現代缸內直噴汽油機的燃油系統及維修

缸內直噴汽油機己被各大汽車制造商普遍采用_尤其是大眾汽車公司近兩年在國內銷售的新車己大部分采用TSI發動機_即渦輪增壓缸內直噴汽油機.國內各汽車雜志都曾詳盡地介紹過缸內直噴汽油機燃油系統的結構和工作原理_但由於此項技術發展很快_那些文章上很多內容己不符合當前實際.本文以大眾TSI發動機和通用SIDI發動機為例介紹目前實際裝車用的缸內直噴汽油機的燃油系統結構、工作原理特點和維修注意事項.目前實際裝車用的缸內直噴汽油機的低壓燃油系統和高壓燃油系統都采用按需調節燃油系統_參見圖1.所用的缸內直接噴射都取消了“分層”充氣工作模式(壓縮行程噴射、稀混合汽)_只有“均質”一種模式(進氣行程噴射、λ=1的混合汽).這樣可以不使用昂貴、且易損壞的存儲型氮氧化物催化轉化器_也能使排放達標.

一、低壓燃油系統

1.低壓燃油系統結構

與傳統的進氣道燃油噴射系統相比_其低壓油路增加了燃油泵門控開關、燃油低壓壓力傳感器G410、油泵控制單元J538.燃油低壓壓力傳感器采用傳統三線式壓力傳感器.

燃油泵門控開關能使打開駕駛員側車門時燃油泵即開始工作_車門開關信號被送至發動機控制單元_燃油泵被觸發2s.燃油泵提前工作是為了迅速建立高壓以縮短啟動時間.

有些汽車還具有碰撞燃油切斷裝置_它是通過燃油泵繼電器斷開燃油泵.

2.按需調節低壓油路

低壓油路在發動機工作時僅保持0.4MPa油壓_以節電.在易汽阻狀態則使油壓保持在0.5MPa.然而_發動機工作時燃油消耗是不固定的_因此燃油低壓壓力傳感器時刻將燃油壓力信號發送發動機控制單元_發動機控制單元根據此信號向燃油泵控制單元發送一個有20Hz頻率的脈沖寬度調制信號. 燃油泵控制單元根據這個指令_為電動燃油泵送去的脈沖寬度調制電流_形成閉環控制.換言之_此時燃油泵上的電壓不是12V_而是由脈沖寬度調制電流產生的較低的有效電壓.即燃油泵轉速是受控可變的_不需要燃油壓力調節器_輸出油壓也保持在0.4MPa.應注意_圖1中燃油泵上的回油管不是用於低壓燃油系統的_它是僅用於高壓燃油系統的.低壓燃油系統都采用無回油式的.

二、高壓燃油系統

1.高壓油路系統結構

第二代高壓泵高壓油路系統如圖2所示_它由高壓泵、燃油壓力調節閥、燃油壓力傳感器、燃油分配管、噴油器、壓力限制閥及低壓回油燃油管等組成.

1.       按需調節高壓油路

第二代和第三代高壓燃油系統結構和工作原理相近_都是采用按需調節高壓油路.目前常用的是第三代高壓燃油系統.由於發動機在不同工況時對噴射壓力是不同_在4～10MPa.例如大眾Tiguan怠速時噴射壓力是4MPa_高速時噴射壓力是9MPa.因為按需調節的高壓油路壓力_燃油分配管中的油壓始終處於最佳壓力.燃油分配管處裝有高壓燃油壓力傳感器G247.此傳感器時刻向發動機控制單元發送一個當前的壓力信號. 這樣_發動機控制單元就在高壓油泵的每次泵油過程中_提前或錯後地控制著燃油壓力調節閥_使高壓油泵的泵油量時而小一點、時而大一點_從而使燃油分配管中的油壓始終處於發動機控制單元要求的壓力.如果因為高壓油泵等出故障使而高壓油路中油壓大於14MPa(有些車型更高或更低些)_圖1中燃油分配管上的壓力限止閥開啟而洩壓_以防壓力過高.圖3中第三代高壓油路系統中壓力限止閥(限壓閥)集成在高壓油泵中(參見圖9)_因此省去了燃油分配管至燃油泵的回油管.這是目前最常用的結構.

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