奧迪缸內直噴燃油系統(tǒng)的控制原理及檢修

葉鵬

摘 要：在本研究中針對奧迪缸內直噴燃油系統(tǒng)的具體工作原理進行分析，闡述了缸內直噴系統(tǒng)的結構設計，包括燃油泵的控制單元，電動燃油泵，帶燃油壓力調節(jié)閥，高壓燃油泵，低壓燃油壓力傳感器，高壓燃油壓力傳感器，高壓噴射閥，限壓閥等相關結構設計，并闡述了缸內直噴燃油系統(tǒng)的檢修工作，包括針對低壓系統(tǒng)燃油泵檢修和缸內直噴高壓系統(tǒng)的相關檢修，以具體的故障案例進行探究以提出維修注意事項。

關鍵詞：缸內直噴燃油系統(tǒng) 故障 檢修 原理

1 引言

當前對于進口奧迪轎車來說使用缸內直噴燃油系統(tǒng)這種系統(tǒng)，能夠按照需求進行燃油供給系統(tǒng)調節(jié)，包括低壓、高壓系統(tǒng)，由于高壓燃油泵和電動燃油泵輸送燃油量是結合發(fā)動機實際需求的，因此能夠顯著降低燃油泵的電動或者機械驅動力，耗油量。為便于比較同類型燃油泵故障檢修，在本研究中主要闡述了直噴燃油系統(tǒng)的控制原理以及診斷思路，維修方法等。

2 缸內直噴系統(tǒng)的結構設計以及運行原理分析

首先由于對于奧迪車型來說，各車型缸內直噴燃油系統(tǒng)結構設計類似，在本研究中以奧迪TT發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)作為研究對象，下面對燃油供給系統(tǒng)工作原理進行分析。

2.1 燃油泵的控制單元

在電動燃油泵蓋板位置安裝該控制單元，這種控制單元能夠充分利用脈沖寬度對電動燃油泵的信號進行控制，同時燃油泵控的單元能夠在0.05～0.5bar的范圍內進行低壓燃油系統(tǒng)壓力調節(jié)。在冷熱啟動過程中壓力能夠調高至0.65bar。

2.2 電動燃油泵

利用汽車電動燃油泵能夠將低壓燃油泵燃油送往高壓燃油泵中，燃油泵控制單元可充分利用脈寬調制信號實現控制。當燃油壓力傳感器測量并將其輸送給發(fā)動機的控制單元，這種情況下發(fā)動機控制單元會將相應脈寬調制信號發(fā)送到燃油泵的控制單元中，該單元可利用脈寬調制信號，進行電動燃油泵的合理控制，直到其燃油壓力與特性曲線保持一致，打開側車門之后此時電動燃油泵處于運行狀態(tài)。

2.3 帶燃油壓力調節(jié)閥的高壓燃油泵

在最新的奧迪TT中裝備了1.8t和2.0t發(fā)動機，其采用的是Ad17.5發(fā)動機管理系統(tǒng)，對缸內直噴系統(tǒng)高壓燃油泵的結構進行了優(yōu)化改進。在進氣凸輪位置使用直角凸輪進行高壓泵的驅動，凸輪軸旋轉一周之后共發(fā)生4次循環(huán)，利用這種直角凸輪的設計方式能夠減少凸輪的行程，并且顯著提升傳遞效率，以實現快速壓力，對于發(fā)動機初始再次啟動來說是十分有利的。高壓泵能夠產生15bar壓力泵，活塞是由凸輪軸通過圓柱進行驅動的，能夠減少摩擦，同時也能夠顯著間降低鏈條壓力變化，使發(fā)動機在運行過程中更加平穩(wěn)，具有良好的燃油經濟性。燃油泵中的壓力調節(jié)器，能夠用于燃油壓力的調節(jié)，該調節(jié)劑的型號為n276，結合發(fā)動機實際需要可將壓力調至3～11bar，根據活塞形成可減少壓力波動，進而會提升噴射閥的計量精度，并且每次噴射過程中有反射形成，能夠改善排放控制，進而提升燃油效率。

