BF6M1013電控單體泵供油系統(tǒng)培訓教材

1、BF6M1013電控單體泵供油系統(tǒng)國第汽車集團公司1 電控單體泵總成電控單體泵供油系統(tǒng)Electronically Controlled UnitPump System)一、概述電控單體泵供油系統(tǒng)，顧名思義，它的供油系統(tǒng)的核心部件噴油泵是單體的，單個的。與傳統(tǒng)的機械式噴油泵相比，在結構形式上主要有兩點不同，一是每個油泵都是獨立的，分別安裝在發(fā)動機氣缸體上，對應每一氣缸在氣缸體上有安裝單體泵的孔，六缸柴油機就有六個單體泵，（四缸柴油機就有四個單體泵），這六個單體泵是由整個發(fā)動機的凸輪軸來驅動，也就是說單體泵一般作為整體部件裝在柴油機的氣缸體上，由配氣凸輪軸上的噴射凸輪驅動。而傳統(tǒng)的六缸柴油機的機

2、械式噴油泵是布置在整機缸體的外側，通過外部托架固定在發(fā)動機缸體上，在噴油泵泵體內，有一根凸輪軸，專門驅動六套柱塞，通常稱作一臺噴油泵。第二點不同是電控單體泵的上部有電磁閥，電磁閥能夠按照特性圖譜的數據精確地控制噴射正時及噴油時間。傳統(tǒng)的機械式噴油泵是位置控制，通過控制齒條的位置來控制油量，無法控制提前角的柔性，見圖1。圖2為傳統(tǒng)的機械式噴油泵。單體泵是最新的技術之一，它使燃燒更適合工況的需要，因而燃燒更充分，效率更高，降低了排氣污染和燃油消耗率。它還有以下優(yōu)點： 由凸輪軸通過挺柱驅動，結構緊湊，剛度好。 噴油壓力可以高達1600bar。 較小的安裝空間。高壓油管短，且標準化。2 機械式噴油泵總

3、成155.33 1013 系列發(fā)動機電控單體泵外形 調速性能好，適用不同用途發(fā)動機，任意設定調速特性。 具有自排氣功能。 換泵容易。目前一汽生產的電控單體泵供油系統(tǒng)的發(fā)動機主要有兩大系列，一是1013 系列，一是2012 系列，分別以BF6M1013-28E3 、BF6M2012-21E3 為基本型，其中B 代表增壓機型，F(xiàn) 代表高速四沖程機型，6 代表六缸，M 代表水冷，10 或 20 代表產品序列號，13 或 12 代表活塞沖程，1013 的缸徑×沖程為108× 130（ mm） ，2012 的缸徑×沖程為 101× 126（ mm） ，后邊的28或

4、 21 代表發(fā)動機的功率為280 馬力或 210 馬力， E3 代表滿足歐3 排放。對于供油系統(tǒng)，1013 系列與 2012 系列的最大不同是單體泵外形高度不同。1013 高度為229.05mm（壓縮后的尺寸）,見圖3； 2012高度為202.05（壓縮后的尺寸），見圖4。本文以下以BF6M1013-28E3為例。4 2012 系列發(fā)動機電控單體泵外形圖 5 單體泵系統(tǒng)在發(fā)動機中布置如圖5所示，是典型的單體泵系統(tǒng)在發(fā)動機中的布置，稱為 PLD系統(tǒng)。 電控單體泵供油系統(tǒng)是帶時間控制的模塊式裝置，發(fā)動機每個氣缸都配有一個單獨的模塊，主要組件：整體插入式高壓泵：快速作用的電磁閥；較短的高壓油管；噴油

5、器總成。加上供油回路，單體泵供油系統(tǒng)組成如圖6所示：6 柴油供給系統(tǒng)組成1 低壓油路柴油從柴油箱1出來，經過燃油輸油泵3進入柴油濾清器5過濾之后，非電控機型則進入鑄在缸體內的低壓油室，回油也在此油室內，低壓油室的壓力為5bar 。電控發(fā)動機柴油從柴油濾清器出來之后，從外部接頭進入連接電控單體泵的金屬低壓油路，每個泵都單獨與外面的燃油進油管連接。燃油回油通道鑄在氣缸體上，如圖7所示。1 - 柴油箱 2 - 燃油進油管3 燃油輸油泵4 濾清器前燃油管5 燃油濾清器6 濾清器后燃油管7 單體泵8 高壓油管9 噴油器10 限壓閥 11 回油管12 回油管 13 燃油箱內進回油管距離規(guī)定圖 7 電控發(fā)動

