電控汽油噴射式發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng).ppt

第五章：電控汽油噴射式發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng),第一節(jié)：概述 第二節(jié)：電控汽油噴射系統(tǒng)主要零部件的構造和工作原理 重點：電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成與工作原理；學會電控汽油 噴射系統(tǒng)總成部件的拆裝 難點：各種傳感器的結構與基本工作原理 教學目的：掌握汽油噴射系統(tǒng)的組成及工作原理 思考題：課后題,第一節(jié)：概述,電子控制汽油噴射系統(tǒng)始于1967年的德國BOSCH公司開發(fā)并應用的D-Jeronic系統(tǒng)，此后經歷了模擬電路到數字電路，簡單控制到計算機控制，單一（噴油）控制到綜合控制（空燃比、點火時刻、怠速轉速和廢氣再循環(huán)）。 美國GM公司的DEFI系統(tǒng)；Ford公司的EEC 系統(tǒng)；日本日產公司的ECCS系統(tǒng)；豐田公司的TCCS系統(tǒng)等。 一、電控汽油噴射系統(tǒng)優(yōu)點： 二、電控汽油噴射系統(tǒng)的類型： 三、電控汽油噴射系統(tǒng)的組成和工作原理： 如圖,一、電子控制汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點,1.計量準確、均勻點噴、隨機修正，使空燃比經常保持在14.7最佳區(qū)內； 2.“三無”帶來“三好” 無喉管阻力和進氣預熱的影響；無流動損失和調頭換向和搶氣的影響；無霧化不良、分配不均的影響。因而，充氣效率好、燃燒條件好、熱效率好。 獲得動力性、經濟性、凈化性“三豐收” 發(fā)動機功率提高了1520；油耗率降低了15；排放污染值明顯的減少（CO1；HC100X10。 3改善了使用性能 冷起動性能、熱起動性能、過渡性能、急減速防污染性能、負荷自調性能、防止不熄火性能等。 4改善了汽油機對地理及氣候環(huán)境的適應性 氣候和環(huán)境變化時無需調整都能保持良好的綜合性能,5.擴大了控制功能，增加了自診功能 因用計算機（ECU）控制，可以覆蓋點火、噴油、自動變速器、防抱死制動系統(tǒng)、巡航系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、車身高度自調系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)等。由于有存儲、記憶能力，具備了自診功能。 6.降低了汽油機油路和電路的故障率 其關鍵部件是“電腦”，10萬km的故障率僅為11000；又因電控件多，而磨損件少，故障率明顯減少。,二、電控汽油噴射系統(tǒng)的類型,1.按燃油噴射位置分類： 2.按噴油器安裝部位分： 3.按汽油噴射方式分： 4.按空氣量的檢測方式分：,三、電控汽油噴射系統(tǒng)的組成和工作原理,1.組成：空氣供給裝置；供油裝置；控制裝置 。 2.各種典型的汽油噴射系統(tǒng)： 博世L型；博世D型；博世LH型；博世M型；節(jié)氣門體汽油噴射系統(tǒng)。 3.工作原理： 4.電噴系統(tǒng)發(fā)展情況：,節(jié)氣門體汽油噴射系統(tǒng),單點噴射系統(tǒng)。與上述多點噴射系統(tǒng)不同,單點噴射系統(tǒng)只用一個或兩個安裝在節(jié)氣門體上的噴油器,將汽油噴入節(jié)氣門前方的進氣管內,并與吸入的空氣混合形成混合氣,再通過進氣支管分配至各氣缸。 