奥迪缸内直喷燃油系统的控制原理及检修

叶鹏

摘 要：在本研究中针对奥迪缸内直喷燃油系统的具体工作原理进行分析，阐述了缸内直喷系统的结构设计，包括燃油泵的控制单元，电动燃油泵，带燃油压力调节阀，高压燃油泵，低压燃油压力传感器，高压燃油压力传感器，高压喷射阀，限压阀等相关结构设计，并阐述了缸内直喷燃油系统的检修工作，包括针对低压系统燃油泵检修和缸内直喷高压系统的相关检修，以具体的故障案例进行探究以提出维修注意事项。

关键词：缸内直喷燃油系统 故障 检修 原理

1 引言

当前对于进口奥迪轿车来说使用缸内直喷燃油系统这种系统，能够按照需求进行燃油供给系统调节，包括低压、高压系统，由于高压燃油泵和电动燃油泵输送燃油量是结合发动机实际需求的，因此能够显著降低燃油泵的电动或者机械驱动力，耗油量。为便于比较同类型燃油泵故障检修，在本研究中主要阐述了直喷燃油系统的控制原理以及诊断思路，维修方法等。

2 缸内直喷系统的结构设计以及运行原理分析

首先由于对于奥迪车型来说，各车型缸内直喷燃油系统结构设计类似，在本研究中以奥迪TT发动机的燃油供给系统作为研究对象，下面对燃油供给系统工作原理进行分析。

2.1 燃油泵的控制单元

在电动燃油泵盖板位置安装该控制单元，这种控制单元能够充分利用脉冲宽度对电动燃油泵的信号进行控制，同时燃油泵控的单元能够在0.05～0.5bar的范围内进行低压燃油系统压力调节。在冷热启动过程中压力能够调高至0.65bar。

2.2 电动燃油泵

利用汽车电动燃油泵能够将低压燃油泵燃油送往高压燃油泵中，燃油泵控制单元可充分利用脉宽调制信号实现控制。当燃油压力传感器测量并将其输送给发动机的控制单元，这种情况下发动机控制单元会将相应脉宽调制信号发送到燃油泵的控制单元中，该单元可利用脉宽调制信号，进行电动燃油泵的合理控制，直到其燃油压力与特性曲线保持一致，打开侧车门之后此时电动燃油泵处于运行状态。

2.3 带燃油压力调节阀的高压燃油泵

在最新的奥迪TT中装备了1.8t和2.0t发动机，其采用的是Ad17.5发动机管理系统，对缸内直喷系统高压燃油泵的结构进行了优化改进。在进气凸轮位置使用直角凸轮进行高压泵的驱动，凸轮轴旋转一周之后共发生4次循环，利用这种直角凸轮的设计方式能够减少凸轮的行程，并且显著提升传递效率，以实现快速压力，对于发动机初始再次启动来说是十分有利的。高压泵能够产生15bar压力泵，活塞是由凸轮轴通过圆柱进行驱动的，能够减少摩擦，同时也能够显著间降低链条压力变化，使发动机在运行过程中更加平稳，具有良好的燃油经济性。燃油泵中的压力调节器，能够用于燃油压力的调节，该调节剂的型号为n276，结合发动机实際需要可将压力调至3～11bar，根据活塞形成可减少压力波动，进而会提升喷射阀的计量精度，并且每次喷射过程中有反射形成，能够改善排放控制，进而提升燃油效率。

2.4 低压燃油压力传感器

在高压燃油泵供油管路中安装低压燃油压力传感器，能够用于检测低压燃油系统的压力，将该信号发送到发动机控制单元中，该系统能够利用这一信号来调节压力燃油系统中的压力，一旦压力传感器处于失灵状态，此时系统会以固定脉宽调制信号进行电动燃油泵的调控，使压力燃油系统的压力能够在短时间内被提高。

2.5 高压燃油压力传感器

在进气管的下部位置安装这种高压燃油压力传感器，并且在燃油分配器中用螺栓拧紧这种传感器，能够用于检测燃油分配其中的压力，将该信号发送到发动机控制单元中，发动机控制单元能够对该信号进行分析处理并通过压力调节阀对燃油分配器中的压力进行有效调节，如果该传感器失灵，此时发动机控制单元会固定值进行压力调节阀的控制。

2.6 高压喷射阀

通常汽车的高压喷射阀是采取单孔旋转阀，喷射角度达到7.5度，喷射油束形状，可确保气缸壁被润湿面积较小，在燃烧室中蒸发燃油会吸收部分气缸热量。在处于相同密度条件下相比MPI燃烧来说能够降低保证敏感性，因此汽车缸内的燃油直喷方式压缩比为125：1。电磁阀控制高压燃油喷射泵是通过发动机控制单元中电容器进行控制的，在汽车处于冷启动状态时二次喷射是一种特殊运行模式，能够延长燃烧时间，进而能够迅速加热催化反应器，在汽车进气形成中距离火上止点300度时，此时喷入部分的燃油并且燃油在这一过程中停留时间较长，能够均匀混合。在压缩行程中，距离火上止点60度时完成第2次喷射，在火花塞周边形成相对浓的混合气，这种情况下能够使电话时间有一定程度的延迟，确保发动机实现平稳运行，二次喷射过程中入射角度为1，主要是由于提前打开排气门使排气温度快速升高，因此三元催化器能够在短时间内达到相应的运行温度。

