, ECM将进入蓄电池调整模式, 使喷油器打开的时间延长, 蓄电池电压越低, 喷油时间越长。
(4) 燃油切断模式:在发动机转速为6375r/min时ECM将切断燃油喷射。
(5) 减速切断模式:当车速高于1km/h, 发动机转速高于2700r/min, TPS信号为0%时, ECM将切断燃油喷射。在车辆停止 (0km/h) 时, 也有少量 (低于1.0ms) 的喷油。
(6) 最大负荷模式:当TPS信号为99%或更高时, ECM将进入最大负荷模式。浓的混合气并不意味着能达到高的动力, 但可以降低燃烧室的温度, 从而减少NOx的排放。
二、电控燃油喷射系统的检修
电控燃油喷射系统各部件的拧紧力矩如表1所示。维修时应注意以下事项:
(1) 只允许使用分配给车辆使用的程序存储 (PROM) 。
(2) 不要让氧传感器与燃油和硅酮接触, 也不要用汽油清洗或与之接触。
(3) 催化转换器前面的进气和排气系统发生泄漏将导致氧传感器测量错误。
(4) 蒸发系统发生泄漏会导致怠速转速不稳定。
(5) 如果喷油器有泄漏, 发动机会在点火开关关闭后继续运转。
(6) 如果发动机起动困难, 应检查燃油系统、燃油泵继电器和点火系统。
(7) 断开ECM与蓄电池的连接时, 所有存储的故障代码和“学习”的怠速转速、空燃比值将被消除。
1. 进气系统的检修
进气系统的部件包括空气滤清器、进气温度传感器 (IAT) 、节气门体、怠速空气控制阀 (IAC) 和节气门位置传感器 (TPS) 。
1) 空气滤清器的拆装
(1) 拆卸:断开蓄电池负极电缆, 拔下进气温度传感器电线插头 (如图3所示) ;拆下空气滤清器软管夹箍, 取下空气滤清器软管, 取下空气滤清器进气管;松开空气滤清器盖夹具, 取下空气滤清器盖;取出空气滤清器滤芯 (如图4所示) 和空气滤清器盒。
1-发动机警告灯2-诊断插座接头3-喷油器4-燃油压力调节器5-节气门体6-怠速空气控制阀7-节气门位置传感器8-进气温度传感器9-未用10-进气歧管压力传感器11-氧传感器12-发动机冷却液温度传感器13-空调开关14-未用15-汽油泵16-汽油泵继电器17-活性碳罐18-曲轴位置传感器19-直接点火模块20-车速传感器21-仪表板22-爆震传感器
(2) 安装:安装空气滤清器盒, 安装空气滤清器滤芯。用压缩空气从里向外清洁空气滤清器滤芯, 空气压力最大不得超过484kPa。清洁空气滤清器盒内表面 (特别提醒:当空气滤清器滤芯脏污时, 虽然不会增加燃油消耗或一氧化碳的排放, 但会导致发动机功率减小) 。安装空气滤清器盖, 安装空气滤清器进气管, 安装空气滤清器软管, 检查空气滤清器软管是否有孔洞、切口、扭结, 或可能损坏软管的摩擦点。安装空气滤清器软管夹具, 空气滤清器软管夹紧螺钉的拧紧力矩为2.5～3.5N·m。将进气温度传感器与线束连接起来。
2) 进气温度传感器的拆装
进气温度传感器用其电阻值来控制ECM的电压信号。当进气温度较低时, 传感器电阻较高, ECM针脚处的电压较高。进气温度用于喷油量、点火时刻和怠速空气量的控制。进气温度传感器插头如图5所示, 其A脚接ECM B4;B脚接ECM B2。
(1) 拆卸:断开进气温度传感器的插头, 将进气温度传感器从软管中取出。
(2) 安装:将进气温度传感器套到空气滤清器软管上, 一直插到进气温度传感器限位处 (注意:应使用锂基油脂来安装进气温度传感器, 绝不可使用矿基油脂) 。将线束插到进气温度传感器的接头上。
