1、活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标知识目标1.能简述低压燃油供给系统组成、元件安装位置；2.能描述低压燃油系统各元件功能；3.能绘制高压燃油系统油液传递路径；4.能解释高压燃油系统元件工作原理和检查方法。能力目标1.能检测油泵电动机的性能；2.能检测燃油液位传感器的性能；3.能检测油轨压力传感器的性能；4.能检测喷油器的性能。1.1 低压燃油系统的组成与工作原理1.1.1低压燃油系统的整体布置 电子控制汽油喷射系统中的燃油供给系统是由汽油箱、主副燃油泵、汽油滤清器、炭罐等组成，如图4-1所示。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-1 低压燃油系统的组成1-加油口盖;2-加油管;3-炭罐;4-主
2、燃油泵;5-副燃油泵;6-滤清器;7-燃油箱地板下燃油管路;8-燃油箱固定带;9-地板下燃油管路总成;10-燃油箱隔热板 1.1 低压燃油系统的组成与工作原理1.1.2低压燃油的供给原理 发动机工作时，电动汽油泵把汽油从油箱中泵送出去，经汽油滤清器除去杂质和水分后，供入高压油泵，如图4-2所示。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-2 低压燃油的供给过程 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.1电动燃油泵的结构与工作原理 1.2.1.1电动燃油泵的作用 电动燃油泵（图4-3）安装在油箱内，将燃油从油箱输送到发动机，并提供足够的燃油压力和燃油。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-3 电动
3、燃油泵 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.1电动燃油泵的结构与工作原理 1.2.1.2电动燃油泵的构造 电动燃油泵由电动机、涡轮泵、止回阀、限压阀及滤网等组成，如图4-4所示。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-4 电动燃油泵 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.1电动燃油泵的结构与工作原理 1.2.1.3电动燃油泵的工作原理 电动机驱动油泵运转时，涡轮泵转子圆周槽内的燃油随转子一起高速旋转，在离心力作用下，使燃油出口处油压增高，同时在进口处产生一定的真空，从而使燃油从进口被吸入并经止回阀泵向出口。设置止回阀可使发动机熄火后油路内燃油仍保持一定压力，减少气阻现象，使发动机能
4、正常热起动。这种电动汽油泵的优点是：运转噪声小、出油压力脉动小、转子无磨损、使用寿命长。电动汽油泵中的油泵和电动机都是浸在汽油中。在泵油过程中，燃油不断穿过油泵和电动机，油泵本身及电动机中的线圈、电刷、轴承等部位都靠燃油来润滑和冷却。由此，要绝对禁止在无油的情况下运转电动汽油泵，以免烧坏电动汽油泵。1、低压燃油系统的结构与工作原理 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.2燃油液位传感器的结构与工作原理 1.2.2.1燃油液位传感器的作用 燃油液位传感器（图4-5）集成在燃油泵总成内，其作用是测量油箱中的燃油量并把结果显示在仪表板上。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-5 燃油液位传感器
5、 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.2燃油液位传感器的结构与工作原理 1.2.2.2燃油液位传感器的工作原理 如图4-6所示，油箱内浮于汽油上面的浮子随油面高度上下移动，带动滑臂簧片在电阻串表面左右滑动，改变了电阻串的输出到仪表板的电阻，据此推测油箱内的汽油量。1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-6 燃油液位传感器的工作原理图 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.3炭罐的作用与工作原理 1.2.3.1炭罐的作用 炭罐是一个安装在汽油箱和发动机之间，用来减少因燃油蒸发排放造成空气污染并同时增加燃油效率的装置。1.2.3.2炭罐的工作原理 如图4-7所示，当发动机关闭时，车用活
6、性炭罐开始吸收从油箱挥发出的油蒸气，并牢牢锁定在炭罐内的活性炭微孔中，防止油蒸气散发到大气中。发动机正常工作时，由ECM控制清污阀打开，吸附在炭罐内的油蒸气作为燃料因进气歧管真空吸入进气歧管并输送到发动机燃烧室。1、低压燃油系统的结构与工作原理 1.2 低压燃油系统的结构与工作原理1.2.3炭罐的作用与工作原理 1.2.3.2炭罐的工作原理 1、低压燃油系统的结构与工作原理图4-7 炭罐的工作原理 高压喷油系统可以说是直喷发动机最关键的系统，与以前油气在进气歧管内混合，然后被负压吸入发动机不同，直喷发动机是用高压喷油嘴将燃油喷入汽缸，由于汽缸内压力已经很大，因此需要喷油系统具备更大的压力。2.