6、機低壓油路低壓油路中壓力的穩(wěn)定對發(fā)動機的功率輸出是至關重要的。在發(fā)動機出現(xiàn)功率不足的情況時，應首先測量低壓油路的壓力，測量位置為低壓油路外部接頭處。P 4.5bar ，在發(fā)動機轉速為2300r/min 時。2 高壓油路噴油器挺柱電控單體泵8 布置與主要結構低壓油路內的燃油從單體泵7 經過很短的高壓油管8 到噴油器 9， 當壓力達到220bar時，噴油器開啟，將燃油呈霧狀噴入到燃燒室，與空氣混合而形成可燃混合氣。從柴油箱到金屬燃油管接頭這段油路中的油壓是由燃油輸油泵建立的，而輸油泵在發(fā)動機額定轉速下的出油壓力一般為5bar左右， 故這段油路稱為低壓油路，只用以向單體泵供給濾清的燃油。從單體泵到噴

7、油器這段油路中的油壓是由單體泵建立的，為1600bar 左右。3 燃油回流由于輸油泵的供油量比單體泵的出油量大10 倍以上，大量多余的燃油經限壓閥10 和回油管12 流回柴油箱，并且利用大量回流燃油驅凈油路中空氣，有自動排氣功能。4 燃油溫度傳感器用于燃料的油溫，燃料噴射量的修正。三、電控單體泵供油系統(tǒng)在發(fā)動機中的布置與主要結構見圖 8噴油器：位置傾斜20°，無回油噴油器，噴射壓力1800bar ；電控單體泵：型號：PLD12A，傾斜10°，柱塞直徑10mm，噴射壓力 1600bar ；挺柱：直徑32mm，滾輪直徑24mm凸輪桃：基圓直徑36mm，行程14mm高壓油管: 各

8、缸形狀完全一致，其展開長度為196mm, 外徑 6mm, 內徑 1.8mm；通過一個齒輪副的穩(wěn)定的凸輪軸驅動；低燥聲，高承重比率嚙合；發(fā)動機飛輪側凸輪軸驅動，與配氣機構共用一根凸輪軸，形成穩(wěn)定的一級驅動；機械和電子噴射可以平行應用。高壓接頭缸體高壓腔燃油進口回油通道 定子燃油回油道及環(huán)形腔油孔直徑10mm柱塞，鈦涂層，耐磨柱塞彈簧滾輪電磁閥針行液力控制閥程止動座油泵體銜鐵柱塞彈簧挺柱總成2結構及工作原理：10 電控單體泵結構及工作原理9 電控單體泵結構高壓腔1. 主要功能：在發(fā)動機各種工況下，按照整機要求定時、定量供給高壓燃油，使各缸能夠正常工作，發(fā)出要求的功率，扭矩，同時滿足排放標準。 它對

9、發(fā)動機的性能、工作可靠性和耐久性起到至關重要的作用，是燃油供給系統(tǒng)的核心部件。2. 結構及工作原理結構如圖9、 10所示。電控單體泵安裝在發(fā)動機缸體上，由發(fā)動機的配氣凸輪軸上的噴射凸輪通過挺柱總成驅動柱塞，挺柱壓縮柱塞彈簧。凸輪上行過程， 壓縮柱塞彈簧，凸輪下行過程，柱塞彈簧釋放，凸輪連續(xù)旋轉，使柱塞做往復直線運動。在不通電的情況下，電磁閥是打開的。 凸 輪在基圓位置時，柱塞位于下止點，高壓腔與低壓腔中的燃油壓力相等。壓 縮供油：凸輪軸旋轉，凸輪通過挺柱壓縮柱塞向上運動，只有在ECU使電磁閥通電并關閉以后，高壓區(qū)才能形成壓力。高壓腔中的燃油在柱塞壓縮下產生高壓。泵端燃油壓力可達1600bar

10、。 噴 射： 高壓燃油在高壓油管中傳遞，并在到達噴油嘴時壓力繼續(xù)提升在約220bar的壓力時，噴嘴打開，燃油噴入到燃燒室中。噴射壓力達到1800bar 。挺柱總成(4).噴射結束：在EC暝電磁閥斷電并打開以后，高壓油腔與低壓 油腔相通，高壓油腔及噴嘴壓力也大大下降，噴嘴落座，噴射 過程結束。在柱塞的下一次運動中，重新開始新的過程。當電磁閥打開時， 允許在進油行程把燃油吸入油泵的油缸，在供油行程再經原路排回去。電控單體泵的控制方式是時間控制，無需在噴油正時與曲軸位置之間有直接的連接。 噴油起始點必須與精確規(guī)定的活塞或曲軸位 置相對應。它是靠在曲軸上裝一個信號轉子，同時在凸輪軸上裝有與各缸噴射同步

