汽车电动燃油泵的原理与维修诊断

电动燃油泵是供油系统的基本部件之一。它一般由小型直流电动机驱动，其作用是把燃油从油箱中吸出、加压后输送到管路中，和燃油压力调节器配合建立合适的系统压力。

1.电动燃油泵的分类与结构

多数发动机将燃油泵装在油箱里面，如图2-70所示，如红旗、富康、桑塔纳等，安装在油箱内部的电动燃油泵，浸泡在燃油里，可以防止产生气阻和燃油泄漏且噪声小。某些发动机将油泵装在油箱外部且主要采用吸油能力较强的滚柱式燃油泵，如某些奔驰汽车的电动燃油泵。置于油箱内的电动燃油泵，常采用涡轮式燃油泵。电动燃油泵可以和燃油表传感器（液位仪）装在一起，也可以和燃油压力调节器装在一起，组成无回油供油系统（按需供油）。

图2-70燃油箱内置的电动燃油泵

1—电接头 2—供油管路 3—油箱安装凸边 4—燃油箱中的燃油泵 5—回油管路 6—回油管单向阀 7—供油管单向阀 8—油泵进口滤清器

图2-71 滚柱泵

电动燃油泵有四种类型：膜片式、柱塞式、膜盒式和叶轮式（或称旋转式）。装在燃油箱里的一般是旋转式燃油泵。其他三种：膜片式、柱塞式和膜盒式，通常用于专用发动机。

旋转式燃油泵按照其转轮形式又分为：涡轮泵、齿轮泵和滚柱泵。不论何种燃油泵都有一些共同的特点。如电动机通电即带动泵轮旋转，燃油经过滤器（进油口）被吸入到油气分离器将气体分离并进入泵轮增压，然后流经并冷却电枢后，顶起单向阀从出油口流出。

安全阀可以避免燃油管路出现阻塞时压力过高而造成油管破裂或燃油泵损坏。

单向阀是为了在发动机熄火后防止管路中的燃油倒流，使管路中的燃油保持一定压力，以便发动机下次起动（特别是热起动）更加容易。

（1）滚柱泵 如图2-71所示，滚柱泵由转子、滚柱和定子组成。转子偏心地置于定子内，转子运转时，由于离心力的作用使滚柱向外侧移动而与定子内壁接触，由转子、滚柱和定子围成的腔室将随转子的转动而产生容积大小变化，在容积由小变大一侧燃油被吸入，在容积由大变小的一侧燃油被压出。桑塔纳轿车就采用滚柱式燃油泵。

（2）齿轮泵 齿轮泵的工作原理与滚柱泵相似。它由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和泵体组成，如图2-72所示，后二者与主动齿轮偏心。主动齿轮带动从动齿轮一起旋转，在啮合过程中，由内外齿和泵体所围合的腔室容积大小将发生变化，若合理地设置进出油口的位置，即可利用这种容积的变化将燃油以一定的压力泵出。图2-73所示为德国奥迪A6轿车的齿轮泵剖视图。

图2-72 齿轮泵

图2-73 奥迪A6轿车的齿轮泵

齿轮泵与滚柱泵相比较，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的数目较多，因此，齿轮泵输出燃油的流量和压力波动比较小。

（3）涡轮泵 涡轮泵以完全不同于前两种泵的方式工作，泵的燃油输送和压力升高完全是由液体分子之间动量转换实现的。涡轮泵的特点是燃油输出脉动小，其结构非常简单，如图2-74所示。当叶轮与电动机一起转动时，由于转子的外圆有很多齿槽，将动能传给燃油。这种泵效率较高，所需转矩较小，所以可以使用薄型叶轮。噪声较低不需消声器，所以可以小型化，因此使用较广泛。大众捷达、本田雅阁轿车都采用这类燃油泵。

由于燃油泵工作时温度升高，使燃油更容易汽化，这必将使泵油量减少，导致输油压力不足和压力波动。为此，现在一般采用双级泵的形式，如图2-75所示，即将两个泵轮串联起来，由同一电动机驱动。一级泵轮一般采用涡轮泵，用以油气分离，提高吸入能力；二级泵轮一般采用齿轮泵或涡轮泵，起增压作用。

同机械燃油泵相比，电动燃油泵具有更多的优点。它可以提供稳定的燃油压力，这有助于起动和减少气阻的问题。虽然燃油泵可能产生的火花接近汽油是有危险的，但是在燃油箱内没有氧气可提供燃烧，所以在燃油箱内置燃油泵是安全的。

