宝马N20发动机燃油供给系统原理解析

江苏省无锡汽车工程中等专业学校（214153） 孔水清

宝马N20发动机燃油供给系统原理解析

江苏省无锡汽车工程中等专业学校（214153） 孔水清

1 宝马N 2 0发动机燃油供给系统的组成

宝马N20发动机采用了高压喷射装置HDE，它与高精度喷射系统HPI的不同之处在于使用了多孔喷嘴式电磁阀喷射器，组成如图1所示。宝马N20发动机由共轨至喷射器的高压管路在共轨侧不再采用螺栓连接方式而是采用了焊接方式；取消了燃油低压传感器，采用通过探测发动机转速和负荷进行燃油量调节。

图1 宝马N20发动机燃油供给系统的组成

2 宝马N 2 0发动机燃油供给系统主要部件

2.1 高压泵

宝马N20发动机使用的Bosch高压泵是一个单活塞泵，由排气凸轮轴通过3段凸轮进行驱动（图2）。

2.2 电磁阀喷射器

宝马N20发动机采用了Bosch电磁阀喷射器HDEV5.2（图3），它是一个向内敞开的多孔阀，Bosch电磁阀喷射器HDEV5.2的喷射角度和喷射形状可变性较高，适用于最高200 bar（1 bar=100 kPa）的系统压力。

电磁线圈通电时会产生磁场，磁场使喷嘴针克服弹簧力从阀座上抬起并打开喷射器排油孔，共轨内的高压通过排油孔将燃油高速压入气缸内，通过切断供电结束喷射，此时在弹簧力作用下将喷嘴针压入阀座内。

阀门快速打开和关闭并在开启期间确保开启横截面保持不变，因此喷射的燃油量取决于共轨压力、燃烧室内的背压及喷射器开启时间。与以前所用喷射器不同，宝马N20发动机的电磁阀喷射器根据气缸盖结构采用了较长且相对敏感的喷射器杆。喷射器杆外部采用塑料制成，内部使用1根金属管作为燃油管路。

图2 高压泵

图3 Bosch电磁阀喷射器HDEV5.2

2.3 电动燃油泵

电动燃油泵是将贮存在燃油箱内的燃油输送至喷油器的燃油管路内，是由电动燃油泵控制系统（EKPS）或电动燃油泵继电器进行控制。如果车辆配有系统“电子调节电动燃油泵”，发动机控制单元根据驾驶人意愿和发动机运行状态，计算出各时间点所需要的燃油量，所需的燃油量作为信息通过CAN总线发送到电动燃油泵控制系统（EKPS）。电动燃油泵控制单元（EKPS）利用一个按脉冲宽度调制的输出电压（PWM信号）调节电动燃油泵的转速，从而使电动燃油泵准确输送出所需的燃油量，为此将在电动燃油泵控制系统中存储燃油需要量的特性曲线，根据特定的发动机和型号对特性曲线进行设码。通过相应的设码，可以运行配备相应控制单元型号的不同燃油泵。

EKPS根据电动燃油泵型号不同，有以下2种控制单元：普通直流电（DC）；三相无刷电动机（EC）。这两种控制单元在外观上的区别在于其连接器的颜色：普通直流电型号的控制单元连接器为波尔多红色、交流电型号的连接器为白色。燃油泵控制系统（EKPS）始终连接在总线端上，在未激活状态下只需要很小的休眠电流。

2.4 油轨压力传感器

油轨压力传感器（图4）旋入燃油分配器（油轨）的末端中，此传感器向发动机控制单元提供高压泵后的燃油压力。油轨压力传感器采用应变仪进行压力测量，施加压力时，传感器中装有应变仪的金属膜会发生变形。应变仪的电阻变化将通过一个测量电桥，以电子方式进行记录并分析。然后，测得的电压作为实际值输入到油轨压力控制中。油轨压力的有效信号根据压力变化而波动。测量范围约0.5 V～4.5 V，对应的油轨压力为0 bar～250 bar（1 bar=100 kPa），油轨压力传感器的特性线如图5所示。

图4 油轨压力传感器

图5 油轨压力传感特性线

2016-07-30）