摘要：L3G缸内直喷1.5L发动机是上汽通用汽车最新引入的小排量高性能动力产品，该发动机高压燃油控制系统的核心部件主要包括高压油泵及燃油压力调节阀、高压燃油压力传感器、高压燃油导轨和喷油器。研究各部件及控制电路的工作原理是完成该发动机高压燃油控制系统维修的基础。
0 引言
汽油机缸内直喷技术是将汽油供给压力升高到至5.15 MPa、通过喷油器直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。这样喷射压力进一步提高，燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合。各大汽车生产厂家均推出了自己的缸内直喷技术及发动机，如大众FSI （Fuel Stratified Injection）燃油分层喷射、通用SIDI （Spark Ignition DirecTInjection）火花点燃直接喷射技术、三菱GDI （Gasoline DirecTInjection）汽油直接喷射技术等。
1 高压燃油控制系统核心部件工作原理
高压油泵及燃油压力调节阀、高压燃油压力传感器、高压燃油导轨和喷油器是缸内直喷高压燃油控制系统的3大核心部件。
1.1高压油泵及燃油压力调节阀
高压油泵的功能是根据发动机工况，将电动燃油泵提供的燃油压力升高至规定范围内，最高可达15 MPa。高压油泵一般为单活塞高压泵，一般安装在发动机凸轮轴附近，由凸轮轴驱动。同时，高压油泵内部安装有高压燃油压力调节阀，其功能是根据发动机转速及负荷不同，将油压调整在5-15 MPa之间，以保证发动机在各种工况下均高效运转。
1.2高压燃油压力传感器
缸内直喷发动机燃油系统一般配有2个燃油压力传感器，一个是低压油路燃油压力传感器，位于底盘燃油管上。低压燃油压力传感器检测燃油管中的燃油压力，向发动机控制单元提供一个燃油压力信号，用于提供“闭环”燃油压力控制，属于低压燃油供给系统，在此不赘述。另一个是高压燃油压力传感器，也称为燃油导轨压力传感器，安装在高压油轨上，能测量高达20 MPa的压力。该传感器的原理是内部有一个钢膜，在钢膜上镀有应变电阻。压力作用到钢膜的一侧时，由于钢膜弯曲，就引起应变电阻的阻值变化，压力升高时电阻降低，于是信号电压升高，由此来检测高压燃油压力。
1.3高压燃油导轨和喷油器
高压燃油导轨也称为高压燃油分配管，其功能是将一定的燃油压力分配到高压喷油器，并且提供足够大的容积来补偿压力波动。燃油分配管是高压储存器，也是喷油器、燃油压力传感器、压力限制阀的安装架以及高／低压系统之间的连接部分。高压喷油器的结构与工作原理与普通汽油机喷油器类似，只不过高压喷油器的工作条件、环境更加苛刻，其结构与制造工艺更加精密。其功能是将精确计量的燃油直接喷入燃烧室的特定区域中雾化，以便形成所需要的均匀可燃混合气。
2 高压燃油控制系统核心部件电路分析
掌握高压燃油控制系统核心部件电路控制原理，熟悉各部件线束端子的作用，是完成该控制系统检修的基础。
2.1高压燃油压力调节阀电路分析
高压燃油压力调节阀是由发动机控制单元控制的电磁阀，常见为12 VA永宽调制（PWM）信号控制。通用L3G发动机高压燃油压力调节阀安装在高压油泵G18内，通过2根导线与发动机控制单元K20相连接。线束端子1为低电平控制信号，端子2为高电平控制信号。
2.2高压燃油压力传感器电路分析
高压燃油压力传感器一般通过3根导线与发动机控制单元相连接。通用L3G发动机高压燃油压力传感器B47B使用美国汽车工程师协会（SAE） J2716单缘半字节传输（SENT）协议，将燃油压力和温度信息通过串行数据进行传输。燃油导轨压力传感器内部微处理器可以在一个3线传感器上实现4个独立信号输出。发动机控制单元K20为燃油导轨压力传感器提供一个5.0 V参考电压电路、一个低电平参考电压电路和一个异步信号／串行数据电路。线束端子1为低电平参考电压，端子2为传感器信号，端子3为5.0 V参考电压。
2.3高压喷油器电路分析
高压喷油器的控制电路与缸外喷射普通喷油器的电路不同。普通喷油器一般采用继电器12V供电，发动机控制单元控制搭铁的电路设计，控制搭铁导通的时间即为喷油器的喷油时间。而缸内直喷高压喷油器，2根导线直接与发动机控制单元连接，控制单元既给喷油器供电，又完成喷油器控制。通用L3G发动机的4个高压喷油器Q17A、Q17B、Q17C、Q17D分别通过2根导线与发动机控制单元K20连接。每个喷油器线束两个端子，端子1为喷油器高压控制，端子2为喷油器高压电源。
3 高压燃油控制系统核心部件及电路检修
在掌握高压燃油控制系统核心部件及电路工作原理的基础上，就可以使用检测设备，完成该系统的检修。以下检修过程以通用L3G发动机为例。
3.1高压燃油压力调节阀及电路检修
此检修内容的主要步骤如下：（1）用万用表检测调节阀内阻，标准值为1.09～1.21Ω；（2）用万用表检测调节阀静态高电平控制电压，即线束端子2和搭铁之间的电压为10.0～12.0 V; （3）用万用表检测调节阀静态低电平控制电压，即线束端子1和搭铁之间的电压为2.0～5.0 V; （4）用示波器检测调节阀动态脉宽调制（PWM）控制信号波形。
3.2高压燃油压力传感器及电路检修
此检修内容的主要步骤如下：（1）用万用表检测传感器低电平电路与搭铁阻值，即端子1与搭铁之间的阻值应小于2.00Ω; （2）用万用表检测传感器参考电压，即线束端子3和搭铁之间的电压为4.8～5.2 V; （3）用万用表检测传感器动态信号电压，即端子2和搭铁之间的电压为1.0～5.0 V。
3.3高压喷油器及电路检修
此检修内容的主要步骤如下：（1）用万用表检测高压喷油器的内阻，标准值为1.35～1.65Ω（2）用万用表检测高压喷油器静态控制电压，即线束端子1和搭铁之间的电压是否为112蓄电池电压±0.5V（3）用示波器检测喷油器动态控制波形。
3.4高压燃油系统卸压
高压燃油系统的最高油压可达15 M Pa，高压流出的燃油会对皮肤和眼睛造成严重伤害。在拆卸处于高压力下的部件前，必须对燃油系统泄压。泄压操作通常的步骤如下：（1）连接故障诊断仪；（2）指令燃油泵继电器断开，从而切断低压燃油泵；（3）启动发动机，并怠速运行直至熄火；（4）使用故障诊断仪读取燃油压力数据，确认燃油压力很小或没有，如果仍有燃油压力则继续泄压操作。
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