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基于L3G缸内直喷发动机高压燃油控制系统的研究与维修
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2018-09-10 08:25:25



    摘要:L3G缸内直喷1.5L发动机是上汽通用汽车最新引入的小排量高性能动力产品,该发动机高压燃油控制系统的核心部件主要包括高压油泵及燃油压力调节阀、高压燃油压力传感器、高压燃油导轨和喷油器。研究各部件及控制电路的工作原理是完成该发动机高压燃油控制系统维修的基础。

    0 引言
    汽油机缸内直喷技术是将汽油供给压力升高到至5.15 MPa、通过喷油器直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。这样喷射压力进一步提高,燃油雾化更加细致,真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合。各大汽车生产厂家均推出了自己的缸内直喷技术及发动机,如大众FSI (Fuel Stratified Injection)燃油分层喷射、通用SIDI (Spark Ignition DirecTInjection)火花点燃直接喷射技术、三菱GDI (Gasoline DirecTInjection)汽油直接喷射技术等。

    1 高压燃油控制系统核心部件工作原理
    高压油泵及燃油压力调节阀、高压燃油压力传感器、高压燃油导轨和喷油器是缸内直喷高压燃油控制系统的3大核心部件。
    1.1高压油泵及燃油压力调节阀
    高压油泵的功能是根据发动机工况,将电动燃油泵提供的燃油压力升高至规定范围内,最高可达15 MPa。高压油泵一般为单活塞高压泵,一般安装在发动机凸轮轴附近,由凸轮轴驱动。同时,高压油泵内部安装有高压燃油压力调节阀,其功能是根据发动机转速及负荷不同,将油压调整在5-15 MPa之间,以保证发动机在各种工况下均高效运转。
    1.2高压燃油压力传感器
    缸内直喷发动机燃油系统一般配有2个燃油压力传感器,一个是低压油路燃油压力传感器,位于底盘燃油管上。低压燃油压力传感器检测燃油管中的燃油压力,向发动机控制单元提供一个燃油压力信号,用于提供“闭环”燃油压力控制,属于低压燃油供给系统,在此不赘述。另一个是高压燃油压力传感器,也称为燃油导轨压力传感器,安装在高压油轨上,能测量高达20 MPa的压力。该传感器的原理是内部有一个钢膜,在钢膜上镀有应变电阻。压力作用到钢膜的一侧时,由于钢膜弯曲,就引起应变电阻的阻值变化,压力升高时电阻降低,于是信号电压升高,由此来检测高压燃油压力。
    1.3高压燃油导轨和喷油器
    高压燃油导轨也称为高压燃油分配管,其功能是将一定的燃油压力分配到高压喷油器,并且提供足够大的容积来补偿压力波动。燃油分配管是高压储存器,也是喷油器、燃油压力传感器、压力限制阀的安装架以及高/低压系统之间的连接部分。高压喷油器的结构与工作原理与普通汽油机喷油器类似,只不过高压喷油器的工作条件、环境更加苛刻,其结构与制造工艺更加精密。其功能是将精确计量的燃油直接喷入燃烧室的特定区域中雾化,以便形成所需要的均匀可燃混合气。

    2 高压燃油控制系统核心部件电路分析
    掌握高压燃油控制系统核心部件电路控制原理,熟悉各部件线束端子的作用,是完成该控制系统检修的基础。
    2.1高压燃油压力调节阀电路分析
    高压燃油压力调节阀是由发动机控制单元控制的电磁阀,常见为12 VA永宽调制(PWM)信号控制。通用L3G发动机高压燃油压力调节阀安装在高压油泵G18内,通过2根导线与发动机控制单元K20相连接。线束端子1为低电平控制信号,端子2为高电平控制信号。
    2.2高压燃油压力传感器电路分析
    高压燃油压力传感器一般通过3根导线与发动机控制单元相连接。通用L3G发动机高压燃油压力传感器B47B使用美国汽车工程师协会(SAE) J2716单缘半字节传输(SENT)协议,将燃油压力和温度信息通过串行数据进行传输。燃油导轨压力传感器内部微处理器可以在一个3线传感器上实现4个独立信号输出。发动机控制单元K20为燃油导轨压力传感器提供一个5.0 V参考电压电路、一个低电平参考电压电路和一个异步信号/串行数据电路。线束端子1为低电平参考电压,端子2为传感器信号,端子3为5.0 V参考电压。

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