汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)

1、第5章 汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)教學(xué)重點(diǎn)：1.了解電控汽油噴射系統(tǒng)控制功能，內(nèi)容及噴油量控制原理；2.掌握典型汽油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn)；3.掌握空氣計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理；4.掌握燃油供給系統(tǒng)主要部件（燃油壓力調(diào)節(jié)器）結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：1.掌握控制系統(tǒng)主要部件（曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器）結(jié)構(gòu)與原理；2.掌握節(jié)氣門位置傳感器，氧傳感器結(jié)構(gòu)和原理。學(xué)時(shí)分配：序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)123456785.1 汽油噴射式燃料供給系優(yōu)點(diǎn)與分類5.2 典型噴射系統(tǒng)5.3 空氣供給系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理5.4 燃油供給系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理5.5 控制系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作情況實(shí)驗(yàn)一 典型傳感器檢測實(shí)驗(yàn)

2、二 執(zhí)行器檢測小結(jié)214352219本章總學(xué)時(shí)205.1汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與分類優(yōu)點(diǎn)：1.減少空氣阻力,提高充氣系數(shù),提升功率。2.控制精度高,實(shí)現(xiàn)最佳空燃比和點(diǎn)火正時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)工況具備良好過渡性能。3.采用燃油噴射,提高汽油霧化質(zhì)量,燃料燃燒充分,油耗降低,廢氣污染減少。汽油噴射系統(tǒng)分類：1.按噴油器安裝位置：缸內(nèi)噴射和缸外噴射2.按噴油器布置方式：單點(diǎn)噴射方式和多點(diǎn)噴射方式3.按噴油器工作時(shí)間分：連續(xù)噴射和間歇噴射 4.按空氣進(jìn)氣量測量方式（圖51）：直接測量方式（L型系統(tǒng))和間接測量方式（D型系統(tǒng)） 圖515.2電控汽油噴射系統(tǒng)控制功能和典型汽油噴射系統(tǒng)控制功能1.噴油量控制2.

3、噴油正時(shí)控制3.燃油停供控制4.電動(dòng)泵控制典型電控汽油噴射系統(tǒng)1.D型汽油噴射系統(tǒng)（圖52）是單純控制汽油噴射,無點(diǎn)火正時(shí)電子控制,采用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器測量空氣進(jìn)給量。圖522.L型汽油噴射系統(tǒng)（圖53）是單純控制汽油噴射,無點(diǎn)火正時(shí)電子控制,采用翼片式空氣流量傳感器測量空氣進(jìn)給量。圖533.M型汽油噴射系統(tǒng)（圖54）該系統(tǒng)將汽油噴射和點(diǎn)火正時(shí)電子控制和為一體,目前電噴車都采用。圖54M型汽油噴射系統(tǒng).swf5.3 空氣供給系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理空氣供給系統(tǒng)作用：測量和控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸空氣量,與適量的燃油形成所需的可燃混合氣. 空氣供給系統(tǒng)組成：空氣濾清器,進(jìn)氣總管,節(jié)氣門體,進(jìn)氣

4、歧管,空氣計(jì)量裝置和怠速控制閥. 工作流程空氣計(jì)量裝置1.絕對(duì)壓力傳感器進(jìn)氣歧管壓力傳感器.swf1）作用：通過測量進(jìn)氣歧管的真空度來間接測得發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)氣量。2）組成：由壓電效應(yīng)的半導(dǎo)體硅膜片、IC電路組成。3）原理：進(jìn)氣歧管壓力變化時(shí)，硅膜片變形，引起硅膜片上壓敏電阻的阻值變化，導(dǎo)致惠斯頓電橋輸出電壓變化，IC電路放大電壓值送給ECU。2.空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)分為：翼片式，卡門渦流式，熱線式和熱膜式。1）翼片式空氣流量計(jì)（1）組成：測量翼片，緩沖翼片和阻尼室，電位計(jì)，卷簧，怠速旁通空氣道組成。（2）原理：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣流量增加，測量翼片轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大，當(dāng)進(jìn)氣推動(dòng)力與卷簧彈力平衡時(shí)，測量翼

5、片停頓于某一穩(wěn)定位置，與測量翼片同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電位計(jì)將測量翼片轉(zhuǎn)動(dòng)角度，轉(zhuǎn)換成反映進(jìn)氣量的電信號(hào)送給電子控制單元。2） 熱線式空氣流量計(jì)（1）組成：鉑絲熱線，溫度補(bǔ)償電阻，控制電路板，金屬護(hù)網(wǎng)等組成。（2）原理：用金屬制成線狀電阻（熱線）或薄膜狀電阻（熱膜），在上面通過一定電流，使其達(dá)到某一溫度，當(dāng)空氣流過其表面時(shí)會(huì)帶走一部分熱量而使溫度下降，空氣流流速越快，溫度下降越大，可加大熱線或熱膜上通過電流，使其重新恢復(fù)到某一溫度，所增加電流大小，可計(jì)算出空氣流速，從而算出空氣流量。3.熱膜式空氣流量計(jì)特點(diǎn)：將發(fā)熱體的熱膜電阻，精密電阻和補(bǔ)償電阻等鍍?cè)谝粔K陶瓷片上成本下降，工作原理與熱線式相同。節(jié)氣門1.

