第五節(jié) 發(fā)動機點火與燃油噴射集成控制系統(tǒng)

上一章和本章分別介紹了點火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)，由于兩者從軟件到硬件都存在著密切聯(lián)系，只有在控制上互相配合才能使發(fā)動機取得良好的性能。實際系統(tǒng)是兩者或更多系統(tǒng)的集成。圖2-48是典型的發(fā)動機點火與燃油噴射控制程序圖，不同型號的發(fā)動機程序可能不同。

圖2-48 點火與燃油噴射控制程序圖

圖2-49 軸針式噴油器

一、噴油器

噴油器是發(fā)動機控制單元的重要執(zhí)行器，負責(zé)完成按時按量向進氣管噴射燃油的任務(wù)。對噴油器的要求是動態(tài)流量范圍大、霧化性能好，抗堵塞抗污染能力強。現(xiàn)有噴油器一般都是按電磁原理工作的，如圖2-49所示，以軸針式噴油器為例說明如下。

在噴油器上有兩個接線端子，噴油器內(nèi)部電磁線圈的兩端分別與這兩個接線端子相連。在電磁線圈的中央裝有個可動鐵心，可動鐵心閥體的下方裝有一個閥座，上方裝有一個彈簧。通過可動鐵心，閥體被彈簧緊壓在閥座上，起密封作用以防止燃油泄漏。當(dāng)接通點火開關(guān)時，在噴油器的一個接線端子上就會被加上12V電壓，噴油器的另一個接線端子與ECU相連。當(dāng)ECU將此接線端子接地時，電流經(jīng)噴油器電磁線圈流至連接ECU的接地端。噴油器電磁線圈通電后，產(chǎn)生的磁場將可動鐵心和閥體吸起，燃油從噴油器的噴孔噴入進氣門前的管道內(nèi)或節(jié)氣門上方的氣流中。

1.噴油器分類和結(jié)構(gòu)

電磁噴油器按運動偶件不同分為：軸針式、球閥式和片閥式，其中最常用的是軸針式。如果噴油器閥口外的護套上開著兩個分流孔，則稱為雙孔式噴油器。單點噴射系統(tǒng)一般將噴油器作為節(jié)氣門體或中央噴射單元的一個部件考慮，其結(jié)構(gòu)有一定特點。電磁噴油器按進油方式不同又可分為頂部供油方式和底部供油方式。

（1）軸針式噴油器 如圖2-49所示，軸針式噴油器主要由殼體、針閥、套在針閥上的銜鐵和電磁線圈等組成。電磁線圈無電流時，噴油器內(nèi)的針閥被回位彈簧壓在噴油器出口處的密封錐形閥座上。電磁線圈通電時，產(chǎn)生磁場吸動銜鐵上移，銜鐵帶動針閥從其座面上升約0.1mm，燃油從精密環(huán)形間隙中流出。為使燃油充分霧化，針閥前端磨出一段噴油軸針。噴油器針閥上升及下降時間約為1～1.5ms。桑塔納、紅旗、富康、本田雅閣以及豐田皇冠等轎車一般采用這種噴油器。

（2）球閥式噴油器 如圖2-50所示，它與軸針式噴油器的主要區(qū)別在于閥的結(jié)構(gòu)。球閥是用激光束將鋼球、短空心導(dǎo)桿和銜鐵焊接在一起制成的，其質(zhì)量只有軸針的一半。為了保證密封，軸針必須有較長的導(dǎo)向桿，而球閥具有自動定心作用，無須較長的導(dǎo)向桿，如圖2-51所示。賽歐以及捷達轎車EA113發(fā)動機就采用過這類噴油器。

圖2-50 球閥式噴油器

（3）片閥式噴油器 如圖2-52所示，片閥式噴油器采用質(zhì)量較輕的閥片和孔式閥座，屬于平面密封，所以不僅具有較大的動態(tài)流量范圍，而且抗堵塞能力較強；但是對閥片和閥座的材料和加工要求很高，否則很難密封。圖2-53描述了片閥式噴油器的工作過程。

（4）雙孔式噴油器 雙孔式噴油器主要用于四氣門發(fā)動機。如圖2-54所示，與軸針式不同，其閥口外裝有導(dǎo)流套。導(dǎo)流套上開有和兩個進氣門嚴格相對應(yīng)的導(dǎo)流孔，以擴大其動態(tài)流量范圍，提高抗阻塞能力。