7、1 高压燃油系统的组成 高压燃油系统主要由高压油轨、高压油泵和喷油器三个部件组成，如图4-8所示。高压油泵则主要负责燃油的加压，高压油轨主要起均衡各喷油嘴喷射压力的作用，而最终的喷油任务则由喷油嘴来执行。此外，还有多个传感器提供燃油压力等信息，确保整个系统的高效率。ECM采集发动机数据，按照预定程序控制喷油时机和喷油量，从而实现最高燃烧效率。高压油泵通常是由凸轮轴驱动，在高压油泵上还集成了电子油轨压力调节器（FRP），它是一个由ECM控制的电磁阀，ECM以脉冲宽度调制的方式控制油压调节器，油压调节器控制着高压燃油泵的进口阀，从而控制燃油压力。2、高压燃油系统的结构与工作原理 2.1 高压燃油系
8、统的组成 2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-8 高压燃油系统组成 2.2 高压油泵的结构与工作原理2.2.1高压油泵的作用 高压油泵（图4-9）是燃油加压的关键环节，在低压油泵将燃油送到高压油泵之后，高压油泵可以将汽油加压到10MPa以上的压力（这是普通汽油泵压力的3040倍），并将其送入油轨。经过油泵加压之后，汽油进入高压油轨，在高压油轨稳定压力后，由于油轨和燃烧室之间存在压力差，高压油泵动作之后汽油即喷入汽缸内。根据发动机负载的需要，油泵的压力可在314MPa之间任意调节。2、高压燃油系统的结构与工作原理 2.2 高压油泵的结构与工作原理2.2.1高压油泵的作用 2、高压燃油系统的结构
9、与工作原理图4-9 高压油泵结构1-固定螺栓;2-低压端接头;3-卡箍;4-低压油管;5-高压端接头;6-高压管;7-固定支架;8-圆柱挺柱;9-隔音环;10-柱塞和弹簧;11-燃油压力调节阀N276 2.2 高压油泵的结构与工作原理2.2.2高压油泵的工作原理 2.2.2.1进油行程 如图4-10所示，燃油压力调节阀N276在整个进油行程中由发动机控制单元控制，产生的电磁场，克服弹簧力将进油阀门打开。此时，油泵柱塞在复位弹簧的作用下向下运动，导致在泵腔里的压力下降，燃油从低压端流入泵腔。2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-10 进油行程示意图 2.2 高压油泵的结构与工作原理2.2.2高压
10、油泵的工作原理 2.2.2.2回油行程 如图4-11所示，为了让供油量符合实际需求，当泵活塞上行的时候，进油阀仍然处于打开状态。泵活塞将多余的燃油压回低压端，由此而产生的压力波动会被集成在泵内的缓压器和进油管内节流阀吸收。2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-11 回油行程 2.2 高压油泵的结构与工作原理2.2.2高压油泵的工作原理 2.2.2.3泵油行程 如图4-12所示，从泵油行程开始，燃油压力调节阀处于断电状态。泵内升高的压力和阀门弹簧的力会关闭进油阀。泵活塞上行时，在泵腔内产生压力，当压力超过油轨的内压力时，出油阀就被打开，燃油被泵入油轨。2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-12
11、泵油行程示意图 2.3 喷油器的结构与工作原理2.3.1喷油器的作用 喷油器根据ECM的指令，在规定的时间内喷射燃油，并使其雾化。由于发动机的油、气的混合空间、时间都相当短暂，因此缸内直喷系统必须依靠高压将燃油从喷油器压入汽缸，以达到高度雾化的效果，从而更好地进行油气混合。2、高压燃油系统的结构与工作原理 2.3 喷油器的结构与工作原理2.3.2喷油器的结构与工作原理 2.3.2.1喷油器的结构 喷油器的结构如图4-13所示，喷油器由喷嘴、控制机构和油路3部分组成。2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-13 高压喷油器结构示意图1-带过滤器的燃油进口;2-连接插头;3-弹簧;4-电磁线圈;5-
12、针阀壳体;6-针阀;7-喷嘴针阀;8-喷口 2.3 喷油器的结构与工作原理2.3.2喷油器的结构与工作原理 2.3.2.1喷油器的结构 多孔（一般为6孔）高压喷嘴的结构，可在节气门全开时或在预热催化转化器阶段的双喷射过程中，避免油束覆盖整个活塞顶部，混合气更为合适，大大降低了碳氢化合物的排放。当发动机冷却时更少的燃油混入发动机机油中。多点喷射式发动机喷油嘴的控制电压由蓄电池供给，电压为12V。缸内直喷式发动机的喷油器由控制单元增压控制，电压为65V。允许最高12A的电流，允许最低2.6A的电流。2、高压燃油系统的结构与工作原理 2.3 喷油器的结构与工作原理2.3.2喷油器的结构与工作原理 2