2.7 限压器

可以利用螺栓将限压器拧紧，在燃油分配器中能够用于防止部件受热膨胀出现部件故障问题，这种阀门是机械式阀门，当压力高于12bar这种情况下，阀门释放燃油会通过泄漏管路到达燃油供给管路通道，在这一位置燃油会立即输送到高压燃油泵中，由于短线管路能够在发动机中直接连接，因此可以取消油箱长线路管路设计。

3 汽车缸内直喷系统的故障检修

3.1 低压系统燃油泵

在处于汽车低压系统中很容易出现的故障，包含由于燃油泵压力较低，导致发动机熄火问题，产生燃油泵控制单元损坏，导致发动机熄火，或者由于燃油滤清器安装错误，引发低压较低，进而使发动机表现高速无力。相比普通车辆燃油泵来说，奥迪TT的低压燃油泵的检测方法基本一致，由于电压系统压力是由油箱电动燃油泵形成的，点火开关开启过程中的压力为0.6bar，这一过程中发动机为静止状态。当油泵处于运转状态时，此时燃油泵电压相比蓄电池电压来说要低两伏左右。更换燃油泵检查维修效果，需要在发动机控制单元中学习燃油泵的特性，具体方法是：点击车辆系统，选取发动机电控系统，进行功能设置，摁下103键确认输入之后，在显示屏中会自动显示自适应运行，执行燃油泵匹配后显示器中会显示自适应正常。

3.2 缸内直喷高压气筒

针对奥迪TT高压燃油系统中很容易出现高压泵轴套长时使用出现磨损，进而使高压泵漏油问题产生，导致高速闯车加速无力，当发动机处于冷却状态时才能够开展高压燃油泵的拆装。在安装燃油泵时还需要注意防止杂质误入燃油系统中，每次需要以无力状态拧紧高压管路，在拆卸过程中需要拔下低压压力传感器以及燃油压力调节阀电插头，拉出高压燃油泵，在安装过程中需要将未损坏整套装入气缸盖中之后，转动凸轮轴，直到手套能够达到最低点位置。

4 具体案例分析

比如对于某奥迪tt轿车其他在BVJ发动机，该车在高速行驶过程中出现熄火，放置10分钟之后能够重新启动。对于该故障可以连接故障诊断仪进行发动机控制系统检测，结果发现该发动机控制单元表现为燃油系统压力较高及压力未达到上限故障码。结合故障码的定义，我们认为发动机熄火是与燃油低压系统的压力具有直接联系的，上述两个故障码其中一个与燃油泵具有直接联系，而另一个与低压压力传感器相关。将上述两个故障代码产生的条件进行比较分析，结果发现，燃油系统压力较大出现的故障码早于燃油系统压力未达上限故障码的时间，根据汽车缸内直喷系统的结构分析，燃油低压压力传感器能够用于燃油系统压力检测，并将该信号发送到发动机控制单元中，该系统能够利用信号对低压燃油系统中的压力进行实时调节。结合当前发动机燃油压力为0.05～0.5bar，可形成完整闭环控制系统。如果压力传感器处于失灵状态，则系统会以固定脉宽调制信号进行电动燃油泵信號控制，并且低压燃油系统中压力会显著提升，但低压压力传感器的信号失真，则控制单元仍需要按照传感器信号来调节燃油泵的供油量，进一步分析该车产生上述故障，主要是由于低压传感器信号不准确导致控制系统单元误认为系统压力过高，无法实现燃油泵的合理控制，无法降低燃油量，最终导致发动机熄火故障产生。为验证该结果，需要在低压系统中安装燃油压力表，同时观察高低高压和低压数据变化，在发动机启动过程中此时燃油压力表为0.6bar，燃油压力中低压为0.6bar，高压为4bar，在急加速过程中其压力能够达到11bar。整体来看，燃油压力系统是处于正常状态的，在行车一小时之后该故障会出现，当发动机持续运转20分钟之后其突然熄火，再次启动时发动机无法正常启动，需要等到几分钟才能够启动，并且急速运转保持正常，无法实现加速踩油门之后会使发动机存在转正现象，这一过程中压力表为0.5bar并且持续降低，读取低压为0.6bar，利用电流表对低压油泵驱动电流进行检测。结果发现该电流持续降低，当燃油压力表低于0.15bar时，此时发动机会处于熄火状态。当接近熄火时燃油低压值认为0.6bar进一步判断产生上述故障，主要是燃油低压传感器无法正常显示数据，需要更换低压燃油传感器可排除这一故障。

5 结语

对于奥迪TT目前采用缸内直喷燃油系统需要根据需求进行燃油供给调节，包括低压、高压系统，在本研究中主要阐述了汽车缸内直喷系统的结构设计以及其运行方式，提出缸内直流直喷系统常见的两种故障检修，并以具体的案例来阐述奥迪缸内直喷燃油系统的检修注意事项。

参考文献：

[1]柯怡达.不能拒绝的敞篷车奥迪TT Roadster[J].汽车与配件，2016，000（036）：38-41.