（5）節(jié)氣門體噴射單元（中央噴射單元）前面所述的噴油器用于進氣門前燃油噴射系統(tǒng)，安裝于各氣缸進氣門前的進氣歧管上，分別供給各氣缸工作所需的燃油。而對于節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)，它是將一只或兩只噴油器、壓力調(diào)節(jié)器、進氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥、節(jié)氣門軸及拉桿機構(gòu)等安裝在節(jié)氣門體上，其總成通常被稱之為節(jié)氣門體噴射單元或中央噴射單元，如圖2-55所示。

圖2-51 同樣條件下兩種閥的比較

圖2-52 片閥式噴油器

圖2-53 片閥工作過程

a）閥片靜止在閥座上 b）閥片抬離閥座直至抵住擋圈 c）閥片離開擋圈落座 1—擋圈 2—彈簧 3—鐵心 4—閥片 5—閥座

節(jié)氣門體噴射單元被安裝在進氣總管的上方，其安裝位置與化油器在化油器式發(fā)動機上的安裝位置相同。在四缸發(fā)動機上裝有一個節(jié)氣門體噴射單元，而在V6或V8發(fā)動機上裝有兩個節(jié)氣門體噴射單元，這兩個節(jié)氣門體噴射單元共用一根節(jié)氣門軸，如圖2-56所示。

從燃油泵泵出的燃油經(jīng)輸油管路和濾清器后到達節(jié)氣門體噴射單元。噴油器側(cè)面有幾個進油孔，在這些進油孔內(nèi)側(cè)都裝有濾網(wǎng)以去除燃油中的雜質(zhì)。噴油器頭部的檢測孔可多達6個，但也有的只有一個檢測孔。噴油器常用針閥式和球閥式閥體結(jié)構(gòu)。德國皮爾堡（Pierburg）公司開發(fā)的節(jié)氣門體噴射單元以及國內(nèi)奇瑞轎車、金杯汽車采用的就是針閥式結(jié)構(gòu)，而德國博世公司的低壓節(jié)氣門體噴射單元則采用球閥式噴油器，如圖2-57所示。

圖2-54 雙孔式噴油器與軸針式噴油器比較

圖2-55 節(jié)氣門體噴射單元或中央噴射單元

圖2-56 雙節(jié)氣門體噴射單元

1—進氣管 2—噴射單元和節(jié)氣門 3—節(jié)氣門體 4—怠速進氣道

圖2-57 博世公司低壓節(jié)氣門體噴射單元采用的球閥式噴油器

回油管兩端分別與節(jié)氣門體和燃油箱相連，它能使多余的燃油返回燃油箱內(nèi)，如圖2-58所示。

在節(jié)氣門的上方、下方或節(jié)氣門處鑄有許多氣口。這些氣口可為進氣歧管絕對壓力傳感器以及在排放控制系統(tǒng)中所用的諸如EGR閥和炭罐清污系統(tǒng)等裝置提供真空度信號。

1）燃油壓力調(diào)節(jié)器。當(dāng)燃油進入節(jié)氣門體的進油口時，噴油器周圍便始終充滿燃油。使用O形密封圈將所有的噴油器都密封在節(jié)氣門體內(nèi)，O形密封圈可防止燃油從噴油器的上部或下部泄漏。燃油從噴油器處經(jīng)過一個通道流向燃油壓力調(diào)節(jié)器，如圖2-59所示。在燃油壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)裝有一個由膜片及調(diào)壓閥組成的總成。膜片的一側(cè)為燃油壓力，膜片的另一側(cè)為大氣壓力，在調(diào)壓彈簧的作用下調(diào)壓閥保持在關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)燃油壓力達到設(shè)定值時，油壓迫使膜片向上運動，將調(diào)壓閥打開，從而將多余的燃油返回燃油箱。當(dāng)調(diào)壓閥打開時，燃油壓力稍有下降，在調(diào)壓彈簧的作用下調(diào)壓閥關(guān)閉。而調(diào)壓閥關(guān)閉又會使燃油壓力升高，并再次打開調(diào)壓閥。這樣在發(fā)動機任何負荷和轉(zhuǎn)速下，燃油壓力調(diào)節(jié)器都能使作用在噴油器上的燃油油壓保持恒定。在大多數(shù)節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)中，燃油壓力調(diào)節(jié)器將燃油壓力控制在70～172kPa。燃油壓力必須足夠高以避免燃油在系統(tǒng)中汽化。否則，噴油器噴出的將是燃油與燃油蒸氣，會使空燃混合氣變稀，從而導(dǎo)致發(fā)動機乏力，加速不暢。如果壓力調(diào)節(jié)器的壓力過高，發(fā)動機在過濃的空燃混合氣下運行，這時發(fā)動機就會發(fā)出強烈的燃油味，油耗和排放都會增加。

