电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析.docx

电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析.docx

《电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析

电控燃油喷射系统常见故障及诊断分析

摘要

电控燃油喷射系统（EFI）的历史最早可以追溯到上世纪60年代末70年代初。

而在80年代初，美国汽车制造商开始广泛采用电子燃油喷射系统。

目前，EFI系统已经成为几乎所有轿车及轻型卡车的全球性标准配置。

本文简述了电控汽油机的发展状况、工作原理、构成、分类及优点，针对其易出故障部位着重介绍了燃油供给系统，通过了解各主要元件的结构、功用和原理对燃油系常见故障成因进行深入分析，并提出具体的检查方法和维修手段，能够很好解决一些实际应用中常见的问题。

关键词：

电控燃油喷射系统；燃油供给系统；喷油器；喷油泵；燃油压力调节器

1前言

从20世纪六七十年代以来，欧洲、美国、日本一些著名汽车公司都相继开发研制电控燃油喷射系统，而在80年代初，美国汽车制造商开始广泛采用电子燃油喷射系统。

电控燃油喷射系统能实现混合气空燃比的高精度控制，使发动机在各种工况下空燃比达到较佳值、在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而实现提高功率、降低油耗和减少排气污染等功效。

本文较系统的阐述了电控燃油喷射系统的发展史、优点、工作原理以及构成、分类，针对其易出故障部位着重介绍了燃油供给系统，通过了解各主要元件的结构、功用和原理对燃油系常见故障成因进行深入分析，并提出具体的检查方法和维修手段，能够很好解决一些实际应用中常见的问题。

2电控燃油喷射系统的概述

2.1电控燃油喷射系统的发展史

20世纪30年代用于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K型）。

20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式汽油喷射系统（KE型）。

20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统（EFI）。

电控燃油喷射技术经历了晶体管、集成电路、和微机处理三大发展进程。

2.2电控燃油喷射系统的优点

（1）高精度控制空燃比，在任何工况下使发动机空燃比达到最佳值；

（2）保证混合气的燃烧完全，降低油耗和减少排气污染；

（3）能够减速断油，所以可以减少燃油消耗；

（4）进气阻力较小；

（5）发动机冷启动容易，暖机性能较好。

2.3电控燃油喷射系统的分类

（1）按喷油器数目分类

多点喷射（MPI）  单点喷射（SPI）

（2）按喷射控制方式不同分

间歇喷射  连续喷射

（3）按燃油喷射部位分类

 进气道喷射式        缸内喷射式 

（4）按空气流量测量方式分

速度密度控制（D）型  质量流量控制（L）型  节流速度控制型

（5）按喷射时序分类

同时喷射分组喷射顺序喷射

（6）按有无信号分类

开环控制系统（无氧传感器）  闭环控制系统（有氧传感器）

3电控燃油喷射系统的组成及其工作原理

3.1空气供给系统

系统功用：

提供必需的空气形成可燃混合气，并测量进入气缸的空气量。

系统组成：

空气滤清器、空气流量计（进气压力传感器）、节气门体、进气总管和进气歧管、怠速控制装置等。

工作原理如图3-1所示。

L型

D型

图3-1进气系统原理图

3.2燃油供给系统

系统组成：

如图3-2所示。

图3-2电控汽油机燃油系统构成图

1-燃油箱；2-燃油泵；3-燃油滤清器；4-回油管；5-压力调节器；6-各缸进气歧管；

7-喷油器；8-输油管；9-进气总管；10-冷起动喷油器；11-脉动阻尼器

系统功用：

根据ECU指令供给各气缸混合气燃烧需要的喷油量

系统工作原理：

电动燃油泵将燃油从油箱内吸出，经燃油滤清器过滤后，由压力调节器调整油压，通过油管输送给喷油器，喷油器根据ECU发出指令向进气管喷油。

燃油泵供给的多余燃油经回油管流回油箱。

工作原理如图3-3所示。

图3-3燃油供给系统工作原理图

3.2.1电动燃油泵

（1）功用：

给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。

（2）类型：

1）按安装位置不同分为：

内装式——安装在油箱内部，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏，有利于输送燃油优点。

外装式——串接在油箱外部的输油管路中，易布置，安装自由大，噪声大，易产生气泡形成气阻。

2）按电动燃油泵的结构不同分为：

涡轮式，滚柱式，转子式和叶片式。

（3）结构及原理

1）涡轮式电动燃油泵

结构：

涡轮式电动汽油泵属内装泵，主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。

原理：

油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。

由于进油室的燃油不断减少，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶开出油阀从出油口输出。

出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动。

如图3-4所示。

（a）结构图             （b）工作原理

图3-4涡轮式电动燃油泵图

1—前轴承；2—电动机定子；3—后轴承；4—出油阀；5—出油口；

6—卸压阀；7—电动机转子；8—叶轮；9—进油口；10—泵壳体；11—叶片

2）滚柱式电动燃油泵

结构：

如图3-5所示。

图3-5滚柱式电动燃油泵结构图

1-安全阀；2-滚柱泵；3-驱动电动机；4-止回阀；5-进油口；6-出油口

原理：

装有滚柱的转子与泵体之间偏心安装。

转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体的内表面。

相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。

在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出汽油。

如图3-6所示。

图3-6滚柱式电动燃油泵工作原理图

1-泵体；2-滚柱；3-轴；4-转子

3.2.2燃油滤清器

功用：

滤清燃油中的氧化铁、粉尘等固体杂质，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。

一般采用纸质滤心，每行驶4万左右或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。

3.2.3脉动阻尼器

（1）功用：

在喷油器喷油时，在输油管道内会产生燃油压力脉动,脉动阻尼器的作用是使燃油压力脉动衰减以减弱输送管中压力脉动传递和降低噪音。

（2）结构及原理

结构：

由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。

如图3-7。

图3-7燃油脉动阻尼器的结构图

1-燃油接头；2-固定螺钉；3-膜片；4-压力弹簧；5-壳体；6-调节螺钉

原理：

发动机工作时，燃油经过脉动阻尼器膜片下方进入输油管，当燃油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积稍有增大或减小，从而起到稳定燃油系统压力的作用。