2.4 低壓燃油壓力傳感器

在高壓燃油泵供油管路中安裝低壓燃油壓力傳感器，能夠用于檢測低壓燃油系統(tǒng)的壓力，將該信號發(fā)送到發(fā)動機控制單元中，該系統(tǒng)能夠利用這一信號來調節(jié)壓力燃油系統(tǒng)中的壓力，一旦壓力傳感器處于失靈狀態(tài)，此時系統(tǒng)會以固定脈寬調制信號進行電動燃油泵的調控，使壓力燃油系統(tǒng)的壓力能夠在短時間內被提高。

2.5 高壓燃油壓力傳感器

在進氣管的下部位置安裝這種高壓燃油壓力傳感器，并且在燃油分配器中用螺栓擰緊這種傳感器，能夠用于檢測燃油分配其中的壓力，將該信號發(fā)送到發(fā)動機控制單元中，發(fā)動機控制單元能夠對該信號進行分析處理并通過壓力調節(jié)閥對燃油分配器中的壓力進行有效調節(jié)，如果該傳感器失靈，此時發(fā)動機控制單元會固定值進行壓力調節(jié)閥的控制。

2.6 高壓噴射閥

通常汽車的高壓噴射閥是采取單孔旋轉閥，噴射角度達到7.5度，噴射油束形狀，可確保氣缸壁被潤濕面積較小，在燃燒室中蒸發(fā)燃油會吸收部分氣缸熱量。在處于相同密度條件下相比MPI燃燒來說能夠降低保證敏感性，因此汽車缸內的燃油直噴方式壓縮比為125：1。電磁閥控制高壓燃油噴射泵是通過發(fā)動機控制單元中電容器進行控制的，在汽車處于冷啟動狀態(tài)時二次噴射是一種特殊運行模式，能夠延長燃燒時間，進而能夠迅速加熱催化反應器，在汽車進氣形成中距離火上止點300度時，此時噴入部分的燃油并且燃油在這一過程中停留時間較長，能夠均勻混合。在壓縮行程中，距離火上止點60度時完成第2次噴射，在火花塞周邊形成相對濃的混合氣，這種情況下能夠使電話時間有一定程度的延遲，確保發(fā)動機實現平穩(wěn)運行，二次噴射過程中入射角度為1，主要是由于提前打開排氣門使排氣溫度快速升高，因此三元催化器能夠在短時間內達到相應的運行溫度。

2.7 限壓器

可以利用螺栓將限壓器擰緊，在燃油分配器中能夠用于防止部件受熱膨脹出現部件故障問題，這種閥門是機械式閥門，當壓力高于12bar這種情況下，閥門釋放燃油會通過泄漏管路到達燃油供給管路通道，在這一位置燃油會立即輸送到高壓燃油泵中，由于短線管路能夠在發(fā)動機中直接連接，因此可以取消油箱長線路管路設計。

3 汽車缸內直噴系統(tǒng)的故障檢修

3.1 低壓系統(tǒng)燃油泵

在處于汽車低壓系統(tǒng)中很容易出現的故障，包含由于燃油泵壓力較低，導致發(fā)動機熄火問題，產生燃油泵控制單元損壞，導致發(fā)動機熄火，或者由于燃油濾清器安裝錯誤，引發(fā)低壓較低，進而使發(fā)動機表現高速無力。相比普通車輛燃油泵來說，奧迪TT的低壓燃油泵的檢測方法基本一致，由于電壓系統(tǒng)壓力是由油箱電動燃油泵形成的，點火開關開啟過程中的壓力為0.6bar，這一過程中發(fā)動機為靜止狀態(tài)。當油泵處于運轉狀態(tài)時，此時燃油泵電壓相比蓄電池電壓來說要低兩伏左右。更換燃油泵檢查維修效果，需要在發(fā)動機控制單元中學習燃油泵的特性，具體方法是：點擊車輛系統(tǒng)，選取發(fā)動機電控系統(tǒng)，進行功能設置，摁下103鍵確認輸入之后，在顯示屏中會自動顯示自適應運行，執(zhí)行燃油泵匹配后顯示器中會顯示自適應正常。