1-进气温度传感器插头2-空气滤清器软管3-节气门体4-空气滤清器
3) 节气门位置传感器的拆装
节气门位置传感器是一个与节气门体轴相连的电位计, 它向发动机控制模块发送节气门位置信号, ECM以此确定发动机的功率需求信息。节气门位置传感器插头如图6所示, 其A脚接ECM D8;B脚接ECM B2;C脚接ECM D5。
(1) 拆卸:将线束从节气门位置传感器接头上断开 (如图7所示) , 拆下节气门位置传感器螺栓, 然后小心地取下节气门位置传感器。
1-节气门位置传感器2-节气门体
1-锥形阀2-衬垫法兰3-后轴承4-密封环5-环状齿轮6-接头
(2) 安装:安装节气门位置传感器, 并检查阀门闩钩是否牢固地固定在传感器上。连接并拧紧节气门位置传感器螺栓, 拧紧力矩为3N·m。将导线插头插到节气门位置传感器上。
4) 怠速空气控制阀的拆装
怠速空气控制阀的结构如图8所示, 其作用是在发动机怠速运转时控制空气流量。它可以在怠速负荷变化过程中改变发动机转速, 避免发动机失速, 并同时保持低速运转。阀门位置由发动机控制模块控制, ECM根据怠速要求调节IAC阀的开度。怠速空气控制阀插头如图9所示, 其A脚接ECM A3 (IAC B HI信号) ;B脚接ECM A4 (IAC B LO信号) ;C脚接ECM A2 (IAC A LO信号) ;D脚接ECM A1 (IAC A HI信号) 。
1-节气门体
(1) 拆卸:在拆卸IAC阀接头之前, 点火开关必须关闭至少10s, 在这段时间内怠速空气控制阀返回到初始位置。将怠速空气控制阀插头从线束上断开 (如图10所示) , 拧开怠速空气控制阀螺栓并取下;小心地将怠速空气控制阀从节气门体上取下。
(2) 安装:利用一个密封环 (如果有的话) 来安装怠速空气控制阀;安装好怠速空气控制阀螺栓并拧紧, 拧紧力矩为3N·m;将线束与怠速空气控制阀的接头相连。
5) 节气门体的拆装
节气门体对进入进气歧管内的气流进行控制, 流入发动机的空气由节气门控制, 节气门与加速踏板用拉索相连。除了控制功能外, 节气门体上还有作为真空源的孔。
(1) 拆卸:将节气门拉索与节气门体凸轮和进气歧管支架脱离 (如图11所示) ;将曲轴箱强制 (正压) 通风软管和真空软管与凸轮轴罩盖断开;将活性碳罐吹洗管与节气门体断开;将节气门体加热管与节气门断开, 并用软管夹夹紧, 然后仔细清洗节气门体;断开节气门体的所有插头连接;将复位弹簧从节气门体上脱离;拧下节气门体螺母, 拆下节气门体 (如图12所示) , 并小心地拆下节气门体衬垫。
电控燃油喷射 篇6
一、柴油机燃油的喷射过程
在柴油机燃油供给系统工作时, 从柱塞经高压油管到喷油嘴的针阀构成一个连通的空间, 称为喷射系统。从柱塞开始压油到喷油嘴喷油、油管压力恢复, 是一个喷射过程。燃油的喷射过程时间很短, 压力很高, 供油量又很少, 燃料的可压缩性不可忽视, 例如燃油压力升高到303.975×105Pa时, 柴油体积缩小1.2%~1.5%, 压力下降时, 柴油就会膨胀。柴油在高速流动中也要表现出摩擦阻力和运动惯性。
