云南省汽車(chē)修理技師培訓(xùn)：燃油供給系統(tǒng)——電動(dòng)汽油泵
一、電動(dòng)汽油泵的作用
電動(dòng)汽油泵從油箱吸入汽油，并連續(xù)不斷地將燃油通過(guò)汽油泵升壓后通過(guò)噴油器供給發(fā)動(dòng)機(jī)。一般燃油噴射系統(tǒng)的燃油壓力為250kPa。
二、電動(dòng)汽油泵的構(gòu)造和工作原理
電動(dòng)汽油泵是由永磁直流電動(dòng)機(jī)、油泵蓋等組成。
永磁直流電動(dòng)機(jī)和泵體裝在同一室中，周?chē)䴘M油，以保證有良好的散熱性和較高的動(dòng)力輸出，同時(shí)在泵和電動(dòng)機(jī)之間也設(shè)有復(fù)雜的密封；油泵蓋中裝有電氣連接件、單向閥、壓力端油路的連接件等。
燃油泵泵體類型有多種，現(xiàn)就常有用的滾柱式燃油泵(圖2-2-3)說(shuō)明其工作原理：此種泵的偏心轉(zhuǎn)子上裝有若干滾柱，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱在離心力的作用下，壓貼在殼的內(nèi)表面，在相臨的兩個(gè)滾柱之間形成多個(gè)油室，一部分油室的容積不斷增大，成為吸油室；而另一部分的油室的容積不斷減小，成為出油室，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，燃油流經(jīng)電動(dòng)機(jī)從油泵蓋的壓力端流出。
保護(hù)燃油輸送管路用的安全閥的作用是防止在工作中，排出口下游因某些原因出現(xiàn)堵塞時(shí)，發(fā)生管路破損和燃料漏泄事故。泵工作時(shí)，當(dāng)排出口出現(xiàn)堵塞，工作壓力上升到450kPa左右時(shí)，安全閥打開(kāi)，高壓汽油與泵的吸入側(cè)連通，汽油在泵和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)，這樣可以防止燃油壓力的上升不高于設(shè)定燃油壓力。
保持殘余壓力用的單向閥是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、電動(dòng)汽油泵剛剛停止壓送燃油時(shí)，單向閥立即關(guān)閉，以保持泵和壓力調(diào)節(jié)器之間的燃油具有一定壓力，稱為殘余壓力。一般說(shuō)來(lái)，汽油一遇高溫就要產(chǎn)生蒸氣。汽油蒸氣會(huì)引起電動(dòng)汽油泵及噴油器的工作性能下降，其結(jié)果會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫情況下不易啟動(dòng)。設(shè)置單向閥可以維持燃油輸送管路內(nèi)具有一定壓力，以便在高溫情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)變得容易。
三、燃油壓力脈動(dòng)減振器
由于滾柱式電動(dòng)汽油泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的燃油就要產(chǎn)生與滾柱數(shù)目對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的壓力脈動(dòng)，燃油壓力脈動(dòng)減振器是使燃油壓力脈動(dòng)衰減，以減弱燃油輸送管道中的壓力脈動(dòng)傳遞，降低噪聲。
圖2-2-4為燃油壓力脈動(dòng)減振器結(jié)構(gòu)，為了使壓力脈動(dòng)衰減，采用了膜片和彈簧組成的緩沖裝置。在減振器內(nèi)部由膜片分隔開(kāi)成空氣室(上部)和燃油室(下部),在空氣室內(nèi)有彈簧壓在膜片上，使膜片產(chǎn)生向下的力。當(dāng)油路中油壓不穩(wěn)時(shí)，不穩(wěn)的油壓作用于膜片上，由膜片再傳給彈簧而吸收掉這部分力，使油壓變得平穩(wěn)。圖2-2-5是安裝燃油壓力脈動(dòng)減振器前后燃油壓力對(duì)比，不裝燃油壓力脈動(dòng)減振器時(shí)，電動(dòng)汽油泵出口處的壓力脈動(dòng)約為15kPa,安裝然油壓力脈動(dòng)減振器后，壓力脈動(dòng)可以降低到2kPa以下。
四、電動(dòng)汽油泵的控制電路
1.由ECU控制的燃油泵控制電路
當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)與啟動(dòng)端子ST接通，油泵繼電器線圈L₂通電，繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，燃油泵通電工作；同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(Ne),使ECU內(nèi)開(kāi)關(guān)三極管VT導(dǎo)通，繼電器線圈L,通電，保證了繼電器觸點(diǎn)只要在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下總是閉合的，從而使油泵連續(xù)不斷地工作。若ECU一旦接收到發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)(即沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)Ne輸入),其內(nèi)部開(kāi)關(guān)三極管VT截止，繼電器線圈L₁斷電，觸點(diǎn)斷開(kāi)，油泵停止工作。
2.可控轉(zhuǎn)速的燃油泵控制電路
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷大小信號(hào)對(duì)油泵控制繼電器進(jìn)行控制。在低速、中小負(fù)荷工作時(shí)，ECU根據(jù)此信號(hào)控制其內(nèi)部開(kāi)關(guān)三極管導(dǎo)通，油泵控制繼電器線圈通電。油泵控制繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)B閉合，電阻器串人油泵電路中，使油泵兩端電壓下降，油泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)。在高速大負(fù)荷工作時(shí)，ECU根據(jù)此信號(hào)控制其內(nèi)部開(kāi)關(guān)三極管截止，使油泵控制繼電器線圈失電，其常閉觸點(diǎn)A接通，此時(shí)油泵電機(jī)直接與電源相通，油泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.專用油泵ECU控制電路
油泵ECU通過(guò)控制加到油泵電動(dòng)機(jī)上的不同電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)油泵轉(zhuǎn)速的控制。發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)、高速和大負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU向油泵ECU的FPC端輸人一高電位信號(hào)，此時(shí)油泵ECU的FP端提供較高電壓，油泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速和小負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU向油泵ECU的FPC端輸入一個(gè)低電位信號(hào)，此時(shí)油泵ECU的FP端向油泵提供較低電壓，使油泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)。
若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于最低轉(zhuǎn)速時(shí)，油泵ECU斷開(kāi)油泵電路，使油泵停止工作，以達(dá)到節(jié)油目的。圖中DI信號(hào)線為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU對(duì)油泵ECU的故障診斷信號(hào)線。
4.發(fā)動(dòng)機(jī)ECU直接控制油泵工作電壓的控制電路
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)燃油消耗量，需要的燃油量和供油裝置的溫度等信號(hào)，通過(guò)其內(nèi)部的控制電路IC來(lái)控制功率三極管VT工作在高頻的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，控制A點(diǎn)的平均壓降值，從而使油泵獲得合適的工作電壓。圖中二極管VD起到續(xù)流作用，當(dāng)功率三極管VT在截止瞬間，油泵電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管VD構(gòu)成回路，消除了過(guò)電壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的危害。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU直接控制油泵工作電壓的控制電路使油泵在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下，所獲得的電壓特性。