3.2 缸內直噴高壓氣筒

針對奧迪TT高壓燃油系統(tǒng)中很容易出現高壓泵軸套長時使用出現磨損，進而使高壓泵漏油問題產生，導致高速闖車加速無力，當發(fā)動機處于冷卻狀態(tài)時才能夠開展高壓燃油泵的拆裝。在安裝燃油泵時還需要注意防止雜質誤入燃油系統(tǒng)中，每次需要以無力狀態(tài)擰緊高壓管路，在拆卸過程中需要拔下低壓壓力傳感器以及燃油壓力調節(jié)閥電插頭，拉出高壓燃油泵，在安裝過程中需要將未損壞整套裝入氣缸蓋中之后，轉動凸輪軸，直到手套能夠達到最低點位置。

4 具體案例分析

比如對于某奧迪tt轎車其他在BVJ發(fā)動機，該車在高速行駛過程中出現熄火，放置10分鐘之后能夠重新啟動。對于該故障可以連接故障診斷儀進行發(fā)動機控制系統(tǒng)檢測，結果發(fā)現該發(fā)動機控制單元表現為燃油系統(tǒng)壓力較高及壓力未達到上限故障碼。結合故障碼的定義，我們認為發(fā)動機熄火是與燃油低壓系統(tǒng)的壓力具有直接聯(lián)系的，上述兩個故障碼其中一個與燃油泵具有直接聯(lián)系，而另一個與低壓壓力傳感器相關。將上述兩個故障代碼產生的條件進行比較分析，結果發(fā)現，燃油系統(tǒng)壓力較大出現的故障碼早于燃油系統(tǒng)壓力未達上限故障碼的時間，根據汽車缸內直噴系統(tǒng)的結構分析，燃油低壓壓力傳感器能夠用于燃油系統(tǒng)壓力檢測，并將該信號發(fā)送到發(fā)動機控制單元中，該系統(tǒng)能夠利用信號對低壓燃油系統(tǒng)中的壓力進行實時調節(jié)。結合當前發(fā)動機燃油壓力為0.05～0.5bar，可形成完整閉環(huán)控制系統(tǒng)。如果壓力傳感器處于失靈狀態(tài)，則系統(tǒng)會以固定脈寬調制信號進行電動燃油泵信號控制，并且低壓燃油系統(tǒng)中壓力會顯著提升，但低壓壓力傳感器的信號失真，則控制單元仍需要按照傳感器信號來調節(jié)燃油泵的供油量，進一步分析該車產生上述故障，主要是由于低壓傳感器信號不準確導致控制系統(tǒng)單元誤認為系統(tǒng)壓力過高，無法實現燃油泵的合理控制，無法降低燃油量，最終導致發(fā)動機熄火故障產生。為驗證該結果，需要在低壓系統(tǒng)中安裝燃油壓力表，同時觀察高低高壓和低壓數據變化，在發(fā)動機啟動過程中此時燃油壓力表為0.6bar，燃油壓力中低壓為0.6bar，高壓為4bar，在急加速過程中其壓力能夠達到11bar。整體來看，燃油壓力系統(tǒng)是處于正常狀態(tài)的，在行車一小時之后該故障會出現，當發(fā)動機持續(xù)運轉20分鐘之后其突然熄火，再次啟動時發(fā)動機無法正常啟動，需要等到幾分鐘才能夠啟動，并且急速運轉保持正常，無法實現加速踩油門之后會使發(fā)動機存在轉正現象，這一過程中壓力表為0.5bar并且持續(xù)降低，讀取低壓為0.6bar，利用電流表對低壓油泵驅動電流進行檢測。結果發(fā)現該電流持續(xù)降低，當燃油壓力表低于0.15bar時，此時發(fā)動機會處于熄火狀態(tài)。當接近熄火時燃油低壓值認為0.6bar進一步判斷產生上述故障，主要是燃油低壓傳感器無法正常顯示數據，需要更換低壓燃油傳感器可排除這一故障。

5 結語

對于奧迪TT目前采用缸內直噴燃油系統(tǒng)需要根據需求進行燃油供給調節(jié)，包括低壓、高壓系統(tǒng)，在本研究中主要闡述了汽車缸內直噴系統(tǒng)的結構設計以及其運行方式，提出缸內直流直噴系統(tǒng)常見的兩種故障檢修，并以具體的案例來闡述奧迪缸內直噴燃油系統(tǒng)的檢修注意事項。

參考文獻：

[1]柯怡達.不能拒絕的敞篷車奧迪TT Roadster[J].汽車與配件，2016，000（036）：38-41.