2）節(jié)氣門體溫度傳感器。在某些發(fā)動機的節(jié)氣門體噴射單元上裝有節(jié)氣門體溫度傳感器（圖2-60），當(dāng)節(jié)氣門溫度達到燃油的沸點時，溫度傳感器向計算機發(fā)送信號以提供稍長一些的噴油脈寬這樣將補償因從噴油器噴出燃油蒸氣而導(dǎo)致燃油噴射量不足的現(xiàn)象。

在裝有溫度傳感器的克萊斯勒公司TBI總成內(nèi)的燃油壓力分別被設(shè)定為100kPa和270kPa，這些系統(tǒng)被稱為低壓TBI系統(tǒng)（有黑色標志）和高壓TBI系統(tǒng)（有白色標志）。高壓TBI系統(tǒng)因為系統(tǒng)內(nèi)的燃油壓力較高，消除了燃油蒸發(fā)現(xiàn)象，因而不再需要節(jié)氣門體溫度傳感器了。

圖2-58 TBI系統(tǒng)中的節(jié)氣門體噴射單元

1—燃油壓力調(diào)節(jié)器 2—進油管 3—回油管 4—燃油濾清器 5—燃油箱

圖2-59 燃油壓力調(diào)節(jié)器

1—燃油流入 2—膜片 3—調(diào)壓彈簧 4—大氣壓 5—通向燃油箱的回油管

圖2-60 節(jié)氣門體溫度傳感器

（6）中央多點噴射系統(tǒng)（CMFI）使用的噴油器 該系統(tǒng)兼具節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)和進氣門前噴射系統(tǒng)的許多特點，如圖2-61、圖2-62所示，使用一個中央噴油器對流向多個提升式噴油器的燃油進行控制。噴油器總成由燃油檢測體、壓力調(diào)節(jié)器、一個中央噴油器、和氣缸數(shù)目相同的提升式噴油器以及密封墊組成。通過一個多孔分配墊片分配經(jīng)過檢測的燃油。該墊片在中央噴油器以及分別與多個提升噴油器相連的多根燃油油管之間進行密封。中央噴油器和節(jié)氣門體噴油器相似，在每個提升式噴油器內(nèi)都裝有個由一個單向球閥、閥座和一個拉伸彈簧組成（它們被固定在一起）的總成來調(diào)節(jié)燃油流量。當(dāng)高壓燃油作用在單向閥上時，噴油器打開，將霧化的燃油送到各個氣缸。當(dāng)噴油器被ECU控制時，可以實現(xiàn)順序噴射。中央多點噴射系統(tǒng)多用于大排量發(fā)動機。

圖2-61 中央噴射系統(tǒng)的噴油器布置和連接

1—中央噴油器總成 2—進水孔 3—分隔壁 4—氣缸進排氣口 5—尼龍管 6—提升式噴油器7—排水孔 8—下半部分進氣歧管

圖2-62 中央噴射系統(tǒng)噴油器

1—電線接柱 2—電磁線圈 3—提升式噴油器 4—中央噴油器 5—回位彈簧

圖2-63 噴油器的頂部供油方式和底部供油方式

（7）噴油器的供油方式 多數(shù)噴油器都有頂部和底部兩種供油方式，如圖2-63所示。頂部供油式噴油器無回油，不噴油時，燃油在噴油器及其供油管內(nèi)是靜止的，所以容易被加熱而出現(xiàn)“氣堵”。主要用于需要較高燃油壓力的進氣門前噴射系統(tǒng)。底部供油式噴油器，無論噴油器是否噴油，燃油始終在噴油器內(nèi)及其供油管內(nèi)流動，因此能保持較低的油溫和使用較低的噴油壓力。主要用于節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)，燃油壓力可低至0.07MPa。有些多點噴射式發(fā)動機為了改善熱起動性能，也采用底部供油方式。

噴油器在燃油噴射技術(shù)的發(fā)展過程中，一直備受關(guān)注，從結(jié)構(gòu)和性能上做了多方面的改進和完善。如通過改進磁路設(shè)計和減小閥體質(zhì)量而擴大了動態(tài)流量范圍；采用底部供油冷卻噴油器改善了高溫環(huán)境條件下的熱起動性能；采取多孔檢測板提高抗堵塞的能力等。

