◆文/江蘇 田銳

(接上期)

四、系統(tǒng)組件

1.高壓燃油泵

高壓燃油泵將來(lái)自燃油箱總成的燃油壓力(400kPa)增大至4～20MPa，并將其輸送至燃油輸油管分總成。高壓燃油泵由柱塞、電磁溢流閥和單向閥組成。在燃油進(jìn)油口出還安裝有燃油壓力脈動(dòng)阻尼器總成。其安裝在缸蓋罩上，柱塞通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸組上進(jìn)氣凸輪軸后端的凸角而上下移動(dòng)。凸輪軸每轉(zhuǎn)1圈，該凸角便產(chǎn)生3個(gè)泵活塞行程(同一凸輪軸“凸角”上的3個(gè)凸出部分相互之間的夾角為120°)。采用電磁溢流閥以控制泵排出壓力。電磁溢流閥位于高壓燃油泵的進(jìn)油口通道內(nèi)。根據(jù)來(lái)自ECM的指令，該閥由噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)電動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。以排放所需的燃油量，從而使實(shí)際燃油壓力與目標(biāo)燃油壓力匹配。單向閥位于高壓燃油泵的出油口。泵出油口的壓力升高到足以推動(dòng)單向閥離座時(shí)，燃油將開(kāi)始流入燃油輸油管分總成(直接噴射，開(kāi)啟單向閥的最小壓力為60kPa)，如圖9所示。

如圖10所示，高壓燃油泵通過(guò)上升或下降泵柱塞讓燃油進(jìn)入并加壓。它通過(guò)關(guān)閉電磁閥來(lái)排放所需數(shù)量的燃油，電磁溢流閥位于泵進(jìn)口側(cè)，在增壓沖程期間處于最佳正時(shí)。如果電磁溢流閥提前正時(shí)關(guān)閉，柱塞的沖程將延長(zhǎng)，從而導(dǎo)致排放更多的燃油。

在高壓燃油泵循環(huán)的進(jìn)油部分，電磁溢流閥打開(kāi)，泵柱塞(活塞)在彈簧力的作用下向下移動(dòng)，這樣可以將燃油吸入高壓燃油泵油缸中。如果凸輪用力將柱塞向上頂起時(shí)電磁溢流閥還未關(guān)閉，則高壓燃油泵油缸中的燃油(未加壓燃油)將被推回至高壓燃油泵進(jìn)油口(燃油箱側(cè))。為了在泵柱塞向上移動(dòng)時(shí)關(guān)閉電磁溢流控制閥，ECM通過(guò)噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)向該閥發(fā)送信號(hào)。電磁溢流控制閥關(guān)閉且泵柱塞向上移動(dòng)時(shí)，高壓燃油泵油缸內(nèi)的壓力將升高。該壓力升高至60kPa以上(或輸油管壓力，以較高者為準(zhǔn))時(shí)，燃油開(kāi)始流向燃油輸油管分總成。ECM根據(jù)駕駛條件計(jì)算目標(biāo)燃油壓力。ECM通過(guò)噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)操作電磁溢流閥來(lái)控制壓力。改變電磁溢流閥關(guān)閉的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間以使泵壓力達(dá)到目標(biāo)壓力。

2.燃油壓力傳感器

如圖11所示，燃油壓力傳感器連接在燃油輸送管上，用于檢測(cè)輸送管中的燃油壓力。

3.燃油減壓閥

如圖12所示，燃油減壓閥安裝在輸送管上，當(dāng)輸送管中的燃油壓力上升至一定值或以上時(shí)，燃油減壓閥打開(kāi)以釋放燃油。

燃油壓力的可控范圍在8～13MPa(1 160.3～1 885.5psi)之間(可控范圍因發(fā)動(dòng)機(jī)而異)，燃油減壓閥正常關(guān)閉，并在燃油壓力升至正常值以上時(shí)工作。以4GR-FSE為例，輸油管內(nèi)燃油壓力高于15.3MPa(2 219psi)時(shí)，燃油減壓閥使燃油返回燃油箱以限制燃油壓力。

4.直噴式噴油器

直噴式噴油器的任務(wù)：一是計(jì)量燃油；二是燃油通過(guò)霧化達(dá)到燃燒室特定區(qū)域內(nèi)的受控空燃混合汽。按照所希望的空燃混合汽工作模式，燃油或是集中在火花塞附近(分層空燃混合汽分布)，或是分布在整個(gè)燃燒室(均質(zhì)空燃混合汽分布)。

4GR-FSE在采用直接噴射4行程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(D-4)系統(tǒng)的同時(shí)，使用高壓?jiǎn)慰p噴嘴型噴油器總成。各噴油器根據(jù)來(lái)自ECM的信號(hào)測(cè)量高壓燃油的流量。燃油通過(guò)縫型噴嘴以細(xì)密霧滴的形式呈扇形直接噴射到燃燒室內(nèi)。在噴油器與汽缸蓋接觸的部位采用隔振墊，并采用特氟隆軸封來(lái)密封噴油器以適應(yīng)汽缸內(nèi)的燃燒壓力。這樣可減小振動(dòng)和噪音并提高密封性能。各噴嘴孔均經(jīng)過(guò)表面處理以減少沉積物附著。噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)根據(jù)來(lái)自ECM的指令利用高壓電容器的放電，使用高壓和恒定電流下的電能控制來(lái)驅(qū)動(dòng)直噴式噴油器，噴油器電磁線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，閥針克服彈簧作用力離開(kāi)閥座升起，噴油器出口通道打開(kāi)，供油系統(tǒng)的燃油壓力迫使燃油噴入燃燒室，噴射的燃油量主要取決于噴油器開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間和燃油壓力。切斷電流，閥針在彈簧力作用下返回閥座，燃油噴射中斷。該控制可使直噴式噴油器在短時(shí)間內(nèi)噴射高壓燃油，以在汽缸中形成最佳的空氣-燃油混合汽，如圖13所示。

