(完整版)现代缸内直喷汽油机的燃油系统及维修

2021年2月13日发(作者：大一新生)

现代缸内直喷汽油机的燃油系统及维修

缸内直 喷汽油机己被各大汽车制造商普遍采用，

尤其是大众汽车公司近两年在国

内销售的新车己大部分采用

TSI

发动机，即涡轮增压 缸内直喷汽油机。国内各汽车杂

志都曾详尽地介绍过缸内直喷汽油机燃油系统的结构和工 作原理，

但由于此项技术发

展很快，

那 些文章上很多内容己不符合当前实际。

本文以大众

TSI

发动机和通用

SIDI

发动机为例介绍目前实 际装车用的缸内直喷汽油机的燃油系统结

构、工作原理特点和维修注意事项。

目前实际装车用的缸内直喷汽油机的低压燃油系统和高压燃油系统都采用按需调节

燃油系 统，参见图

1

。所用的缸内直接喷射都取消了“分层”充气工作 模式

(

压缩行程

喷射、稀混合汽

)

，只有“均质”一种模式

(

进气行程喷射、λ

=1

的混合汽

)

。这样可

以不使用昂贵、且易损坏的存储型氮氧化物催化转 化器，也能使排放达标。

一、低压燃油系统

1.

低压燃油系统结构

与传统的进气道燃油喷射系统相比，其低压油路增加了燃油泵门控开关、燃油低压压

< br>力传感器

G410

、油泵控制单元

J538

。

燃油低压压力传感器采用传统三线式压力传感器。

< p>
燃油泵门控开关能使打开驾驶员侧车门时燃油泵即开始工作，

车门开关信号 被送至发

动机控制单元，

燃油泵被触发

2s

。

燃油泵提前工作是为了迅速建立高压以缩短启动时

间。

有些汽车还具有碰撞燃油切断装置，它 是通过燃油泵继电器断开燃油泵。

2.

按需调节低压油路

低压油路在发动机工作时仅保持

0.4MPa

油压， 以节电。在易汽阻状态则使油压保持

在

0.5MPa

< p>
。然而，发动机工作时燃油消耗是不固定的，因此燃油低压压力传感器时

刻 将燃油压力信号发送发动机控制单元，

发动机控制单元根据此信号向燃油泵控制单

元发送一个有

20Hz

频率的脉冲宽度调制信 号。

燃油泵控制单元根据这个指令，为电

动燃油泵送去的脉冲宽度调制电流，形成闭环控制。换言之，此时燃油泵上的电压不

是

12V

，而是由脉冲宽度调制电流产生的较低的有效电压。即 燃油泵转速是受控可变

的，不需要燃油压力调节器，输出油压也保持在

< br>0.4MPa

。

应注意，图< /p>

1

中燃油泵上的回油管不是用于低压燃油系统的，它是仅用于高压 燃油系

统的。低压燃油系统都采用无回油式的

二、高压燃油系统

1.

高压油路系统结构

第二代高压泵高压油路系统如图

2

所示，它由高压泵 、燃油压力调节阀、燃油压力传

感器、燃油分配管、喷油器、压力限制阀及低压回油燃油 管等组成。

2.

按需调节高压油路

第二代和第三代高压燃油系统结构和工作原理相近，都是采用按需调节高压油路。目

< br>前常用的是第三代高压燃油系统。

由于发动机在不同工 况时对喷射压力是不同，在

4

～

10M Pa

。例如大众

Tiguan

怠速时< /p>

喷射压力是

4MPa

，高速时喷射压力是

9MPa

。因为按需调节的高压油路压力，燃油

分配管中的油压始终处于最佳压力。

燃油分配管处装 有高压燃油压力传感器

G247

。此传感器时刻向发动机控制单 元发送

一个当前的压力信号。

这样，

发动机控制单元就在高压油泵的每次泵油过程中，

提前

或错后地控制着燃油压力调节

阀，使高压油泵 的泵油量时而小一点、时而大一点，从而使燃油分配管中的油压始终

处于发动机控制单元 要求的压力。

如果因为高压油泵等出故障使而高压油路中油压 大于

14MPa(

有些车型更高或更低

些

)

，图

1

中 燃油分配管上的压力限止阀开启而泄压，以防压力过高。

图< /p>

3

中第三代高压油路系统中压力限止阀

(

限压阀

)

集成在高压油泵中

< p>
(

参见图

9)

，

因此

省去了燃油分配管至燃油泵的回油管。这是目前最常用的结构。

3.

喷油器

< /p>

目前喷油

器都采用

6

孔喷油器，如图

4

所示，其内部结构与传统喷油器相似。喷 油器上六个精

细的机械孔，可以喷射出圆锥形的雾状燃油，这种结构可在节气门全开或在 预热催化

转化器阶段的二次喷射过程中，避免油束覆盖整个活塞顶部，可大大降低了碳氢 化合

物的排放。当发动机冷机时更少的燃油混入发动机机油中。

发动机控制单元控制喷

油器的电压为

6 5V

，控制单元内部有

DC/DC

变压 器将

12V

转换成

65V

。喷油器阀针

开启时要

12A

的电流，但保持开启仅要

2.6A

的电流。喷油器的驱动电压 为约

65V

，

但这只是在喷油器阀针开 启一霎那施加

65V

电压，

尔后阀针继 续保持张开时，

只加载

较小的

12V< /p>

电压。如图

5

所示。

喷油器末端细长，以提高冷却效果。喷油器有一个

安装卡 夹，

只要拆卸就要更换。

三、

第三代高压泵工作原理

2010

年起国内销售的大

众、

通用等缸内直喷汽油车，

大都采用第三代高压泵。

20 10

年前销售的缸内直喷汽油

车也有采用第二代高压泵。第二代 高压泵与第三代高压泵相差不大，都是单柱塞、由

排气凸轮轴上的凸轮驱动的。

本文着重介绍第三代高压泵的结构和工作原理。

1.

第三代高压燃油泵的特点

特点一：在燃油压力调节阀不通电的状态下也能产生成高压。

特点二：在调节阀不进行调控的情况下，进油阀门也可以依赖于吸油冲程中的压力被