2.噴油器的工作特性

如圖2-64所示，噴油器從通電到斷電閥體的動作過程和稱為噴油器工作特性的ECU噴油控制脈沖與針閥升程曲線。由于噴油器針閥的機械慣性和電磁線圈的磁滯性，從發(fā)動機控制單元接通噴油器的接地回路到噴油器閥體達到最大升程，需要一定的時間，即存在噴油器的開閥時間T_o。同理從ECU切斷噴油器回路到針閥落座回到關(guān)閉狀態(tài)也需要一定的時間，即存在噴油器的關(guān)閥時間T_c。所以，噴油器噴油（閥體行程）滯后于ECU噴油控制脈沖。通常情況下，噴油器的開閥時間T_o比關(guān)閥時間T_c長，（T_o-T_c）是噴油器沒有噴油的時間，稱為無效噴油時間。

圖2-64 噴油器從通電到斷電閥體的動作過程與驅(qū)動脈沖

a）針閥全關(guān)時 b）針閥全開時 1—噴油器線圈電流輸入 2—調(diào)整墊3—針閥凸緣4—針閥升程5—ECU噴油控制脈沖 6—針閥升程曲線 7—針閥全開位置 8—針閥全關(guān)位置

噴油器的開閥時間T_o除受噴油器銜鐵的質(zhì)量、電磁線圈匝數(shù)的多少影響外，還受到蓄電池電壓的影響，即蓄電池的電壓越高，噴油器的開閥時間T_o越短，而噴油器的關(guān)閥時間T_c則幾乎與蓄電池的電壓無關(guān)。

3.噴油器的燃油噴射量特性

噴油器的燃油噴射量特性是指噴射量隨噴油器電磁線圈通電時間的變化規(guī)律。

噴射量包括靜態(tài)噴射量和動態(tài)噴射量。

（1）噴油器的靜態(tài)噴射量 噴油器的靜態(tài)噴射量是指噴油器在規(guī)定的噴油壓力和噴油背壓下，使針閥保持在最大開度位置時單位時間內(nèi)噴射的燃油量，單位是cm³/min或mL/min，表示噴油器的理論噴射能力。

（2）噴油器的動態(tài)噴射量 噴油器的動態(tài)噴射量是指某一通電時間內(nèi)噴油器的實際燃油噴射量（mm³）。（常以通電時間為2.5ms時噴油器的噴射量來表示），其單位是mm³/str（立方毫米/行程）。所以噴油器的動態(tài)噴射量特性反映了噴油器的實際供油過程。

4.噴油器的驅(qū)動方式

對于ECU內(nèi)部的噴油器驅(qū)動電路，根據(jù)噴油器電磁線圈電阻不同分為電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動兩種形式。電流驅(qū)動方式只適用于低阻噴油器；而電壓驅(qū)動方式既適用于低阻噴油器，又適用于高阻噴油器。

低阻噴油器的電阻值為2～3Ω；

高阻噴油器的電阻值在12～17Ω。

（1）電壓驅(qū)動型電路 如圖2-65所示，在打開點火開關(guān)或發(fā)動機工作時，EFI繼電器閉合，向噴油器電磁線圈提供正極電源（+B），而噴油器是否通電噴油則取決于發(fā)動機控制單元是否提供接地。

低阻噴油器電磁線圈匝數(shù)較少，電感小，因此噴油器的響應(yīng)較快。但流經(jīng)線圈電流增加，線圈易發(fā)熱燒壞。所以與低阻噴油器配合使用時，應(yīng)在+B端加入附加電阻。為降低成本，幾個噴油器可以共用一個附加電阻，但附加電阻的加入又抵消了低阻噴油器的優(yōu)點。所以從減少故障源和降低成本方面考慮，電壓驅(qū)動型電路與高阻噴油器配合使用較為有利。

由于在發(fā)動機控制單元切斷噴油器的接地回路時，噴油器電磁線圈兩端會產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢，此反向電壓與電源電壓一起加在發(fā)動機控制單元的功率晶體管上，可能會將其擊穿而損壞。因此，為了保護發(fā)動機控制單元，通常在噴油器的驅(qū)動回路中設(shè)有消弧回路。

圖2-65 電壓驅(qū)動型噴油器控制電路

圖2-66 電流驅(qū)動型控制電路

（2）電流驅(qū)動型電路 電流驅(qū)動型電路中沒有附加電阻，如圖2-66所示，低阻噴油器直接與蓄電池連接，因而回路阻抗小，當(dāng)發(fā)動機控制單元向噴油器提供接地信號后，噴油器電磁線圈內(nèi)的電流很快上升，針閥便快速打開。如果噴油器長時間大電流通電，就有可能燒損噴油器的電磁線圈，因而在電流驅(qū)動型回路中，增加了電流控制回路。當(dāng)ECU發(fā)出的噴油脈寬上沿使VT₁閉合初期，大電流使噴油器迅速開啟，同時流經(jīng)檢測電阻的電流產(chǎn)生的電壓降達到設(shè)定值時，電流控制回路將以高頻脈沖控制VT₁通斷，使電流下降至能夠維持噴油器開啟的水平上直到該次噴油結(jié)束。如某噴油器開啟電流為8A，而維持電流只需2～3A，如圖2-67所示。