節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)有如下的特點: 它是向氣流速度較高的大喉管中噴射,噴油壓力只有0.1 MPa即可,可采用使用壽命較長的葉片式汽油泵,所以降低了對燃油系統(tǒng)零部件的技術要求,從而降低了成本；結構簡單、工作可靠、維護方便。在小、中、大排量的汽油機中廣泛使用；節(jié)氣門體的熱負荷小,噴油器不易污堵(碳化物、鉛化物),故障率低,維修周期長；在性能上優(yōu)于電控化油器,而不及多點噴射系統(tǒng)。 典型的單點噴射系統(tǒng)有通用汽車公司的TBI系統(tǒng),福特公司的CFI系統(tǒng),三菱公司的ECI系統(tǒng)和波許公司的Mono-葉特朗尼克系統(tǒng),3.工作原理,電控單元首先讀取進氣支管真空度（進氣量）發(fā)動機轉速、水溫傳感器、進氣溫度、節(jié)氣門位置傳感器等傳感器輸入的信息，將這些信息貯存在ROM存貯器中的預置好的信息進行比較，進而確定這種狀態(tài)下發(fā)動機所需的油量和點火提前時間。預先貯存在ROM存貯器內的信息是由發(fā)動機優(yōu)化實驗數據獲得的。 一般，進氣支管真空度（或進氣量）和發(fā)動機轉速是主參數，由它們可以確定在一般工況下的基本燃油供給量和基本的點火時刻。其它幾個參數對基本量起修正作用，如：冷卻水溫度修正、進氣溫度修正、蓄電池電壓修正、節(jié)氣門瞬變（加速）修正、排氣含氧量修正及暖機修正等。,D型,D型汽油噴射系統(tǒng)是最早應用在汽車發(fā)動機上的電子控制多點間歇式汽油噴射系統(tǒng)，其基本特點是以進氣管壓力和發(fā)動機轉速作為基本控制參數，用來控制噴油器的基本噴油量。 D型汽油噴油系統(tǒng): 結構簡單，工作可靠。但控制精度稍差，當大氣狀態(tài)有較大變化時，汽車車速反應不良。 現代汽車發(fā)動機上所使用的D型汽油噴射系統(tǒng)都是經過改進的，如采用運算速度快、內存容量大的微機，完善控制功能等。 德國大眾公司的1600型、奔馳250CE、奔馳280SE，日本豐田公司的HIACE、CROWN等轎車均采用D型汽油噴射系統(tǒng)。 如圖1；圖2。,第二節(jié)：電控汽油噴射系統(tǒng)主要零部件的構造和工作原理,一、空氣供給裝置主要零部件的構造與工作原理：圖1；圖2 1.進氣管；2.空氣流量計；3.進氣管壓力傳感器；4.補充空氣閥；5.怠速控制閥；6.節(jié)氣門體。 二、燃油供給裝置主要零部件的構造和工作原理：圖1；圖2；圖3 1.電動汽油泵；2.噴油器；3.燃油壓力調節(jié)器；4.冷起動噴油器及熱時間開關；5.燃油壓力脈動阻尼器。 三、電子控制裝置主要零部件的構造與工作原理： 1.傳感器；2.電控單元,1空氣濾清器 2空氣流量計 3節(jié)氣門 4補充空氣閥 5動力腔 6進氣支管,1.進氣管,加長進氣管；動力腔、諧振腔。 氣流慣性效應：進氣管內高速流過的氣流具有一定的慣性。 氣流壓力波效應：利用進氣過程具有間歇性、周期性導致進氣管內產生一定氣流壓力波在管道內反射形成的共振后的壓力波提高進氣量。,2.空氣流量計,一、功用：將吸入的空氣量轉換為電信號送給發(fā)動機ECU，是發(fā)動機ECU確定發(fā)動機基本噴油量的重要信號之一。 二、分類： 1.翼片式空氣流量計：結構及工作原理。 2.熱線式空氣流量計：結構及工作原理。 3.卡門旋渦式空氣流量計 ：結構及工作原理。,工作原理,2.熱線式空氣流量計,組成： 1-金屬防護網； 2-測試管； 3-鉑熱線； 4-溫度補償電阻 ；5-控制電路板 ；6-電源插座 ；7-殼體,3.卡門旋渦式空氣流量計,組成：1超聲波發(fā)生器 2至發(fā)動機 3與旋渦對應的疏密聲波 4電路 5整形后矩形波 6接電控單元 7接收器 8卡門旋渦 9旋渦發(fā)生器10渦流穩(wěn)定板l1信號發(fā)生器12整流器 13空氣14旁通通路,4.