图2-74 涡轮泵

图2-75 双级泵

1—出油单向阀 2—蒸气分离器组件 3—压力释放球阀 4—涡轮式燃油泵

2.无回油供油系统

一些发动机使用无回油燃油供给系统，如图2-76所示，该系统自上到下由燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油泵及燃油表传感器等组成的总成安装在燃油箱内，燃油压力调节器和燃油滤清器组件装在这个总成的最上部。一条燃油油管将发动机罩下的燃油油轨与这个总成（与燃油滤清器）连接起来。燃油通过燃油压力调节器和燃油滤清器中央的输油管进入滤清器，如图2-77所示，燃油压力作用在压力调节器的调压阀上，调压阀在调压弹簧的作用下落座。当燃油压力达到某个值时，调压阀克服调压弹簧阀的作用力向下移动，燃油便通过调压阀和阀座之间的间隙流入调压弹簧所在的油室内再返回燃油箱，当燃油压力降低时，调压阀落座。在无回油供油系统中，流经燃油滤清器的燃油量仅仅是发动机所需要的燃油量，因此燃油滤清器的体积可以更小一些。

3.燃油泵的控制

对燃油泵控制的基本要求是：只有在发动机正常起动和运转时才工作，如果点火开关接通后发动机并没有运转，或运转时ECU连续监测不到火花塞点火信号，ECU将停止喷油器喷油。燃油泵常见的控制特点有：

①某些发动机燃油泵有高、低两档转速可自动调整。

图2-76 无回油供油系统及其燃油泵和其他组件

1—供油管 2—燃油脉冲减振器 3—燃油总管 4—燃油压力调节器 5—电动燃油泵 6—滤清器 7—燃油箱

图2-77 无回油供油系统的燃油压力调节器

1—阀座控制弹簧 2—压力调节器阀座 3—纸质滤清器 4—流出通道 5—油箱安装索环(www.xing528.com)

②许多发动机为能顺利起动，在打开点火开关时（起动前），燃油泵会有短暂运行，以建立系统油压。

③一些发动机当控制油泵的继电器失效时，可以通过机油压力开关接通油泵电源，继续使油泵工作。但是起动时如果机油压力偏低，即使接通点火开关，油泵也不能运转，发动机不会工作。

④一些新型发动机采用无回油供油系统，没有回油管，燃油泵和燃油压力调节器等组成按需供油装置。

⑤某些汽车前端装有撞击传感器（惯性开关），其信号可以切断燃油泵电源。

燃油泵的一般控制方法是：ECU或触发开关控制继电器，继电器再控制燃油泵电机电源电路。

（1）采用油泵开关控制油泵 在安装翼板式空气流量传感器的燃油喷射系统（如L型EFI）中，通常使用置于空气流量传感器内的油泵开关来控制燃油泵的运行，其电路如图2-78所示。

图2-78 采用油泵开关控制油泵

起动时，点火开关的ST端接通，开路继电器内线圈L₂通电，继电器触点闭合，电源向油泵电机供电，油泵工作。起动后，点火开关复位主继电器接通，发动机的吸气使空气流量传感器内的翼板转动，带动油泵开关闭合，开路继电器线圈L₁通电，以维持触点闭合。当发动机由于某种原因停止转动时，空气流量传感器（MAF）内的翼板复位使油泵开关断开，燃油泵停止工作。

检查插接器和油泵检查开关的作用是，为诊断燃油泵及其控制电路的故障提供方便。

（2）采用发动机控制单元控制油泵 如图2-79所示，仅仅用ECU内的晶体管开关代替上述油泵开关。ECU根据转速信号（Ne）判断发动机是否起动，如果起动，则使晶体管VT导通，开路继电器线圈L₁通电，油泵工作，否则任何情况使发动机停转，燃油泵都将停止工作。

（3）燃油泵的自动调速 发动机在中小负荷下工作时，需要的供油量较少，此时油泵应低速运转，这样可减少油泵的磨损、噪声以及不必要的电能消耗；发动机在大负荷下工作时，需要的供油量较大，此时油泵应高速运转。其高低速控制方法有：

