电喷发动机燃油供给系统及喷油器测试.pdf

试验与研究 电喷发动机燃油供给系统及喷油器测试 西安交通大学 秦传江 摘要 主要论述了电喷发动机燃油供给系统及喷油器的工作过程和测试方法 并对喷油器的控制波形作了具体的分 析 为实施电喷发动机燃油供给系统及喷油器维修提供了参考 关键词 燃油供给系统 喷油器 测试 波形分析 电喷发动机是一台复杂的机器 当发动机发生故障 时 表现的形式是多样的 有机械部分 也有电控部分 其中电控汽油喷射系统出现的故障为常见故障 在对该 系统进行故障检查和判断时 主要需要通过对电喷发动 机的燃油供给系统及喷油器作测试 通过测试过程中表 现的现象和表现的结果来确认故障 1 电喷发动机燃油供给系统的组成 电喷发动机燃油供给系统由油箱 电动汽油泵 蓄 压器 滤清器 压力调节器 喷油器组成 其功能是通过电动汽油泵将汽油从油箱内吸出 经 过加压 稳压 滤清后 经喷油器按发动机各工况所需要 的压力将燃油喷入进气管 电喷发动机的燃油供给系统可分为单点喷射系统 TDI 和多点喷射系统 PFI 2 电喷发动机燃油供给系统的测试 1 在系统的管路上安装好油压表 2 通过发动机起动或利用跨线连接让汽油泵运转 3 测试汽油泵运转后管路油压 读取并记录汽油泵工作后管路油压 拔掉压力调节器上的真空管 再读取管路油压值 该值应比原压力值高 2 6 kPa 若压力没有升高则表示压力调节器工作不良 4 测试汽油泵的最大供油压力 读取并记录管路油压 夹住压力调节器上的回油管 再读取管路油压值 该值应比原压力值高2 3 倍 若压力没升高 2 3 倍 则表明汽油泵工作不良 5 系统压力调节器阻塞状况测试 当系统压力调节器阻塞无法回油将会出现如下情况 发动机在怠速运行中 抖动严重 最后导致熄火 管路油压表指示的值会逐渐减小 若将油路中的油放掉少量 发动机反而运行正 常 油压表指示值反而会升高 6 喷油嘴平衡测试 将点火开关置于 OFF 并在管路中接上油压表 拆下所有喷油嘴的控制线头 将点火开关置于 ON 并使电动机工作 15 s 时隔 30 s 后 观察系统油压 若油压下降则将回 油管夹住 再观察油压表读数 若油压不下降 则表明压 力调节器漏油 若油压继续下降 则表明汽油泵或者喷 油嘴严重漏油 3 喷油器 3 1 结构 喷油驱动器的结构如图 1 所示 3 2 作用 喷油器根据发动机 ECU 电子控制单元 的控制信 号向进气管内喷射雾化汽油 ECU 输出的信号用于控 45 2003 年第 5 期 试验与研究 制喷油驱动器 喷油器喷油量的大小由喷油驱动器的通 电时间长短来决定 图 1 1 滤网 2 电接头 3 磁化线圈 4 回位弹簧 5 衔铁 6 针阀 7 轴针 8 密封圈 3 3 安装位置 多点喷油器安装在进气门附近 单点喷油器安装在 节气门体位置 3 4 喷油器的工作过程 ECU 根据发动机运行状况和车辆运行状况来发出 控制喷油器的输出信号 首先使信号接地来接通喷油器 信号 这时波形电压由 20 V 左右降低到 0 V 然后电控 单元断开喷油电路 电磁场会发生突变 在喷油器线圈 上产生一个峰值之后波形恢复到 20 V 左右 3 5 接线方式 一般为两线式 若外壳接地 则只有一根信号线 3 6 测试方法 1 起动发动机 在 2500 r min 转速下保持 2 3 min 观察喷油器信号波形 2 在进气管中加入丙烷 使混合气变浓 观察喷油 时间会变短 3 造成真空泄漏 使混合气变稀 观察喷油时间会 变长 4 喷油时间由短变长 在 0 25 ms 到 0 5 ms 的范 围内变化 5 通常在怠速时喷油时间为 1 6 ms 冷起动或节 气门全开时为 6 35 s 3 7 故障分析 若喷油器波形没有按预定变化 可能有如下原因 电控喷射系统工作在开环状态 氧传感器有故障 喷油电路有故障 3 8 波形分析 喷油器的信号正常波形如图 2 所示 其波形中每一 个部分所表示的意义如下 图 2 喷油嘴未动作之前的信号 喷油嘴控制器导通 基极电压在 1V 以上 开始 喷油 喷油嘴因控制器导通 使喷油嘴线圈流入 4 A 