補充空氣閥,一、位置:在繞過節(jié)氣門旁通氣道上 二、作用: 在發(fā)動機低溫啟動和運行時，增加旁通氣道中的空氣量，使發(fā)動機快怠速運轉縮短暖車時間；在正常溫度運行中，逐漸減小旁通氣道中的空氣量，直到完全關閉旁通氣道。 蠟式補充空氣閥。,蠟式補充空氣閥,1節(jié)氣門 2怠速調整螺釘 3錐閥 4推桿 5蠟盒,5.怠速控制閥,利用傳感器收集發(fā)動機的怠速運行狀態(tài)，冷卻液溫度、空調開啟情況、用電器負荷等信號，經ECU分析、比較、發(fā)出指令讓執(zhí)行機構實現對發(fā)動機怠速控制的裝置。步進電動機式怠速控制閥。,6.節(jié)氣門體,組成:節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器，怠速旁通氣到道、怠速控制閥等。,步進電機式怠速控制閥,供油裝置構成,汽油箱、電動汽油泵、濾油器、油壓調節(jié)器、分配管、噴油器、冷啟動噴油器等。 作用：供油、濾油、調壓、噴油。,1.電動汽油泵,汽油泵固定在汽油箱的底部，泵油壓力可達0.20.47MPa。常用的有滾柱式和葉片式。 由于燃油是噴入負壓的進氣道中或混合室中，噴油壓力要求不高，多點噴射的為0.20.47 MPa。低油壓的多用葉輪式或渦輪式油泵，稍高油壓的多用滾柱轉子式或齒輪轉子式汽油泵。,(1)滾柱式汽油泵,1進油口2接ECU電源接口(直流12V) 3回油口4出油口 。工作原理。,工作原理,1進油口 2限壓閥 3汽油泵 4電動機 5單向止回閥 6出油口 7泵體 8滾柱 9轉子,（2）葉片式電動汽油泵,電機、葉片泵、單向閥及濾網。 電壓：12V; 泵油量：80120L/h; 油壓：200350kPa; 優(yōu)點：運轉噪聲小;油壓脈動??；泵油壓力高；葉片磨損??； 使用壽命長。,2.噴油器,噴油器是按ECU的指令在恒壓下，定時、定量的噴油霧化。 噴油器由殼體、電磁線圈3、針閥1、回位彈簧7、濾網4、針閥和銜鐵8組為一體，在回位彈簧的作用下關閉。噴油控制信號使大功率三極管導通或截止，脈沖電流使線圈產生磁吸力，將針閥吸起而噴油，噴油脈沖電流截止而停噴。 噴油器外形圖。工作原理。,3.油壓調節(jié)器,油壓調節(jié)器的功用是根據進氣支管真空度的變化來調節(jié)進入噴油器的燃油壓力，使燃油系統(tǒng)的絕對油壓和進氣支管的空氣壓力之間的差值恒定不變。讓噴油壓力在不同的節(jié)氣門開度下保持定值。保證發(fā)動機ECU對噴油量的精確控制（通過噴油時間長短）。 即噴油壓力保持在300350kPa，不受轉速和 節(jié)氣門的影響，確保噴油壓力恒定。 工作原理。,工作原理,噴油壓力燃油壓力進氣支管絕對壓力 (彈簧壓力進氣支管絕對壓力) 進氣支管絕對壓力 彈簧壓力（定值） 轉速一定時：節(jié)氣門開度x 回油量Q（用油量大）；節(jié)氣門開度x回油量Q（用油量?。?節(jié)氣門開度一定時：nx回油量Q（用油量小）；nx回油量Q（用油量大）,4.冷起動噴油器和熱時間開關,冷態(tài)起動時，額外加大噴油量，使混合氣瞬時變濃，便于著火起動。一般是10s以上的持續(xù)加濃時間，水溫愈低、加濃時間愈長。氣溫-20 C時，噴油量為正常狀態(tài)的兩倍。 工作原理。,工作原理,a)冷起動噴油器噴油 b)冷起動噴油器停噴 1可動鐵心 2進油口 3平面閥 4電磁線圈 5彈簧 6渦流式噴嘴 7雙金屬片 8白金觸點 9電熱絲,5.燃油壓力脈動阻尼器,功用是減弱燃油總管中的壓力脈動波，提供噴油精度和降低噪聲。通常安裝在燃油總管上，或在輸油管上。實際效果。,三、電子控制裝置主要零部件的構造于工作原理控制裝置,電子控制裝置包括電控單元、傳感器、執(zhí)行器及電路。如圖所示。 1.傳感器： 發(fā)動機溫度傳感器（CTS）；進氣溫度傳感器（ATS）；節(jié)氣門傳感器（TPS）；轉速傳感器（SP） 和曲軸位置傳感器（IGT/NE）；氧傳感器（OX）；爆燃傳感器（KS）；車速傳感器（VSS）；水溫傳感器（CTS） 有的還裝有輔助空氣閥和控制冷起動噴油器的熱時間開關等。 