13、.3.2.2喷油器的工作原理（1）当喷油器不工作时，针阀在复位弹簧的作用下紧紧压在阀座上，防止滴油。（2）当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，克服复位弹簧弹力和阀的重力吸动衔铁上移，衔铁带动针阀从其座面上升，喷油口打开，燃油喷出。（3）当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，复位弹簧使针阀迅速关闭，喷油器停止喷油。2、高压燃油系统的结构与工作原理 2.3 喷油器的结构与工作原理2.3.2喷油器的结构与工作原理 2.3.2.3缸内直喷形式 现代喷油器不再将喷油器安装于进气管道，而是将喷油器直接安装于汽缸内（图4-14），将燃油直接喷入汽缸内与进气混合，喷射压力也进一步提高。其作用是使燃油雾化更加细致，真正实
14、现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个汽缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。2、高压燃油系统的结构与工作原理图4-14 缸内直喷 3.1 电动燃油泵的检修3.1.1电动燃油泵的控制电路 以上汽MG GS 2.0TGI为例。MG GS 2.0TGI发动机低压燃油泵的电路图如图4-15所示，BY029-1是燃油泵的供电线，BY029-2是燃油泵的搭铁线。BY029-3和BY029-4输出油位信号给ECM。3、燃油供给系统的检修图4-15 MG GS 2.0TGI发动
15、机低压燃油泵的电路图BY029-1-油泵继电器供电电源；BY029-2-油泵电动机搭铁；BY029-3-油位传感器“+”；BY029-4-油位传感器“-”3.1 电动燃油泵的检修3.1.2燃油泵电阻测量（图4-16）燃油泵电阻测量如图4-16所示。燃油泵的主要故障是油泵电动机不转，检修时用万用表测量BY029-1和BY029-2的电阻。如果，主燃油泵电动机的电阻值为0.72，则电动机正常；若电阻值为，则电动机断路；若电阻值太大，则电动机接触不良，应检查接线柱的接触情况。3、燃油供给系统的检修图4-16 燃油泵电阻测量 3.2 燃油液位传感器的检修3.2.1燃油液位传感器的控制电路 燃油液位传感
16、器的控制电路如图4-17所示，其中，BY029-3是左侧油位传感器输出信号线的正极，BY029-4是左侧油位传感器输出信号线的负极，BY100-3是右侧油位传感器输出信号线的正极，BY100-4是右侧油位传感器输出信号线的负极（只有四驱车型才有右侧传感器）。燃油液位传感器根据液位的变化，输出不同电压信号到驾驶室仪表板，油量指示表据此判断油箱内的油量状态。3、燃油供给系统的检修 3.2 燃油液位传感器的检修3.2.1燃油液位传感器的控制电路 3、燃油供给系统的检修图4-17 燃油液位传感器的控制电路 3.2 燃油液位传感器的检修3.2.2燃油液位传感器输出信号的检测 分别测量主副燃油泵在油位最低
17、（浮子最低）位置和油位最高（浮子最高）位置时油位传感器的输出电阻。检测时，用万用表的红黑表棒分别接触BY029-3和BY029-4（图4-18），摆动浮子在最低和最高位置，测量两位置状态时的电阻，并与标准值对比。MG GS 2.0TGI发动机低压燃油泵的标准数值是：主燃油泵液位传感器在油位最低时电阻值为208.44；在油位最高时电阻值为40.39。副燃油泵液位传感器在油位最低时电阻值为190.7；副燃油泵液位传感器在油位最高时电阻值为40.77。测量数值偏离会使得油量表的显示产生误差，偏离太多应更换燃油液位传感器。3、燃油供给系统的检修 3.2 燃油液位传感器的检修3.2.2燃油液位传感器输出
18、信号的检测 3、燃油供给系统的检修图4-18 燃油液位传感器输出信号的检测 3.3 油轨压力传感器检测3.3.1油轨压力传感器概述 油轨压力传感器安装于燃油导轨上（图4-19），它根据油轨中压力对压电晶体电阻值的变化来测量油轨中的压力，并将油轨的压力以电压形式发送给ECM。油轨压力传感器是ECM控制喷油量的基础信号，它的准确与否影响ECM对供油量的控制，进而影响混合气浓度控制。3、燃油供给系统的检修图4-19 油轨压力传感器 3.3 油轨压力传感器检测3.3.2油轨压力传感器控制电路图 油轨压力传感器控制电路如图4-20所示，其中EM014-1是ECM提供的搭铁；EM014-2是油轨压力传感器