喷油泵柱塞压缩燃油, 压力将以声速从柱塞端向针阀端传播, 这是一种压力波。在压力还不足以打开针阀时, 压力波又反射回来成为反射波, 反射波到达柱塞端又与新的压力波叠加, 再向针阀端传播。在压力高于针阀开启压力时, 针阀升起, 燃油高速喷入气缸。燃油向喷油嘴流动时, 系统中流动速度的变化是一种速度波。由于压力波和速度波的传播和反射, 再加上燃油的可压缩性、运动惯性和摩擦阻力, 使系统中各处的压力与流速是不同的、随时变化的。
柴油机燃油的喷射过程有时被称为三个阶段, 即喷油 (始点) 延迟阶段、主要喷油阶段和自由膨胀阶段 (或渗漏阶段) 。
二、影响喷射过程的几个因素
1. 喷射延迟
喷射过程的喷油始点延迟于供油始点, 这是由于从油泵供油到针阀开启, 压力波在油管中传播需要时间, 针阀升起也有延迟。当供油速度加大、油管较短、油管剩余压力较高和针阀开启压力较小的情况, 延迟就会缩短;但当转速升高时, 喷射延迟将延长。一般柴油机在安装调整时检验的是供油提前角, 而喷油延迟可以达到10°左右 (曲轴转角) , 所以还必须通过发动机台架试验才能判断提前角是否合适。
2. 喷油规律
喷油规律是喷射过程中油泵凸轮每度的喷油量随凸轮转角 (或曲轴转角) 的变化关系d (Δg) /dφ=f (φ) (Δg—气缸中累积的喷油量;φ—曲轴转角) 。在喷油规律曲线上, 反映出喷油过程的起止点和过程中的喷油速率变化 (凸轮单位转角喷油量的变化) 。为避免速燃期压力增长率过高, 要适当控制前一段的喷油量, 在中间一段应该加速喷入, 喷油最后应该尽快结束, 以求不渗漏滴油。喷射延续也不应太长以免增加过后燃烧。
3. 供油速度特性
喷油泵供油量随油泵转速的变化关系为供油速度特性, 随油泵调节供油量的方法不同, 特性的历程也不同。一般柱塞式喷油泵的速度特性曲线是随着转速升高, 进油孔处和回油孔处的节流作用加强了, 使得实际的供油始点提前、供油终点延后, 因而供油延续加大, 供油量加多。
供油速度特性极大影响到柴油机速度特性的扭矩曲线和转速是否稳定, 因而往往采用校正装置和调速器来补救。
4. 剩余压力
在喷射过程终了出油阀减压凸缘使高压油管压力降到剩余压力, 剩余压力一般在几十个大气压以下。随着转速和负荷加大, 喷射系统的最高压力和平均压力也将增大, 而出油阀的减压作用是一定的, 所以就使剩余压力变大。如果出油阀减压凸缘磨损, 减压作用变小, 剩余压力增高, 就会使二次喷射和喷油嘴渗漏的可能性加大;如果减压作用过大, 使剩余压力过低, 则会使喷射延迟加大, 低负荷和怠速时可能发生不规则喷射, 所以也是不好的。
5. 喷油嘴特性
电控燃油喷射 篇7
这与传统的化油器燃油供给系统相比, 由于原理上全然不同, 因而结构上也大相径庭。所以在分析故障与进行维修时, 与常规方法有很大不同。
1 电子控制燃油喷射系统的常见故障
(1) 电子控制单元工作虽较为可靠, 一般不易出现问题, 但对于老车 (行驶里程达16万km以上) 却难免会产生故障。如某集成块损坏, 电喷单元固定脚螺栓松动, 某电子元件焊脚接头松脱, 以及电容元件失效等, 都可能造成发动机难启动或不能启动, 热车反而难以启动等现象。出现这些问题, 一般应送到该车型特约维修部门进行测试和维修。实在无条件时, 可用类比方法, 在运行正常的同型号车上互换元器件后进行效果比较。
(2) 插接件连接故障。电子喷射系统的电路引线有很多插接件, 常因为长期使用而老化, 或由于多次拆卸造成接头松动或接触不良, 造成发动机工作不稳定, 时好时坏。
