汽车工程手册：燃料供给系统

燃料供给系统的主要任务是在汽车的各种行驶状态供给发动机足够的燃料。各种影响参数出现了燃料供给系统的各种设计方案。在过去，很大一部分燃料从燃料箱、经高压共轨又流回燃油箱。目前几乎没有多余的燃料流回燃料箱。

1.燃料供给

为说明对燃料供给的要求，必须特别关注燃料供给系统中的燃料泵、燃料防溅罐或燃料箱及其相互作用。它们对燃料的抽吸性能以及可用的燃料容积有很大影响。

2.电动燃料泵（EKP）和布置

目前有各种型式的1级和2级电动燃料泵（齿轮泵/长短辐旋轮线泵、侧槽泵、周槽泵、叶片泵、转子泵、螺旋泵）。侧槽泵和周槽泵属于流体泵这一类。其他的泵属于容积式泵。在燃料供给系统压力高于3bar时，长短辐旋轮线泵在实用中证明是有效的。侧槽泵和周槽泵有多种方案，其特点是脉动小、压力连续、运转平稳，它们的最大压力和效率要比容积式泵差。在对热燃料供给性能有高要求时这些流体泵常作为长短辐旋轮线泵的前级。叶片泵和转子泵由于生产费用高和噪声大而失去使用意义。为降低噪声、减小磨损，需采用滑动性能好的材料。在燃料泵尺寸设计时要注意下面两点：

1）在发动机冷起动、电动燃料泵在低负荷时，即EKP在低转速工作时，要供给设定的燃料供给系统压力下（大多低于额定压力）足够的燃料。

2）EKP的最大容积流量由于以下原因必须大于发动机所需的最大燃料量：

①通过EKP的回流喷束和吸入喷束，经常至少要带动一个“吸入喷束泵”（见6），其流量需要为15～25L/h。

②在中档汽车上燃料压力调节器至少需要约15L/h流量，以达到压力稳定控制范围。

③为在汽车电气系统电压波动和热燃料供给量下降时补充一部分燃料量。

限压阀和系统调压阀　在泵体上有一个限压阀和系统调压阀。如果燃料管破裂，限压阀阻止燃料供给系统建立压力，防止燃料流出。系统调压阀在热停车后在一定时间保持燃料泵和调压阀之间的压力。在这时间内燃料重新回到正常温度。如果压力不能保持，则在短时间后的热起动变得困难。

3.燃料泵布置

电动燃料泵主要有两种布置方式：一个是“在线”方式，另一个是在燃料箱内的方式。“在线”电动燃料泵布置在燃料箱外面、车身减振支架的前燃料管路上。对EKP的最主要要求是它的密封性和耐盐水、脏污、耐各种介质（如机油、防冻液、制动液）等性能。由于EKP与燃料箱分开，它要有好的燃料抽吸性能。最大优点是维修时操作简单。在燃料箱内的电动燃料泵可以固定在密封法兰（凸缘）上或燃料防溅罐中。在这两种情况，可采用减振橡胶与燃料箱隔离振动。吸入侧滤清器到燃料箱底部距离是燃料抽吸性能的重要影响参数。在理想使用燃料箱容积时，该距离应很小，且不受燃料箱变形的影响。这只能通过伸缩结构（即通过弹性支架）实现。利用燃料箱底部的凸出部分可限制燃料箱安装部件的垂直偏转。

4.电动/电子系统组合要求

为将电动/电子系统组合，应对有代表性的燃料供给系统的电动部件提出一些明确要求：良好的电磁兼容（需较高的费用，见8.4节）；在供电、信号、数据和控制导线上的峰值电压辐射不应对电子系统产生不利的影响；应足够消除电动部件常见的火花波段和无线电波段范围的电磁干扰，以免损害电子系统的功能。导线的错误连接也是电子系统功能丧失的原因（反极性安全性）。

5.电动燃料泵闭环控制

为减少汽车电流消耗和相应地降低汽车CO₂排放，EKP的液压功率应按需控制。目前有两种控制方式：转速控制和压力控制。转速控制是按设定的转速控制，它来自存储在EKP电控单元的特性线。该特性线与EKP特性、内燃机所需的燃料量和在燃料箱中的吸入式喷射泵有关。压力控制时直接测定高压电动燃料泵前的燃料压力或燃料共轨中的燃料压力，并与设定的燃料压力比较。实际燃料压力与设定燃料压力偏离时，使EKP供电电压与EKP控制单元中的电压匹配，从而调节燃料泵的液压功率。在未来，将强化使用电转换的燃料泵。电动机的机械整流子（集电环）被电子整流子替代，单纯地通过电场传输电能。由于这一原因，电转换的电动燃料泵与输送的介质无关，并有应付未来不同成分燃料的突出优点。电转换的电动燃料泵与机械整流子的电动燃料泵的区别是通过电控单元驱动。(www.xing528.com)

6.吸入式喷射泵

图7.6-9是吸入式喷射泵^[4]原理图。它是一个被动泵，没有机械运动部件，通过回流喷束管和吸入喷束管中的燃料驱动（引射泵）。利用吸入式喷射泵，在多室燃料箱时可将较远燃料室中的燃料输送到带有燃料防溅罐的主燃料箱和EKP周围。

常常需要另外的吸入式喷射泵，它们大多直接固定在燃料防溅罐上或含在燃料防溅罐中。吸入式喷射泵尺寸随吸入喷束（高压）或回流喷束（低压）的驱动而变。

7.燃料防溅罐

目前采用的燃料防溅罐由于安装情况和发动机要求，形状上有很大差别，但它们的共同目标是：在极端情况下，在燃料箱中的泵的抽吸处要有少量的剩余燃料，这样能可靠地将燃料泵入发动机。所说的极端情况是：

图7.6-9 利用吸入式喷射泵带动回流喷束（引射泵）

1）在行驶方向的爬坡和下坡。

2）行驶方向的横向倾斜。

3）汽车全加速和最大减速行驶。

4）高横向加速度时的长时间弯道行驶。

燃料防溅罐的安装地点建议放在燃料容易聚集的地点，这在设计燃料箱时要考虑它的外形。按设计，还有一些附加功能可以组合在燃料防溅罐中。对燃料防溅罐的要求总是与EKP和燃料箱结构形式有关。燃料防溅罐可以按下列方式固定在燃料箱中：

1）将燃料防溅罐与燃料箱焊在一起。

2）利用插入式接头或快速接头连接。

3）利用弹性元件将组合在燃料箱中的燃料防溅罐压在燃料箱底部。