11、的脈沖信號發(fā)生器來完成的。噴射過程的閉環(huán)控制是根據按嚴格規(guī)定的相互關系存貯于電 子控制單元中的程序進行的。 裝在發(fā)動機上的電子控制單元控制著 單體泵的電磁閥。電子控制單元應用數字技術來監(jiān)測并處理各種輸 入的傳感器信號。墊片3維修保養(yǎng)：電控單體泵總成固定在發(fā)動機缸體里，機械部分一般不需維修保養(yǎng)， 如果該部件一旦出現(xiàn)故障應到供應商指定服務站進行總成整體更換或維修，問題件應由供應商特許專業(yè)人員進行檢查。未經允許不可進行部件拆卸、解體。3.1 單體泵總成拆卸步驟：3 1 1 將汽車鑰匙開關旋轉至鎖止位置（LOCK） ，并在發(fā)動機徹底冷卻以后，方可進行保養(yǎng)維修操作。3 1 2 分別斷開低壓燃油管（六缸全

12、部斷開）、高壓油管、電氣線束連接插接件。需將各缸金屬低壓油管全部斷開，并要注意保持清潔。3 1 3 拆卸電控單體泵總成時，如圖11, 先將兩個固定螺栓松開一部分， （千萬不要完全松開，因為如果挺柱處在凸輪的最高點時，完全松開螺栓，單體泵會彈出來，發(fā)生意外。）單體泵會上移，此時轉動曲軸，直到看到單體泵下降到停止，這說明挺柱處在凸輪的基圓上，這時再完全松開固定螺栓，拿出單體泵。3 1 4 取出墊片。3 1 5 單體泵的檢測須由供應商特許專業(yè)人員進行。11 電控單體泵裝配圖3 2 裝配步驟：3 2 1單體泵上與缸體相接觸的密封圈、定位孔，缸體的倒角整個范圍內都用潤滑劑潤滑。3 2 2 調整墊片（厚度

13、2.4mm）裝配在挺柱中心。3 2 3 轉動曲軸，使單體泵挺柱總成明顯處在凸輪基圓上，裝入單體泵，裝上螺栓，兩個螺栓同步預擰緊，力矩為5N· m，然后按30 N· m擰緊。3 2 4螺栓和法蘭用鉛封標記，在螺栓四周邊90°涂上鉛封漆。五、噴油器1 主要功能：將油泵提供的高壓燃油以一定的空間分布，霧狀噴入發(fā)動機燃燒室， 以便燃油與空氣形成有利于燃燒的可燃混合氣，可燃混合氣燃燒后的排放廢氣要求達到歐3排放法規(guī)。它是燃油供給系統(tǒng)的關鍵部件。2結構及工作原理結構如圖12所示噴油器總成在結構上無回油管，可以避免回油管斷裂、不密封的危險。燃油經電控單體泵加壓后，由高壓油管輸送

14、到噴油器進油端，經噴油器濾芯孔、進油道到達噴油嘴偶件，當壓力室內壓力為220bar 時，高壓燃油使軸針抬起，燃油經噴孔噴出。3維修保養(yǎng)先看噴油器總成的裝配圖，見圖13進油道承壓銷噴油嘴鎖緊螺帽軸針壓力室噴孔密封錐面連接螺紋噴油器體調壓墊片調壓彈簧定位銷軸針體12 噴油器結構液中毒。3.1.5 將噴油器連接到噴嘴測試儀上噴油器壓 板螺栓1 3 噴油器總成裝配圖噴油器總成墊密圈3.1.6 檢查開啟壓力開啟測壓計，慢慢壓下噴油器杠桿，在壓力計指針停止或突然下降點的壓力即為開啟壓力。開啟壓力檢測值為(220 230) bar 時，噴油器可繼續(xù)使用。噴油器壓 板高壓油管噴油器總成封閉在氣門室罩蓋里，如果