图2-79 采用发动机控制单元控制油泵

1）用限流电阻控制油泵转速。如图2-80所示，主要是在上述油泵控制电路中，增设一个电阻和一个两触点的油泵控制继电器（旁路继电器）。发动机工作时，控制单元根据发动机转速和负荷，对油泵控制继电器进行控制，通常情况下触点接通B端，油泵低速运转；大负荷时切换到A端，油泵高速运转。

图2-80 用限流电阻控制油泵转速

2）用燃油泵控制模块（油泵ECU）控制油泵的转速。如图2-81所示，发动机起动或在大负荷下工作时，发动机控制单元向油泵控制模块的FPC端输入一个高电位信号，此时油泵控制模块的F_P端向油泵电动机供应较高的电压（相当于蓄电池电压），使油泵高速运转。

发动机起动后，在怠速或小负荷下工作时，发动机控制单元向油泵控制模块的FPC端输入一个低电位信号，此时油泵控制模块的F_P端向油泵电动机供应低于蓄电池的电压（约9V），使油泵低速运转。

当发动机的转速低于最低转速（如120r/min）时，发动机控制单元FPC端不向油泵控制模块输出任何信号，断开油泵电路，油泵控制模块将断开油泵电源电路，使油泵停止工作。图中DI电路，为油泵控制模块的故障诊断信号线路。

（4）用发动机控制单元和燃油压力开关控制燃油泵 在某些通用汽车上的燃油泵中，当发动机的点火开关接通时，发动机控制单元给燃油泵继电器的线圈通电，使继电器触点闭合并通过触点接通了内置于燃油箱里的燃油泵，如图2-82所示。当发动机转动时，燃油泵始终工作。若点火开关接通2s而发动机并没有起动，ECU就会停止向燃油泵继电器供电，继电器的触点断开而停止泵油。

如果点火开关在接通位置而燃油管路因为事故损坏，ECU和燃油泵继电器具有防止燃油从损坏的管路喷出的安全装置。有个燃油压力开关与燃油泵继电器触点并联在一起。如果继电器失效，电压将通过燃油压力开关触点加到燃油泵上，使燃油泵和发动机继续运转。在寒冷的天气下，如果燃油泵的继电器失效，燃油压力不会立即建立，发动机将会起动困难。

（5）用惯性开关控制油泵 在福特公司的汽车上，在燃油泵线路上串联了一个惯性开关。开关中一个磁铁体将钢球固定在固定位置上。当发生碰撞时，钢球会克服磁力的吸附向上冲并碰上目标盘而断开开关上的触点，惯性开关这种作用断开了燃油泵电路而使燃油泵停止工作，如图2-83所示。

在惯性开关的顶部有个复位按钮，这个按钮必须用力才能关闭和复位，燃油泵才能再工作，在大多数福特车上，惯性开关位于主线路中。

图2-81 用燃油泵控制模块（油泵ECU）控制油泵的转速

图2-82 用发动机控制单元和燃油压力开关控制燃油泵

1—燃油泵熔丝 2—燃油泵继电器 3—燃油压力开关接头 4—燃油压力开关 5—燃油泵 6—喷油器 7—ECU接继电器触点端8、9—ECU控制端

（6）用自动切断继电器控制包括油泵在内的燃油喷射系统和点火系统 在克莱斯勒公司的电子燃油喷射系统中，有一个燃油泵继电器即自动切断（ASD）继电器，如图2-84所示。当点火开关在接通的位置时，ECU将燃油泵继电器线圈的接地线接地，使继电器触点闭合，通过自动切断继电器触点，向燃油泵、点火初级线圈正极、氧传感器加热器和喷油器供电。

图2-83 用惯性开关控制油泵

1—开关关闭位置 2—偏置弹簧 3—电触头 4—插头 5—开关开启位置 6—杠杆 7—球 8—磁体

图2-84 用自动切断继电器控制EFI和点火系统

在克莱斯勒汽车的发动机上，发动机必须在ECU给ASD继电器线圈接地前转动。最先进的ECU是在点火开关接通位置，和继电器保持闭合的同时，也就是发动机正在起动或运转时将ASD继电器线圈接地。如果点火开关在接通位置持续0.5s而发动机并没有转动，ECU将断开ASD继电器线圈接地电路。这样，ASD继电器触点打开不再向燃油泵、初级线圈正极接头、喷油器和氧传感器的加热器供电。在最新的克莱斯勒汽车的发动机上，燃油泵已从ASD继电器控制中分离出来，有专门的燃油泵继电器控制。