2.電控單元：控制器（微電腦ECU、ECM、ECI等）。,發(fā)動機溫度傳感器（CTS）,1傳感器外殼成2導線 3熱敏電阻 發(fā)動機溫度傳感器又稱冷卻液溫度傳感器。安裝在發(fā)動機機體或氣缸蓋上后端出水管上,與冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機冷卻液的溫度,并將檢測結果傳輸給電控單元以便修正噴油量,進氣溫度傳感器（ATS）,進氣溫度傳感器功用是測量進氣溫度,并將溫度變化的信息傳輸給電控單元作為修正噴油量的依據之一。通常安裝在空氣流量計上或進氣支管處。,節(jié)氣門傳感器（TPS）,將節(jié)氣門的開度信號轉換成電壓信號輸送到發(fā)動機ECU，以便在節(jié)氣門不同開度狀態(tài)時控制噴油量。 分類： 開關式：與節(jié)氣門同步轉的可動觸點。節(jié)氣門全關閉可動觸點與怠速觸點接觸；節(jié)氣門50% 可動觸點與功率觸點接觸；節(jié)氣門中間開度可動觸點無接觸無檢測信號。 線性式,線性式,高靈敏度的電位器，由兩個與節(jié)氣門聯(lián)動的可動觸點、電位器、怠速觸點IDL 點火開關閉合，發(fā)動機ECU輸入5伏電壓， 另一觸點在節(jié)氣門關閉（怠速）時與怠速觸點IDL接觸，向ECU提供怠速信號，用于急怠速斷油控制和點火提前角提前修正。,轉速傳感器（SP） 和曲軸位置傳感器（IGT/NE）,發(fā)動機轉速傳感器是檢測發(fā)動機轉速的傳感器,曲軸位置傳感器是檢測活塞上止點及曲軸轉角的傳感器,它們一般制成一體。發(fā)動機轉速與曲軸位置傳感器是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一,是控制點火時刻和噴油時刻不可缺少的信號源,安裝位置可在曲軸上、飛輪上、凸輪軸前端和分電器內。 主要有光電感應式、電磁感應式、霍爾效應式等類型, 其中以電磁感應式的應用較多。,光電式,l信號發(fā)生器 2信號盤 l分火頭 2防塵罩 3信號盤 4分電器底 板 5光敏三極管 6發(fā)光三極管 光電式傳感器一般裝在分電器內,由信號發(fā)生器1和帶光孔的信號盤2組成 。,電磁感應式,齒盤上有若干方齒，來作為信號產生的激勵，旋轉時由于空氣隙的變化，使磁回路的磁通量發(fā)生變化，產生感應電動勢，其大小和盤的轉速成正比；其頻率和轉速與齒數的乘積成正比。這樣，每轉過一個齒就產生一個輸出脈沖，曲軸每轉一圈產生幾十個脈沖，表示了曲軸旋轉快慢的步數，經電腦處理后即確定曲軸的轉速。,氧化鋯氧傳感器,氧化鋯是具有傳導氧離子能力的固體電解質，它能在氧分子濃度差的作用下產生電動勢。 氧化鋯內外表面處氧的濃度有較大差別時，鋯管內外側兩鉑電極之間將會產生電壓。400度時參加工作。 Ford汽車用氧傳感器。 三元催化轉換器于空燃比的關系。 氧傳感器的電壓輸出特性。,三元催化轉換器于空燃比的關系,為了滿足當前嚴格排放法規(guī)的要求。在電控汽油噴射的發(fā)動機上,均需安裝三元催化轉換器。 它可以把發(fā)動機尾氣中的一氧化碳(CO),碳氫化合物(HC)氧化成二氧化碳和水,把氮氧化物(NOx)還原成氮和氧。 三元催化轉換器安裝在排氣消聲器的前邊,盡可能地接近排氣支管。,輸出特性,氧傳感器的輸出特性是：使噴油量與排氣中的氧含量成正比的變化。 即混合氣濃時，排氣中的氧含量少，氧離子從大氣電極一側向廢氣電極一側擴散，兩極間 產生升壓電動勢，輸入ECU，噴油量即減少；反之則增多。其電壓值隨工況（十n）而變，在100 mV900 mV范圍內變化，如加裝加熱器，可提高反應速度。,爆燃傳感器（KS）,1壓電元件;2外殼 傳感器輸出信號的頻率范圍 爆燃傳感器安裝在發(fā)動機缸體上