(3) 传感器产生故障。传感器虽结构不尽相同, 但大致有以下几种形式:热敏电阻式、真空压力式和机械传动式等, 因传感器的零件损坏, 如弹片弹性失效、真空膜片破损、回位弹簧断裂或脱落, 都将不能及时、准确地反映发动机工况, 从而使得电子控制系统失控或控制不正常, 发动机工作不协调, 甚至不能工作。
(4) 管道密封不严。如胶管老化造成漏气、管口破裂或卡子未卡紧、混合气过稀, 从而使发动机启动困难或怠速不良、运转无力等。
(5) 电子燃油喷射系统的汽油雾化, 类似于柴油机的高压喷油器喷油雾化情况。不过这种汽油喷嘴是由一组电磁线圈、吸铁开关、喷针阀和座组成, 针阀开启时就喷油雾化。针阀的开启是由电子控制单元产生的电脉冲控制的, 有时候会因为电磁线圈工作不良或喷油嘴卡死, 造成某缸汽油雾化不良或不雾化 (滴油状) , 从而造成某缸工作不良或不能工作。
(6) 电子控制汽油喷射装置也有启动加浓装置, 但它只在启动时起作用, 启动加浓吸铁线圈在启动时打开针阀, 启动后应关闭针阀。它的工作好坏, 将直接影响着发动机的启动性能。如有一辆车, 老是不易启动, 但若启动着火后, 发动机运转正常。后来查明, 原来是启动加浓装置不起作用, 更换一只新的启动加浓阀后, 不易启动的现象消除。
(7) 气流传感器是关键传感元件, 它若有故障会引起发动机工作不正常。一是触点在碳膜镀层上频繁滑动, 逐渐磨出沟槽, 久而久之, 电阻值发生变化而使检测信号不准确。二是在传感器轴上装有预紧度可调的弹簧发条, 如果调整不当或弹力变差, 会使供油量发生变化和加油滞后, 造成发动机加速不良。
(8) 系统内的汽油压力调节器虽不可调整, 但却不可因此而忽略汽油的油路压力。有一台发动机修理后忘记接上真空小软胶管, 由此影响了回油量, 从而使喷油嘴两端的压力差发生了变化, 造成发动机转速加不起来。如果压力调节器内的膜片损坏, 也会产生类似故障, 这种故障一般也只能用类比法来帮助判断。
(9) 因气流传感器上的微动开关 (触点) 拆装不当或其他原因 (系统中的燃油泵受气流传感器的控制) , 使杠杆动作延迟, 造成输油泵不泵油或出油不足。此故障可在启动发动机时拆下汽油滤清器进油接头, 通过观察接头油流情况判断输油泵是否泵油。
(10) 空气滤清器若发生阻塞, 会造成混合气过浓;若汽油滤清器堵塞会造成混合气过稀。这两种情况都会导致发动机启动困难、转速不稳与运转无力。这与传统化油器供油系统的故障现象相似。
2 几种最常见故障的诊断程序
(1) 启动困难。首先检查启动加浓喷嘴是否工作, 引线插头是否松脱, 启动加浓阀是否卡死。若通电时能听到“嗒”的响声, 说明启动加浓阀基本正常, 否则为卡死。若启动加浓喷嘴无问题后还不能启动着火, 则应检查电动输油泵与气流传感器, 如都无问题, 则可能是油泵供油量不足或压力不够, 如两者经检查均无问题, 则应检查节流阀开关及点火线路等。
(2) 发动机通过拖车牵引可以顺利发动, 但用启动机驱动却不能启动着火。出现这种情况, 可先按上述“启动困难”一项进行检查, 若均无问题, 则应检查气温传感器和热控开关, 若仍不能启动, 则检查电动输油泵控制电路及输油管路。若因电动输油泵供油较迟所致, 可调整杠杆的角度予以解决。