19、给ECM的输出信号，EM014-3是ECM提供给油轨压力传感器的5V参考电压。3、燃油供给系统的检修图4-20 油轨压力传感器控制电路 3.3 油轨压力传感器检测3.3.3油轨压力传感器的检修 用示波器在线检测EM014-2和EM014-1端，当测量到的电压信号如下状态表示正常，反之，则需要更换油轨压力传感器。（1）点火开关打开时，油轨压力传感器信号电压为1.27V。（2）发动机怠速运转时，油轨压力传感器信号电压为1.47V，油压比点火开关打开时高，说明当燃油压力变高时信号电压变高。（3）拔下高压油泵插头时，油轨压力传感器信号电压为0.59V。3、燃油供给系统的检修 3.4 喷油器的检测3.4
20、.1低压喷油器的检测 3.4.1.1低压喷油器的控制电路 喷油器的正极连接蓄电池正极，负极由发动机ECU控制搭铁（图4-21），需要喷油器喷油时，给三极管的B级提供高的电位，使三极管导通，进而使喷油器的负极搭铁，电磁线圈通电后产生磁力，吸起针阀喷油。3、燃油供给系统的检修图4-21 低压喷油器的控制电路 3.4 喷油器的检测3.4.1低压喷油器的检测 3.4.1.2喷油器的性能测试 喷油器的性能测试如图4-22所示。3、燃油供给系统的检修图4-22 喷油器的性能测试 3.4 喷油器的检测3.4.1低压喷油器的检测 3.4.1.2喷油器的性能测试（1）供电电压测试。用万用表测试喷油器正接线柱与搭
21、铁间的电压，应该为蓄电池电压，如果电压过低，则影响蓄电池驱动，应检查供电电路接触情况。（2）喷油器电阻检查。断开喷油器插头，测量喷油器正负极的电阻，一般低电阻型的电阻为23，高电阻型的电阻为1316，如电阻过大应该更换。（3）喷油波形检查（图4-23）。用示波器的正表棒接喷油器的正极，用示波器的负表棒接喷油器的负极，恰当调节示波器的横坐标至每小格为1ms；纵坐标至每小格为20V，得到如图4-24所示的喷油波形。波形显示，喷油器不工作时的电压为12V；120V的下跳沿表示喷油器电磁线圈搭铁导通；在0V的持续时间表示喷油器的打开时间（4ms）；波形的最高点表示喷油器断电时产生的反向感应电压。3、燃
22、油供给系统的检修 3.4 喷油器的检测3.4.1低压喷油器的检测 3.4.1.2喷油器的性能测试（3）喷油波形检查（图4-23）。3、燃油供给系统的检修图4-23 喷油波形检查方法 3.4 喷油器的检测3.4.1低压喷油器的检测 3.4.1.2喷油器的性能测试（3）喷油波形检查（图4-23）。3、燃油供给系统的检修图4-24 喷油波形图 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.1高压喷油器的控制电路 缸内直喷发动机的喷油器因为压力很高，需要较高的驱动电压，所以，都是由发动机ECM通过增压电容器直接驱动的（图4-25），EM005-1是ECM提供的电源线；EM005-2是
23、喷油器通过ECM提供的搭铁线。3、燃油供给系统的检修 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.1高压喷油器的控制电路 3、燃油供给系统的检修图4-25 高压喷油器的控制电路 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.2高压喷油器的检测（1）测量波形。发动机怠速运转时，用示波器B通道接EM005-1，用示波器A通道接EM005-2，理想状态应得到如图4-26所示的蓝色的波形。3、燃油供给系统的检修图4-26 高压喷油器的波形图 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.2高压喷油器的检测（1）测量波形。红色波形代表ECM的控制波
24、形，蓝色波形代表喷油器的工作波形。未工作时，ECM没有供电，电压为0V。开始喷油时，ECM控制各个带65V电压增压电容器给喷油器提供65V高压，此阶段，电容器通过喷油器放电，允许初始喷油器打开。喷油阶段。之后喷油器在12V下保持开启。喷油结束后，ECM供电中断，喷油器（见图4-26所示蓝色波形）产生感应电压，关闭喷油器。3、燃油供给系统的检修 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.2高压喷油器的检测（2）喷油器控制性能测试（图4-27）。不管哪种喷油器都可以采用试灯法测试喷油器的控制性能。方法：将发光二极管串联大于330电阻，拔下喷油器连接器，将试灯接在连接器插头上，运转发动机，试灯应连续闪烁，表示发动机对喷油器的控制良好。3、燃油供给系统的检修 3.4 喷油器的检测3.4.2高压喷油器的性能测试 3.4.2.2高压喷油器的检测（2）喷油器控制性能测试（图4-27）。3、燃油供给系统的检修图4-27 喷油器控制性能测试