15、要總成拆卸時，需先拆卸氣門室罩蓋。3 1 拆卸步驟：3.1.1 清理噴油器和高壓油管連接部分周圍區(qū)域3.1.2 松開高壓油管兩端的鎖緊螺母，取下高壓油管，并妥善保管3.1.3 松開噴油器壓板螺栓，取下壓板，妥善保管3.1.4 取出噴油器，前端的墊密圈一般也隨之帶出噴油器總成的校驗，須由專業(yè)人員在專用的試驗臺上進行，在檢測噴油器時只能使用符合ISO4113 規(guī)定的純凈測試油或者是清潔的柴油?？赡芤鹧貏e注意：謹防噴油器噴出的霧狀柴油滲入皮下組織，3.1.7 噴油器開啟壓力的調整 松開噴油嘴鎖緊螺帽 軸針和軸針體是一對精密配合偶件，不可以互換更不可以弄混 淆。不要用手指觸摸軸針。當軸針體在豎直位

16、置時，軸針應能憑借 自身重量慢慢自行滑進軸針體內。 拆開順序注意： 如果軸針不能平順滑落，要在柴油中再繼續(xù)清洗噴油嘴偶件。必要時要更換噴油嘴偶件。新的噴油嘴偶件同樣要在干凈的柴油中清洗。 檢查中間盤的表面的磨損情況，定位銷是否安裝。1 . 噴油嘴鎖緊螺帽2 .噴油嘴偶件3 .中間盤 放入調壓墊片4 .承壓銷5 .調壓彈簧6 .調壓墊片 在干凈的柴油中清洗所有的部件。 安裝噴油嘴偶件，針閥體上的定位銷孔要和中間盤上的定位銷注意：開啟壓力取決于墊片的厚度,調整墊片越厚則開啟壓力越大。 放入壓縮彈簧相配合。注意：軸針千萬不要掉出軸針體。 放入承壓銷，中心頸面向調壓彈簧。 放入中間盤，定位銷插入噴油器

17、體端面孔中。 旋上噴油嘴鎖緊螺帽。 鎖緊噴油嘴鎖緊螺帽，緊固力矩(30 40)N · m 在噴嘴測試儀上重新檢測開啟壓力，為220bar 。 緊固檢查按下測壓計手柄直至壓力達到比上一次開啟壓力讀數低約20bar 。如在 10 秒內沒有滴漏現(xiàn)象，表明噴油器緊固正常。在有滴漏的情況下，噴油器必須拆解并清洗干凈，再進行裝配，如果這樣還不能防止滴漏，則此噴油器必須更換。3.2 打壓及噴霧試驗打壓試驗可以通過聽到的聲音簡易地檢查軸針在軸針體中的運動。 新的噴油器會發(fā)出與使用過的噴油器不同的噴霧聲，由于軸針在軸針體中的磨損可引起損壞，如果盡管清洗后的噴油器仍不能發(fā)出正常的噴霧聲，則必須更換。一個

18、正常使用的噴油器，在手柄快速的運動中，應發(fā)出清晰的噴霧聲，同時應呈現(xiàn)出良好的噴霧形式。新的噴油器和舊的噴油器噴霧形式會有顯著不同。歐3 噴油器為7 孔。3.3 安裝步驟注意：安裝噴油器須使用新的專用密封墊，是銅密封墊，厚度為3.4 mm。3.3.1 在噴油器總成放銅密封墊處涂少許潤滑脂3.3.2 裝上銅密封墊3.3.3 裝上噴油器總成，總成標識遠離電控單體泵方向3.3.4 擱上兩個壓板3.3.5 擰緊壓板螺栓至(16 21)N · m六、高壓油管1 4 高壓油管6 1 概述電控單體泵供油系統(tǒng)的高壓油管各缸形狀完全一致，且長度短,不變形，其展開長度為196mm, 外徑 6mm, 內徑

19、1.8mm,能承受的工作壓力為1800bar ，端頭采用錐面密封。6 2 高壓油管的安裝6.2.1 將高壓油管置于單體泵和噴油器總成上，同時檢驗錐面是否與單體泵總成出油口的錐面和噴油器總成進油口的密封錐面正確6.2.2 預緊兩端鎖緊螺母至5N· m,之后擰緊至(30 ± 3.5)N · m、燃油輸油泵1 主要功能在發(fā)動機各種工況下，以一定壓力和輸油量向電控單體泵提1 5 燃油輸油泵總成15.2. 結構及工作原理1皮帶輪2 驅動軸3 螺母 4 墊片 5 擋圈 6 軸承 7 骨架油封8 泵體 9 外轉子10 內轉子11 平鍵 12 泵蓋 13 O 型圈 14 自攻自鎖