圖2-67 噴油器驅(qū)動參數(shù)與噴油器針閥行程的關(guān)系

5.冷起動噴油器與溫度時間開關(guān)

如前所述，冷起動噴油器一般安裝在節(jié)氣門之后，進氣總管上，其工作原理和一般噴油器相同，結(jié)構(gòu)特點如圖2-68所示，出油孔常用旋流式噴嘴，能將燃油散成細油霧。

溫度時間開關(guān)如圖2-69所示，安裝在能感知發(fā)動機溫度的位置上，一般在冷卻液管道上。開關(guān)內(nèi)有一個外繞加熱線圈的雙金屬片，當(dāng)雙金屬片受熱到一定程度時，觸點便張開，使通往冷起動噴油器的電路斷開，冷起動噴油器就不再噴射附加燃油。冷起動噴油器的開啟持續(xù)時間取決于溫度時間開關(guān)的受熱。以奔馳600SEL為例，冷車起動時，當(dāng)噴油時間超過8s或冷卻液溫度超過35℃，溫度時間開關(guān)觸點斷開，使冷起動噴油器停止噴油。在發(fā)動機處于熱狀態(tài)下時，溫度時間開關(guān)一直處于斷開狀態(tài)，冷起動噴油器不噴射燃油。

圖2-68 冷起動噴油器

圖2-69 溫度時間開關(guān)控制冷起動噴油器

二、電動燃油泵

電動燃油泵是供油系統(tǒng)的基本部件之一。它一般由小型直流電動機驅(qū)動，其作用是把燃油從油箱中吸出、加壓后輸送到管路中，和燃油壓力調(diào)節(jié)器配合建立合適的系統(tǒng)壓力。

1.電動燃油泵的分類與結(jié)構(gòu)

多數(shù)發(fā)動機將燃油泵裝在油箱里面，如圖2-70所示，如紅旗、富康、桑塔納等，安裝在油箱內(nèi)部的電動燃油泵，浸泡在燃油里，可以防止產(chǎn)生氣阻和燃油泄漏且噪聲小。某些發(fā)動機將油泵裝在油箱外部且主要采用吸油能力較強的滾柱式燃油泵，如某些奔馳汽車的電動燃油泵。置于油箱內(nèi)的電動燃油泵，常采用渦輪式燃油泵。電動燃油泵可以和燃油表傳感器（液位儀）裝在一起，也可以和燃油壓力調(diào)節(jié)器裝在一起，組成無回油供油系統(tǒng)（按需供油）。

圖2-70燃油箱內(nèi)置的電動燃油泵

1—電接頭 2—供油管路 3—油箱安裝凸邊 4—燃油箱中的燃油泵 5—回油管路 6—回油管單向閥 7—供油管單向閥 8—油泵進口濾清器

圖2-71 滾柱泵

電動燃油泵有四種類型：膜片式、柱塞式、膜盒式和葉輪式（或稱旋轉(zhuǎn)式）。裝在燃油箱里的一般是旋轉(zhuǎn)式燃油泵。其他三種：膜片式、柱塞式和膜盒式，通常用于專用發(fā)動機。

旋轉(zhuǎn)式燃油泵按照其轉(zhuǎn)輪形式又分為：渦輪泵、齒輪泵和滾柱泵。不論何種燃油泵都有一些共同的特點。如電動機通電即帶動泵輪旋轉(zhuǎn)，燃油經(jīng)過濾器（進油口）被吸入到油氣分離器將氣體分離并進入泵輪增壓，然后流經(jīng)并冷卻電樞后，頂起單向閥從出油口流出。

安全閥可以避免燃油管路出現(xiàn)阻塞時壓力過高而造成油管破裂或燃油泵損壞。

單向閥是為了在發(fā)動機熄火后防止管路中的燃油倒流，使管路中的燃油保持一定壓力，以便發(fā)動機下次起動（特別是熱起動）更加容易。

（1）滾柱泵 如圖2-71所示，滾柱泵由轉(zhuǎn)子、滾柱和定子組成。轉(zhuǎn)子偏心地置于定子內(nèi)，轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用使?jié)L柱向外側(cè)移動而與定子內(nèi)壁接觸，由轉(zhuǎn)子、滾柱和定子圍成的腔室將隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生容積大小變化，在容積由小變大一側(cè)燃油被吸入，在容積由大變小的一側(cè)燃油被壓出。桑塔納轎車就采用滾柱式燃油泵。

