你了解宝马燃油高压系统吗?

汽车   2024-09-08 21:59   广西  

    宝马高压系统介绍

文|小悦

宝马(BMW)作为世界知名的豪华汽车制造商,其发动机技术的不断创新始终引领着行业潮流。


其中,TwinPower Turbo技术作为宝马动力系统的核心,集成了多项先进技术,其中高精度直喷系统(High Precision Injection, HPI)更是其技术亮点之一。本文将深入探讨这一系统的工作原理、优势、最新发展以及维修注意事项


其核心就是位于气门和火花塞之间的压电式喷油嘴,燃油压力这时最高达 350 bar,且燃油可于0.14毫秒内喷射。




这样一来,单个燃烧过程中可以引入多次燃油喷射,且每一次的量都非常少,这样就不像传统的的喷射系统,会有一部分燃油喷洒在燃烧室壁上造成浪费。


这样高精度的电子控制直喷系统,喷射次数和喷射量都会根据所需功率和气缸温度,气缸压力做出调整,最大的益处就是实现了燃油的充分燃烧,使得做功过程更加高效,一定程度上提升发动机的功率输出。


但是,这样直喷系统的发动机会带来的问题就是积碳增多。大家知道,积碳的增多势必会影响到发动机的工况和运行。而对于缸内直喷发动机来讲,又会引起燃烧室积碳和进气门积碳。


BMW高压系统优点


  宝马发动机通过直接喷射工作。直接喷射用于提高功率。燃油压力这时最高达 350 bar (怠速:50 bar,满负荷:350 bar)。


燃油压力 350 bar 的发动机示例:模块化发动机 Bx8TU1、N63TU3、N74TU2、S63TU4 通过使用直接喷射系统,可在整个燃烧室内实现均匀的混合气形成。均匀的混合气形成意味着,像进气管喷射装置一样按化学计算 (空气过量系数 = 1) 调节空燃比。


“按化学计算”表示 14.7 千克空气与 1 千克燃油的比值为空燃比。通过均匀的混合气形成可以使用常 规排气再处理。每个气缸各自的全顺序喷射装置具有下列优点: 


  • 每个单个气缸的最佳混合气制备 

  • 喷射时间与发动机运行状态 (发动机转速、负荷和温度) 匹配 

  • 在交变负荷时有选择地修正各个气缸的燃油喷射 (在一个进气行程期间可以通过追加燃油喷射、延长或缩短来校正喷射时间) 

  • 能够有选择地关闭气缸 (例如在点火线圈损坏时) 

  • 能够诊断每个单个电磁阀喷油嘴

                                                                                    


说说最新的高压油泵


接下来我们说说宝马最新高压系统,带量控阀的高压泵 高压泵是一款机械式燃油泵,它的任务是:提升燃油压力(范围从 50 至最大 350 巴) 向油轨输送燃油 量控阀安装在高压泵上。量控阀是一个按脉冲宽度调制控制的阀门。


在激活喷射量调节时,数字式发动机电子伺控系统 (DME) 用不 同的脉冲负载参数控制量控阀。从而设置数字式发动机电子伺控系统 (DME) 计算出的油轨标准压力



(图来自网络,如侵权联系删除


燃油通过供油口在燃油泵所产生的预压力作用下输送到高压泵。然后燃油通过量控阀导入泵元件的燃油腔内。


同时活塞使燃油处于压 力下并将其输送到高压接头。只要发动机运转,就会通过三段式凸轮使活塞持久往复运动。在此燃油长时间处于高压下,就如同通过量控阀将新燃油输送到高压泵 中一样。


量控阀由发动机控制系统控制,它决定输送的燃油量。压力调节通过量控阀进行,方法是泵部件沿燃油进油方向打开或关闭 量控阀。燃油在吸气冲程时通过打开的量控阀吸入,并在压缩冲程时被重新输送回,直到量控阀关闭。


关闭时刻首先开始真正的输送 行程并确定燃油量,这些燃油然后通过止回阀抽送到高压管路中。 


说说下面组成零件的作用


油轨压力传感器 


油轨压力传感器旋入燃油分配器 (油轨) 的末端中。此传感器向数字式发动机电子伺控系统 (DME) 提供高压泵后的燃油压力。油轨压力传感器用于油轨压力控制。油轨压力传感器的信号是数字式发动机电子伺控系统 (DME) 的一个重要输入信号,用于控制量 控阀。量控阀是高压泵的一个部件。


使用应变仪探测油轨压力。施加压力时,传感器中装有应变仪的膜片会发生变形。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,电压测量结果将作为实际值输入到油轨压力控制中。


电磁阀式喷油嘴


现在新款宝马都是用电磁阀式喷油嘴,电磁阀式喷油嘴将燃油在高压下喷入燃烧室内。电磁阀式喷油嘴是一个向内打开的阀门,喷束分布范围变化性高 (角度和形状)


喷嘴 孔决定射流直接喷射的形状。可获得均匀分布。向内打开的电磁阀式喷油嘴即使在燃烧室内压力和温度等因素影响下也能保持分布稳定。高压下 (介于 50 到 350 bar 之间) 朝燃烧室 内的燃油喷射在进气和压缩冲程中进行。


在暖机阶段还发生一个追加燃油喷射,喷射少量燃油以便更快达到废气触媒转换器的工作温 度 (废气触媒转换器加热)。在冷机起动时,燃油量分成多个脉冲在压缩冲程中喷射。于是可产生非常可靠的冷机起动,并显著改善有害物质的排放和燃油消耗。

(图来自网络,如侵权联系删除


按照情况所需的燃油量通过电磁阀式喷油嘴喷射到燃烧室中。这个量可以通过 2 个调节参数影响到: 

  • 油轨压力

  • 喷射装置打开时间

  • 打开时间通过喷射信号控制。


通过数字式发动机电子伺控系统 (DME) 设定开启时间。根据电磁阀喷油器的控制持续时间得出开启行 程。通常始终设置为最大行程。 

电磁阀式喷油嘴由数字式发动机电子伺控系统 (DME) 在接地侧控制。控制分为4个阶段: 

  • 打开阶段 

  • 起动阶段 

  • 保持阶段 

  • 关闭阶段


系统功能 高压调节 


量控阀调节从低压侧向高压泵高压侧的燃油输入。通过 3 种调节方式调整所需的油轨压力。油轨压力传感器的信号是数字式发动机 电子伺控系统 (DME) 的输入信号,用于控制量控阀。 


油轨压力传感器或高压泵失灵时,数字式发动机电子伺控系统 (DME) 不再控制量控阀。通过高压泵的集成式旁通阀可在限制的行驶 模式下继续驾驶。


维修注意事项


对于新一代电磁阀喷油嘴,不必通过服务功能输入喷油嘴油量匹配的调校值。只需要一个由发动机电子系统自动执行的最 小喷油量调校。


但是在更新或横向交换喷油嘴后,应立即启动此调校。为此必须执行服务功能“复位调校值”中的功能“复位最小喷油量调 校”。


总结:


宝马太多的燃油故障我们经常遇见,比如E70 E71 的高压油泵 , E70及E71,B38的喷油嘴滴漏,这是一些常见的故障,具体的故障还是以实际情况检查。


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