20、螺釘15 軸套 17 螺堵 18 墊片 19 柱塞彈簧20 鋼球 21 柱塞 22 柱塞平衡彈簧泵體 8 內有一對齒數相差1 又相互嚙合的內外轉子10/9 ，內轉子 10 通過平鍵11 與驅動軸2 聯(lián)接。 驅動軸 2 通過軸承6 及軸套15 支承在泵體8 上。 泵蓋 12用三個自攻自鎖螺釘14固緊在泵體8外轉子該泵優(yōu)點：結構緊湊，體積小， 流量脈動小，運轉平穩(wěn)噪聲??；工作原理：見圖17吸油室內轉子8齒壓力室1 7 燃油輸油泵工作原理9齒上。在泵體8 的端面上開有一密封槽，裝一O 型圈 13 用來防止泵內燃油從泵體與泵蓋結合面外泄。泵體內安裝一骨架油封7，防止燃油從驅動軸處外泄。在泵體內高壓油腔

21、與低壓腔之間設有一限壓閥裝置：由螺堵17、墊片18、柱塞彈簧19、柱塞 21、鋼球 20 和柱塞平衡彈簧22 組成。安裝在泵體內的軸承用擋圈5 卡住。皮帶輪 1 用墊片 4 及螺母 3 固定在驅動軸2 上。 低壓腔與油封之間有一潤滑油孔，泵體上有一溢流孔。該燃油輸油泵為轉子泵，主要有一對內嚙合的內、外轉子組成。 外轉子齒數9 比內轉子齒數8 多一齒， 兩轉子之間有一偏心距，內轉子為主動輪帶動外轉子異速同向旋轉，由內外轉子、泵體及泵蓋等零件形成兩個獨立的密封腔。隨著轉子的旋轉, 左半部齒退出嚙合，低壓腔容積增大形成一定真空度，實現(xiàn)吸油，該腔稱為吸油室；右半部齒進入嚙合，壓油腔容積減小，油壓升高，

22、實現(xiàn)泵油，該腔稱為壓力室。當壓力室油壓高于限壓閥開啟壓力時，限壓閥鋼球開啟，壓力室和吸油室相通，實現(xiàn)卸壓。燃油輸油泵通過帶傳動直接由曲軸驅動。見圖183. 燃油輸油泵性能3.1 密封性能軸與軸封配合處不允許漏油; 輸油泵本體及各密封面處不允許有漏油現(xiàn)象。3.2 吸油能力在燃油輸油泵轉速250r/min 和出油背壓為(0 10)kPa 時 , 輸油泵必須在30s 時間內從出油口輸出燃油。3.3 燃油輸油泵總成的輸油量Qmin=0.3L/min,n油泵=170r/min, P=50kPa ；Qmin=6L/min,n油泵=3000r/min,P=500kPa ；QN=(10 14)L/min, n

23、 油泵 =5375r/min,P=250kPa ；3.4 限壓閥開啟壓力:P>500kPa當壓力室油壓高于限壓閥開啟壓力時，限壓閥鋼球壓縮柱塞，壓力室和吸油室相通，實現(xiàn)卸壓。在低壓油路中有空氣的情況下,打動手油泵,鋼球開啟，燃油經柱塞到壓力室，是排氣功能。如圖19。18 燃油輸油泵在發(fā)動機輪系上的布置1 9 限壓閥功能4. 拆卸步驟4.1 從整機上拆下燃油輸油泵及連接板合件4.2 拆下連接板，檢查燃油輸油泵，燃油輸油泵的性能要在專用試驗八、回油閥1 主要功能控制低壓油路中的燃油壓力，將多余的燃油引回燃油箱。2 結構及工作原理九 、燃油供給系統(tǒng)故障診斷與排除見燃油供給系統(tǒng)示意圖，圖20，表示了整個供油回路。卸壓閥20 燃油供給系統(tǒng)示意圖燃油細濾器總成燃油粗濾器燃油進油管b燃油輸油泵總成旁通閥輸油量：Q=10L/min在發(fā)動機轉速2500rpm,供油壓力5bar燃油供給系統(tǒng)故障診斷與排除故障現(xiàn)象診斷排除發(fā)動機起動不著發(fā)動機燃油未供上去，燃油箱中燃油液面過低，油箱中的吸油管吸不上來油。向燃油箱中加入燃油，燃油品質符合GB/T19147車用柴油。燃油輸油泵不工作。燃油輸油泵中限壓閥上的柱塞卡住，拆下輸油泵，由專業(yè)人員檢測，或修復或更換。燃油濾清器阻塞。拆下燃油進油管c連接發(fā)動機進油口端，打動燃油粗濾器上的手油泵，看是否大量出油，如果不出或很少，更換燃