（2）齒輪泵 齒輪泵的工作原理與滾柱泵相似。它由帶外齒的主動齒輪、帶內(nèi)齒的從動齒輪和泵體組成，如圖2-72所示，后二者與主動齒輪偏心。主動齒輪帶動從動齒輪一起旋轉(zhuǎn)，在嚙合過程中，由內(nèi)外齒和泵體所圍合的腔室容積大小將發(fā)生變化，若合理地設(shè)置進出油口的位置，即可利用這種容積的變化將燃油以一定的壓力泵出。圖2-73所示為德國奧迪A6轎車的齒輪泵剖視圖。

圖2-72 齒輪泵

圖2-73 奧迪A6轎車的齒輪泵

齒輪泵與滾柱泵相比較，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的數(shù)目較多，因此，齒輪泵輸出燃油的流量和壓力波動比較小。

（3）渦輪泵 渦輪泵以完全不同于前兩種泵的方式工作，泵的燃油輸送和壓力升高完全是由液體分子之間動量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。渦輪泵的特點是燃油輸出脈動小，其結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2-74所示。當(dāng)葉輪與電動機一起轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)子的外圓有很多齒槽，將動能傳給燃油。這種泵效率較高，所需轉(zhuǎn)矩較小，所以可以使用薄型葉輪。噪聲較低不需消聲器，所以可以小型化，因此使用較廣泛。大眾捷達、本田雅閣轎車都采用這類燃油泵。

由于燃油泵工作時溫度升高，使燃油更容易汽化，這必將使泵油量減少，導(dǎo)致輸油壓力不足和壓力波動。為此，現(xiàn)在一般采用雙級泵的形式，如圖2-75所示，即將兩個泵輪串聯(lián)起來，由同一電動機驅(qū)動。一級泵輪一般采用渦輪泵，用以油氣分離，提高吸入能力；二級泵輪一般采用齒輪泵或渦輪泵，起增壓作用。

同機械燃油泵相比，電動燃油泵具有更多的優(yōu)點。它可以提供穩(wěn)定的燃油壓力，這有助于起動和減少氣阻的問題。雖然燃油泵可能產(chǎn)生的火花接近汽油是有危險的，但是在燃油箱內(nèi)沒有氧氣可提供燃燒，所以在燃油箱內(nèi)置燃油泵是安全的。

圖2-74 渦輪泵

圖2-75 雙級泵

1—出油單向閥 2—蒸氣分離器組件 3—壓力釋放球閥 4—渦輪式燃油泵

2.無回油供油系統(tǒng)

一些發(fā)動機使用無回油燃油供給系統(tǒng)，如圖2-76所示，該系統(tǒng)自上到下由燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油泵及燃油表傳感器等組成的總成安裝在燃油箱內(nèi)，燃油壓力調(diào)節(jié)器和燃油濾清器組件裝在這個總成的最上部。一條燃油油管將發(fā)動機罩下的燃油油軌與這個總成（與燃油濾清器）連接起來。燃油通過燃油壓力調(diào)節(jié)器和燃油濾清器中央的輸油管進入濾清器，如圖2-77所示，燃油壓力作用在壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)壓閥上，調(diào)壓閥在調(diào)壓彈簧的作用下落座。當(dāng)燃油壓力達到某個值時，調(diào)壓閥克服調(diào)壓彈簧閥的作用力向下移動，燃油便通過調(diào)壓閥和閥座之間的間隙流入調(diào)壓彈簧所在的油室內(nèi)再返回燃油箱，當(dāng)燃油壓力降低時，調(diào)壓閥落座。在無回油供油系統(tǒng)中，流經(jīng)燃油濾清器的燃油量僅僅是發(fā)動機所需要的燃油量，因此燃油濾清器的體積可以更小一些。

3.燃油泵的控制

對燃油泵控制的基本要求是：只有在發(fā)動機正常起動和運轉(zhuǎn)時才工作，如果點火開關(guān)接通后發(fā)動機并沒有運轉(zhuǎn)，或運轉(zhuǎn)時ECU連續(xù)監(jiān)測不到火花塞點火信號，ECU將停止噴油器噴油。燃油泵常見的控制特點有：