(3) 发动机失速。首先检查辅助空气装置是否工作不良。冷车时, 阀门孔应与辅助气道相通;热车时, 则应在弹簧作用下关闭。若此装置无问题, 再检查电子控制单元输入输出插件是否工作不良, 启动加浓阀能否在热车时关闭, 最后再检查温度传感器是否工作正常。
(4) 发动机怠速粗暴或喘振。应先检查各喷油阀的电路连接是否良好, 然后检查油阀是否能触发, 处理太靠近高压线的控制信号线。检查各进气软胶管接头及真空软管有无破损与漏气处, 若有则应予以密封。
(5) 高速性能差。在打开节流阀时, 检查节流阀开关位置是否合适对中 (打开壳盖) , 再用压力表接在供油管道上测试供油压力 (该压力应为1 471 k Pa) 。过低时, 应更换汽油压力调节器。如压力正常, 再检查喷油嘴触发系统功能是否失调, 检查各传感器并清查导线与插接件, 若传感器有问题则应予更换。
位置式分配泵电控柴油喷射技术 篇8
1 柴油机电控燃油喷射系统的优点
1) 机械控制喷射系统的基本控制信息是柴油机转速和加速踏板位置, 而电控燃油喷射系统则通过许多传感器检测柴油机的运行状态和环境条件, 由ECU计算出适应柴油机运行状况的控制量, 由喷油器实施, 控制精确、灵敏。在需要扩大控制功能时, 只需改变ECU的存储软件, 即可实现综合控制。
2) 机械控制喷射系统由于设定错误和磨损等原因, 使喷油时刻产生误差;电控燃油喷射系统则根据曲轴位置的基本信号进行再检查, 不存在产生失调的可能性。
3) 电控燃油喷射系统通过改换输入装置的程序和数据可改变控制特性, 一种喷射系统可用于多种柴油机, 而不需要机械加工, 新产品开发周期缩短, 成本降低。
2 分配泵供油技术
分配泵靠柱塞 (分配转子) 的转动实现泵油和燃油分配, 其典型结构为轴缩式分配泵 (VE型分配泵) , 主要由驱动机构、滑片式输油泵、喷油提前器等组成, 见图1。滑片式输油泵由凸轮盘、滚轮机构、柱塞、柱塞套筒和油量控制滑套等组成。驱动机构旋转, 带动凸轮盘旋转, 柱塞在同步旋转的同时沿轴向左右移动。当凸峰转过时, 回位弹簧使凸轮盘与柱塞左移, 进油通道与柱塞前端轴向槽连通, 柱塞分配孔与出油阀通道隔离, 柱塞卸油孔被油量控制滑套封死。随着柱塞的左移, 压缩容积增大而产生真空度, 柴油在真空作用下, 经泵体进油道、进油阀、柱塞轴向槽进入压油室, 完成供油过程。当凸轮盘端面上的凸峰与滚轮相抵靠时, 凸轮盘和柱塞向右移动, 柱塞轴向槽与泵体进油道隔离, 柱塞卸油孔仍封死, 柱塞分配孔与出油阀通道相通, 随着柱塞的右移, 压缩容积减小, 油压升高。当油压超过出油阀弹簧弹力时, 出油阀开启, 向喷油器送入高压油, 完成泵油过程。
分配泵供油量通过调速器调节油量控制滑套的位置控制, 供油时刻通过喷油提前器控制。当发动机转速增加时, 喷油提前器使凸轮盘相对滚轮逆转某一角度, 使凸峰提前与滚轮抵靠, 实现供油提前。
1.高压阀, 2.驱动轴, 3.滑片式输油泵, 4.驱动齿轮, 5.喷油提前器, 6.凸轮盘, 7.油量控制滑套, 8.回位弹簧, 9.柱塞, 10.出油阀, 11.柱塞套筒, 12.断油阀, 13.张力杠杆, 14.溢流节流孔, 15.停车手柄, 16.调速弹簧, 17.调速手柄, 18.调速套筒, 19.飞锤
3位置式电控分配泵控制技术
3.1结构特点
位置式电控分配泵在VE型分配泵的基础上, 在油量控制机构和喷油时刻的控制机构上进行改动, 去除原机械式调速机构, 增设转速传感器、控制油量滑套位置的线性比例电磁阀、油量控制滑套位置传感器、定时控制阀、喷射定时器位置传感器等, 见图2, 其结构特点、供油和泵油原理与VE型分配泵基本相同。