的电流产生最大磁力 将喷油嘴全开 提供给发动机所 需要的基本喷油量 该时间约为 0 8 1 1 ms 影响该 段的喷油时间 主要有起动信号和发动机水温信号 基本喷油量供给结束 喷油嘴控制器的基极电压 降到 0 6 V 以下 此时喷油器线圈产生的感应电压约 为 35 V 虽然基本喷油量结束 但增浓补偿量控制信号立 刻接通 提供给控制器基极约 0 7 0 9 V 的电压 使 46 汽车研究与开发 试验与研究 控制器处于半开状态 此时 约有 1 A 电流流经喷油嘴 线圈产生磁场 继续维持喷油嘴打开 以持续供油 该时 间在怠速约 1 2 2 5 ms 之间 该增浓时间会依据发 动机各个传感器信号 执行供油修正 增浓补偿供油结束 但喷油嘴线圈自感应产生另 一个峰值电压 约 30 V 该信号使喷射时间在怠速时 持续 1 2 ms 以上 该值随发动机负荷的大小而变化 上接第 11 页 弹簧悬架的底盘 选用的空气弹簧主要集中于 Conti T ECH 和 Firestone 两家公司的产品 空气弹簧悬架系 统的供货商主要有 Holley Neway SAF BPW 等 空 气悬架与整车的匹配问题在国内一直没有得到有效解 决 主要依赖国外厂商 4 空气悬架需要解决的问题及发展趋势 综上所述 空气悬架可以提高车辆乘坐舒适性 行 驶平顺性和操纵稳定性 可以减少车辆关键承载零部件 的破坏以及车辆特别是重型载货车对路面的破坏 它必 将在重型载货车 豪华轿车 大客车以及特殊用途车辆 如救护车 上得到广泛应用 因此 目前在我国应加强 空气弹簧基本理论研究 以掌握有自主知识产权的关键 技术 应继续对空气悬架关键部件的设计 制造技术进 行探讨与创新 应对空气悬架与整车匹配技术进行深入 研究 因为空气弹簧和辅助的导向机构构成了较为复杂 的悬架系统 它的结构形式与尺寸等如何与整车进行匹 配在我国还是一个急待解决的问题 此外 空气悬架自诞生起不断发展完善 随着现代 科技的进步与人们要求的不断提高 空气悬架必将迎来 新的发展 可以预见 空气悬架将会呈现下面的发展趋势 1 空气弹簧的小型化 因为空气弹簧悬架小汽车和 普通螺旋弹簧小汽车用的是同样大小的底盘 空气弹簧 要能适应螺旋弹簧大小的装配空间 就必须小型化 物 理规律决定了载荷不变较小的有效面积就会对应较大 的空气压力 目标就是要设计出能承受 1 MPa 压力的 橡胶膜 2 空气弹簧刚度多级甚至无级可调 目前已经有刚 度两级或三级可调的空气弹簧 为了适应车辆复杂的行 驶工况 笔者认为其刚度应该有更多级供选择 或者连 续可调 3 空气悬架控制的智能化 由于车身高度控制及车 身姿态控制可在很大程度上提高车辆整车性能 而且空 气悬架在结构上保证了车高及姿态控制的方便实现 因 此结合一定的控制算法对空气悬架进行电子控制将成 为未来发展的必然趋势 参 考 文 献 1 朱德库 空气弹簧及其控制系统 山东 山东科学技术出版 社 1989 2 张英会 弹簧手册 北京 机械工业出版社 1997 3 喻凡等 汽车空气悬架的现状及发展趋势 汽车技术 2001 8 4 王忠会 凌志 LS400 半主动悬架的减振特性及电控机理分 析 西安公路交通大学学报 1999 4 5 丁良旭 等 空气弹簧悬挂特性计算机模拟 中国公路学报 1997 1 6 赵轶才 陶家念 汽车悬挂用空气弹簧的设计研究 汽车运 输 1992 3 7 Jack Gieck Riding on Air a history of air suspension SAE Inc 1999 8 Katsuya T oyofuku Chuuji Yamada Toshiharu Kagawa Toshinori Fujita Study on dynamic characteristic analysis of air spring with auxiliary chamber JSAE Review20 1999 349 355 9 马越 吴诰圭 吴湘燕 空气悬挂大客车振动传递特性 暨南 大学学报 自然科学版 1996 5 10 皇甫鉴 等