①某些發(fā)動機燃油泵有高、低兩檔轉(zhuǎn)速可自動調(diào)整。

圖2-76 無回油供油系統(tǒng)及其燃油泵和其他組件

1—供油管 2—燃油脈沖減振器 3—燃油總管 4—燃油壓力調(diào)節(jié)器 5—電動燃油泵 6—濾清器 7—燃油箱

圖2-77 無回油供油系統(tǒng)的燃油壓力調(diào)節(jié)器

1—閥座控制彈簧 2—壓力調(diào)節(jié)器閥座 3—紙質(zhì)濾清器 4—流出通道 5—油箱安裝索環(huán)

②許多發(fā)動機為能順利起動，在打開點火開關(guān)時（起動前），燃油泵會有短暫運行，以建立系統(tǒng)油壓。

③一些發(fā)動機當(dāng)控制油泵的繼電器失效時，可以通過機油壓力開關(guān)接通油泵電源，繼續(xù)使油泵工作。但是起動時如果機油壓力偏低，即使接通點火開關(guān)，油泵也不能運轉(zhuǎn)，發(fā)動機不會工作。

④一些新型發(fā)動機采用無回油供油系統(tǒng)，沒有回油管，燃油泵和燃油壓力調(diào)節(jié)器等組成按需供油裝置。

⑤某些汽車前端裝有撞擊傳感器（慣性開關(guān)），其信號可以切斷燃油泵電源。

燃油泵的一般控制方法是：ECU或觸發(fā)開關(guān)控制繼電器，繼電器再控制燃油泵電機電源電路。

（1）采用油泵開關(guān)控制油泵 在安裝翼板式空氣流量傳感器的燃油噴射系統(tǒng)（如L型EFI）中，通常使用置于空氣流量傳感器內(nèi)的油泵開關(guān)來控制燃油泵的運行，其電路如圖2-78所示。

圖2-78 采用油泵開關(guān)控制油泵

起動時，點火開關(guān)的ST端接通，開路繼電器內(nèi)線圈L₂通電，繼電器觸點閉合，電源向油泵電機供電，油泵工作。起動后，點火開關(guān)復(fù)位主繼電器接通，發(fā)動機的吸氣使空氣流量傳感器內(nèi)的翼板轉(zhuǎn)動，帶動油泵開關(guān)閉合，開路繼電器線圈L₁通電，以維持觸點閉合。當(dāng)發(fā)動機由于某種原因停止轉(zhuǎn)動時，空氣流量傳感器（MAF）內(nèi)的翼板復(fù)位使油泵開關(guān)斷開，燃油泵停止工作。

檢查插接器和油泵檢查開關(guān)的作用是，為診斷燃油泵及其控制電路的故障提供方便。

（2）采用發(fā)動機控制單元控制油泵 如圖2-79所示，僅僅用ECU內(nèi)的晶體管開關(guān)代替上述油泵開關(guān)。ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號（Ne）判斷發(fā)動機是否起動，如果起動，則使晶體管VT導(dǎo)通，開路繼電器線圈L₁通電，油泵工作，否則任何情況使發(fā)動機停轉(zhuǎn)，燃油泵都將停止工作。

（3）燃油泵的自動調(diào)速 發(fā)動機在中小負荷下工作時，需要的供油量較少，此時油泵應(yīng)低速運轉(zhuǎn)，這樣可減少油泵的磨損、噪聲以及不必要的電能消耗；發(fā)動機在大負荷下工作時，需要的供油量較大，此時油泵應(yīng)高速運轉(zhuǎn)。其高低速控制方法有：

圖2-79 采用發(fā)動機控制單元控制油泵

1）用限流電阻控制油泵轉(zhuǎn)速。如圖2-80所示，主要是在上述油泵控制電路中，增設(shè)一個電阻和一個兩觸點的油泵控制繼電器（旁路繼電器）。發(fā)動機工作時，控制單元根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷，對油泵控制繼電器進行控制，通常情況下觸點接通B端，油泵低速運轉(zhuǎn)；大負荷時切換到A端，油泵高速運轉(zhuǎn)。

圖2-80 用限流電阻控制油泵轉(zhuǎn)速

2）用燃油泵控制模塊（油泵ECU）控制油泵的轉(zhuǎn)速。如圖2-81所示，發(fā)動機起動或在大負荷下工作時，發(fā)動機控制單元向油泵控制模塊的FPC端輸入一個高電位信號，此時油泵控制模塊的F_P端向油泵電動機供應(yīng)較高的電壓（相當(dāng)于蓄電池電壓），使油泵高速運轉(zhuǎn)。