1.线性比例电磁阀, 2.转速传感器, 3.定时器位置传感器, 4.定时控制阀, 5.滑套位置传感器
ECU控制线性比例电磁阀两个线圈反向信号的占空比控制流经线圈电流的大小, 由此控制电磁阀磁场强弱, 可动铁心在磁场力和回位弹簧力的作用下保持轴向位置。当流经线圈的电流变化时, 原磁场力和弹簧力的平衡状态被破坏, 铁心沿轴向移动到新位置, 并带动油量控制滑套的控制杆移动, 由此调整喷油量。可动铁心前端的油量控制滑套位置传感器用于测量油量控制滑套位置, 并将信息送至ECU, 与储存在ROM中的目标值进行对比, 实现反馈控制, 使实际滑套位置尽可能接近目标值。
喷油定时器位置传感器通过供油提前角自动调节机构喷油提前器的柱塞位移检测驱动滚轮的旋转角, 由此确定该工况的供油时刻, 并将信息传至ECU;定时控制阀设在柱塞的压油室进口处, 以控制低压油的输入。
3.2喷射时间控制
喷射时间控制系统主要由定时器位置传感器、ECU、定时柱塞、回位弹簧、定时控制阀、转子等组成, 见图3。定时柱塞将柱塞室分为吸油室和压力室 (泵室) , 定时控制阀设在压力室入口处, 控制压力室内的油压大小。当压力室内的油压发生变化时, 定时柱塞的位置改变, 通过传动杆带动转子偏转, 由此调节喷射时间。定时器位置传感器检测定时柱塞的位移变化, 进行定时柱塞位置的反馈控制。定时控制阀采用比例电磁阀, 调节来自滑片式输油泵输送的低压油进入柱塞压力室, 以控制其油压。ECU根据发动机转速和负荷信息判断发动机运行工况, 确定该工况的目标喷射时间, 并与实际喷射时间进行比较, 确定反馈控制量, 由此确定控制定时控制阀的占空比, 实现喷射时间的反馈控制。
1.油箱, 2.定时器位置传感器, 3.弹簧, 4.定时控制阀, 5.电源, 6.压力室, 7.柱塞, 8.滚轮, 9.溢出阀, 10.调节阀, 11.吸油室
3.3喷油量控制
位置式电控分配泵的喷射量控制原理见图4。ECU根据发动机的运转条件, 计算该工况的目标滑套位置, 与来自滑套位置传感器的实际滑套位置进行比较, 确定控制量, 并通过驱动电路, 根据ECU的指令反馈控制流经线性比例电磁阀线圈的信号占空比, 控制铁心的位移, 将油量控制滑套位置控制在目标值上, 实现最佳喷油量控制。
1.油量控制滑套, 2.平面凸轮, 3.柱塞, 4.线圈, 5.回位弹簧, 6.滑套位置传感器, 7.喷油器
4结束语
分配泵体积小、质量轻、成本低、使用方便, 但只能满足简单的供油特性和供油时刻变化特性。为此, 在分配泵的基础上采用电子控制技术, 提高其供油特性和控制精度, 以适应日趋严格的节能与排放法规的要求。采用分配泵电控技术, 根据喷射量、喷射时间的控制方式不同, 有位置式控制和时间式控制两种。位置控制型电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比, 控制精度和响应速度都有所提高。将机械控制柴油喷射系统改造为位置控制型电控系统时, 柴油机的结构无需改动, 但系统控制频率低, 喷油压力和喷油规律不能独立控制。
参考文献
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