3.2.4压力调节器

（1）功用：

使燃油压力相对于大气压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。

以使ECU能以控制喷油时间的长短来控制喷油量。

（2）结构与原理

结构：

主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成。

如图3-8所示。

图3-8燃油压力调节器结构图

1-弹簧室；2-弹簧；3-膜片；4-壳体；5-阀；6-燃烧室

原理：

发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。

当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降；反之，进气管内气体压力升高时，燃油的压力也升高。

3.2.5喷油器

（1）功用：

喷油器的作用是根据ECU提供的电信号，控制燃料喷射。

（2）喷油器的结构、安装与分类。

结构如图3-9所示。

图3-9电磁喷油器结构图

1-滤网；2-电接头；3-磁化线；4-回位弹簧；5-衔铁；6-针阀；7-轴针；8-密封圈

安装：

SPI系统的喷油器位于节气门体空气入口处；MPI系统的喷油器通过绝缘垫圈安装在各进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管路固定。

分类：

按用途分为SPI用和MPI用；按燃料的送入位置可分为上部给料式和下部给料式；按喷口形式分为孔式和轴针式；按电磁线圈阻值可分为低阻式和高阻式。

（3）工作原理

ECU的喷油控制信号将喷油器与电源回路接通时，电磁线圈通电并在周围产生磁场，吸引衔铁移动，而衔铁与针阀一体，因此克服弹簧张力而打开，燃油即开始喷射。

当ECU将电路切断时，吸力消失，弹簧使针阀关闭，喷射停止。

如图3-10所示。

喷油量的多少取决于针阀行程、喷口截面积及喷射环境压力与燃料压力的压差和喷油时间。

当前述各因素确定时，喷油量就取决于针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间。

图3-10喷油器工作原理图

（4）驱动方式

喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。

电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷油器。

如图3-11所示。

图3-11喷油器驱动方式

（a）电流驱动      （b）电压驱动（低阻值）   （c）电压驱动（高阻值）

3.2.6冷起动喷油器与热限时开关

（1）功用：

冷起动喷油器安装在进气总管上，其功用由热时限开关控制冷启动喷油器的喷油时间，在发动机低温起动时进行控制，以改善发动机的低温起动性能。

（2）结构与工作原理

结构：

如图3-12所示

图3-12冷起动喷油器图

1-旋流式喷嘴；2-喷射管道；3-柱塞阀；4-电磁线圈；

5-电接头；6-供油口与滤网；7-弹簧；8-阀座

原理：

冷起动喷油器是在发动机低温起动时，向进气管道附加地喷人一定量的汽油，以利于冷机起动。

当点火开关和热限时开关均接通时，冷起动喷油器电磁线圈通电，将阀门吸起。

汽油通过旋流式喷嘴喷出旋转的雾状的汽油到进气管道内，加浓混合气。

由于冷起动喷油器装在进气总管上，不可避免地影响了冷起动时对各缸供油的均匀性，因此，现在已有一些车上取消了冷起动喷油器。

冷起动喷油器的喷油任务由各缸的喷油器完成。

3.2.7燃油分配管

功用：

把燃油均匀地分配到各个喷油器中，且同时保持对各个喷油器有相同的燃油压力。

分配管还起着贮油的作用，分配管的容积相对于每循环的喷油量来说应足够大，这样可避免管中燃油压力有波动，使分配至各个喷油器的燃油压力相等。

同时分配管也可使喷油器的安装固定简单。

3.3电子控制系统

功能：

根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。

该系统由传感器、电控单元（ECU）和执行器三部分组成。

工作原理：

将系统中各种传感器在发动机工作时的空气流量、发动机转速、进气温度、进气压力、冷却液温度、排气中氧的含量等转换成电信号，然后将电信号输入ECU（电子控制装置），ECU通过这些信号计算出喷油器的通电时刻及喷油量，在低压下（250~350KPa）将燃油以雾状喷入进气总管与空气形成混合气进入气缸燃烧，从而使发动机与催化转化器在最佳情况工作。

如图3-13所示。

图3-13电子控制系统原理图

4电控燃油喷射系统的几种常见故障及诊断分析

4.1燃油供给系统的检测诊断

4.1.1油压表的安装

（1）先将燃油系统卸压。

（2）拆下蓄电池负极搭铁线。

（3）拆除冷起动喷油器油管接头螺栓（拆除螺栓时，要用一块棉布包住油管接头，以防汽油喷溅），将油压表和油管一起安装在冷起动喷油器油管接头上，如图所示。

油压表也可以安装在汽油滤清器油管接头。

（4）擦干溅出的燃油。

（5）重新装上蓄电池负极搭铁线。

如图4-1所示。

图4-1油压表的安装图

（a）安装在冷起动喷油器上     （b）安装在滤清器油管上

4.1.2检测油压

燃油压力的检查内容包括静态油压、保持油压和动态油压三项。

检查时，蓄电池电压应不低于12V。

（1）静态油压的检测方法：

启动发动机使之怠速运转，或采用一跨接导线将电动燃油泵的两个检测孔短接，打开点火开关