如圖14、15所示，高壓噴油器采用高度綜合的電流特性控制，以符合定義的、可再現(xiàn)的汽油噴射過(guò)程。在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電控單元中的微處理器發(fā)送一個(gè)數(shù)字電控信號(hào)(噴油請(qǐng)求信號(hào))，噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)接收該信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的“波形整形電路”分別發(fā)送至“高壓側(cè)開(kāi)關(guān)(經(jīng)單穩(wěn)態(tài)電路)”和“驅(qū)動(dòng)電路”，“高壓側(cè)開(kāi)關(guān)”根據(jù)噴油請(qǐng)求信號(hào)，向COM-1施加由DC-DC轉(zhuǎn)換器升壓后的高壓?！膀?qū)動(dòng)電路”根據(jù)噴油請(qǐng)求信號(hào)將INJ1切換至接地。如圖16所示，最終噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生一個(gè)50V的高壓，以便在升壓階段盡可能快的達(dá)到8A的高電流值，使高壓噴油器的針閥加速開(kāi)啟。在加速階段針閥達(dá)到最大升程。一旦高壓噴油器開(kāi)啟后，噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)將施加12V的恒定電壓和小的電控電流(保持電流)1.9至2.6A，以有效的保持開(kāi)啟狀態(tài)。該信號(hào)被打開(kāi)或關(guān)閉以控制噴油器進(jìn)行直接噴油，進(jìn)而控制噴油量和噴油正時(shí)。針閥升程不變時(shí)的噴油量與燃油噴射持續(xù)時(shí)間成正比。噴油器驅(qū)動(dòng)器(EDU)在以下條件向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輸出噴油器驅(qū)動(dòng)確認(rèn)信號(hào)INJF(故障檢測(cè))， 如表2所示。

五、GTS診斷儀系統(tǒng)相關(guān)項(xiàng)目

1.數(shù)據(jù)列表，如表3所示。

2.主動(dòng)測(cè)試，如表4所示。

六、GTS診斷儀的具體用途

1.失火裕量檢查

如果直接噴射噴油器的噴射條件不合適，則會(huì)發(fā)生失火或類(lèi)似故障。這也適用于由于進(jìn)氣系統(tǒng)(如進(jìn)氣歧管)中積聚了積碳而導(dǎo)致進(jìn)入汽缸的氣流變得不合適的情況。通過(guò)使用主動(dòng)測(cè)試功能“控制噴油正時(shí)”執(zhí)行以下步驟的檢查，可以檢查每個(gè)汽缸的失火裕量(耐缺火性)。這是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即如果噴射正時(shí)因噴射不當(dāng)而改變，則與同款正常發(fā)動(dòng)機(jī)相比，缺火的可能性會(huì)增加。

將噴射正時(shí)增加或減少1°CA，并記錄缺火開(kāi)始時(shí)的增量以及缺火頻率(每10s多少次),為了進(jìn)行比較，使用運(yùn)轉(zhuǎn)正常的同款車(chē)型進(jìn)行相同的測(cè)試，比較缺火點(diǎn)和缺火重復(fù)次數(shù)，檢查余量是否減少，如圖17所示。

2.高壓燃油泵功能檢查

對(duì)于監(jiān)控高壓燃油泵驅(qū)動(dòng)占空比的車(chē)輛，可以通過(guò)比較故障車(chē)輛和正常車(chē)輛之間保持目標(biāo)燃油壓力所需的驅(qū)動(dòng)占空比來(lái)判斷高壓燃油壓力系統(tǒng)是否正常，如表5所示。

以4GR-FSE發(fā)動(dòng)機(jī)為例，參考高壓燃油泵驅(qū)動(dòng)占空比數(shù)據(jù)和高壓燃油泵驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。如圖18所示。

3.高壓噴射系統(tǒng)泄漏測(cè)試

如圖19所示，當(dāng)高壓噴射系統(tǒng)正常時(shí)，燃油壓力有保持恒定的趨勢(shì)。但是，如果高壓噴射系統(tǒng)中存在泄漏或類(lèi)似故障，則發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后燃油壓力會(huì)以非?？斓乃俣认陆?，如圖20所示。

如果出現(xiàn)故障，按照以下步驟檢查高壓噴射系統(tǒng)的燃油壓力是否穩(wěn)定。停止發(fā)動(dòng)機(jī)并立即打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，然后檢查數(shù)據(jù)列表“燃油壓力“。每隔一定時(shí)間，檢查燃油壓力值，以查看燃油壓力恒定性是否合適。

注：燃油壓力不應(yīng)異常下降，可能的故障原因：(1)燃油安全閥泄漏、(2)直噴噴油器泄漏。

(全文完)