發(fā)動機起動后，在怠速或小負荷下工作時，發(fā)動機控制單元向油泵控制模塊的FPC端輸入一個低電位信號，此時油泵控制模塊的F_P端向油泵電動機供應(yīng)低于蓄電池的電壓（約9V），使油泵低速運轉(zhuǎn)。

當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于最低轉(zhuǎn)速（如120r/min）時，發(fā)動機控制單元FPC端不向油泵控制模塊輸出任何信號，斷開油泵電路，油泵控制模塊將斷開油泵電源電路，使油泵停止工作。圖中DI電路，為油泵控制模塊的故障診斷信號線路。

（4）用發(fā)動機控制單元和燃油壓力開關(guān)控制燃油泵 在某些通用汽車上的燃油泵中，當(dāng)發(fā)動機的點火開關(guān)接通時，發(fā)動機控制單元給燃油泵繼電器的線圈通電，使繼電器觸點閉合并通過觸點接通了內(nèi)置于燃油箱里的燃油泵，如圖2-82所示。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，燃油泵始終工作。若點火開關(guān)接通2s而發(fā)動機并沒有起動，ECU就會停止向燃油泵繼電器供電，繼電器的觸點斷開而停止泵油。

如果點火開關(guān)在接通位置而燃油管路因為事故損壞，ECU和燃油泵繼電器具有防止燃油從損壞的管路噴出的安全裝置。有個燃油壓力開關(guān)與燃油泵繼電器觸點并聯(lián)在一起。如果繼電器失效，電壓將通過燃油壓力開關(guān)觸點加到燃油泵上，使燃油泵和發(fā)動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)。在寒冷的天氣下，如果燃油泵的繼電器失效，燃油壓力不會立即建立，發(fā)動機將會起動困難。

（5）用慣性開關(guān)控制油泵 在福特公司的汽車上，在燃油泵線路上串聯(lián)了一個慣性開關(guān)。開關(guān)中一個磁鐵體將鋼球固定在固定位置上。當(dāng)發(fā)生碰撞時，鋼球會克服磁力的吸附向上沖并碰上目標盤而斷開開關(guān)上的觸點，慣性開關(guān)這種作用斷開了燃油泵電路而使燃油泵停止工作，如圖2-83所示。

在慣性開關(guān)的頂部有個復(fù)位按鈕，這個按鈕必須用力才能關(guān)閉和復(fù)位，燃油泵才能再工作，在大多數(shù)福特車上，慣性開關(guān)位于主線路中。

圖2-81 用燃油泵控制模塊（油泵ECU）控制油泵的轉(zhuǎn)速

圖2-82 用發(fā)動機控制單元和燃油壓力開關(guān)控制燃油泵

1—燃油泵熔絲 2—燃油泵繼電器 3—燃油壓力開關(guān)接頭 4—燃油壓力開關(guān) 5—燃油泵 6—噴油器 7—ECU接繼電器觸點端8、9—ECU控制端

（6）用自動切斷繼電器控制包括油泵在內(nèi)的燃油噴射系統(tǒng)和點火系統(tǒng) 在克萊斯勒公司的電子燃油噴射系統(tǒng)中，有一個燃油泵繼電器即自動切斷（ASD）繼電器，如圖2-84所示。當(dāng)點火開關(guān)在接通的位置時，ECU將燃油泵繼電器線圈的接地線接地，使繼電器觸點閉合，通過自動切斷繼電器觸點，向燃油泵、點火初級線圈正極、氧傳感器加熱器和噴油器供電。

圖2-83 用慣性開關(guān)控制油泵

1—開關(guān)關(guān)閉位置 2—偏置彈簧 3—電觸頭 4—插頭 5—開關(guān)開啟位置 6—杠桿 7—球 8—磁體

圖2-84 用自動切斷繼電器控制EFI和點火系統(tǒng)

在克萊斯勒汽車的發(fā)動機上，發(fā)動機必須在ECU給ASD繼電器線圈接地前轉(zhuǎn)動。最先進的ECU是在點火開關(guān)接通位置，和繼電器保持閉合的同時，也就是發(fā)動機正在起動或運轉(zhuǎn)時將ASD繼電器線圈接地。如果點火開關(guān)在接通位置持續(xù)0.5s而發(fā)動機并沒有轉(zhuǎn)動，ECU將斷開ASD繼電器線圈接地電路。這樣，ASD繼電器觸點打開不再向燃油泵、初級線圈正極接頭、噴油器和氧傳感器的加熱器供電。在最新的克萊斯勒汽車的發(fā)動機上，燃油泵已從ASD繼電器控制中分離出來，有專門的燃油泵繼電器控制。