6、安裝位置：空氣流量計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管之間（L型系統(tǒng)）空氣濾清器和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管之間（D型系統(tǒng)）。2.組成：節(jié)氣門，節(jié)氣門位置傳感器，怠速旁通氣道，怠速調(diào)整螺釘，輔助空氣閥等組成。3.各構(gòu)件作用1）節(jié)氣門作用：調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率.2）怠速旁通道作用：怠速時(shí)節(jié)氣門完全關(guān)閉，空氣經(jīng)旁通道進(jìn)入總管，可調(diào)整怠速螺釘，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)怠速。3）輔助空氣閥作用：發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)后，輔助空氣閥開啟，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，加快暖機(jī)過程，額外補(bǔ)充空氣量。怠速控制裝置的執(zhí)行器1.怠速控制方式：1）旁通空氣式：控制節(jié)氣門旁通空氣道中進(jìn)氣量來調(diào)節(jié)怠速2）節(jié)氣門直動(dòng)式：直接通過控制節(jié)氣門開度來調(diào)節(jié)怠速2.旁通空氣式怠速控制裝置執(zhí)行器形

7、式：1）步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥.swf（1）組成：步進(jìn)電機(jī)，螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)、閥芯和閥座等組成。（2）工作特點(diǎn)：螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)螺母與電機(jī)轉(zhuǎn)子做成一體，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺桿只能作直線移動(dòng)，螺桿移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)閥芯開大或關(guān)小旁通空氣道。2）脈沖線性電磁閥式怠速控制閥（1）占空比：脈沖信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)通電時(shí)間與通電周期比值。（2）工作特點(diǎn)：利用改變電脈沖占空比大小來控制旁通空氣道進(jìn)氣量。通電時(shí)，閥門打開，通電時(shí)間越長，占空比越大，從旁通空氣道進(jìn)入空氣越多，反之，越少。ECU利用改變電脈沖每個(gè)周期的占空比大小來控制旁通空氣道進(jìn)氣量。5.4燃油供給系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理燃油供給系統(tǒng)作用：由電動(dòng)汽油泵

8、向噴油器提供足夠壓力汽油，噴油器根據(jù)ECU的控制信號(hào)，向進(jìn)氣歧管或進(jìn)氣管內(nèi)噴射適量汽油。燃油供油系統(tǒng)的工作流程燃油供給系統(tǒng)的主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理1.電動(dòng)汽油泵1）作用：將汽油從油箱中吸出，加壓后送到噴油器。通常電動(dòng)汽油泵將直流電動(dòng)機(jī)和油泵做成一體，密封在一個(gè)殼體內(nèi)。2）分類：內(nèi)裝泵和外裝泵3）內(nèi)裝式渦輪型電動(dòng)燃油泵（圖55）：（1）結(jié)構(gòu)：直流電動(dòng)機(jī)、渦輪泵、單向閥、限壓閥和濾網(wǎng)等組成。（2）工作：渦輪泵在電機(jī)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片中間燃油和轉(zhuǎn)子一道高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在離心力作用下在進(jìn)油處形成一定真空吸入燃油，在出油處使油壓升高，為系統(tǒng)提供壓力油。 圖55渦輪型電動(dòng)燃油泵.swf（3）汽油泵的拆裝工藝汽油泵

9、的拆卸汽油泵的裝配2.油壓緩沖器作用：減少或消除噴油器和油壓調(diào)節(jié)器在開啟和關(guān)閉時(shí)，油壓變動(dòng)而產(chǎn)生的脈動(dòng)和噪聲。1）安裝位置：安裝在供油總管上或燃油分配管上，也可安裝在回油管上。2）結(jié)構(gòu)：膜片將油壓緩沖器內(nèi)腔一隔為二，膜片上方裝有彈簧，下方接燃油管路，當(dāng)管路油壓升高時(shí)，膜片上抬，油壓降低；反之，油壓回升。3.燃油壓力調(diào)節(jié)器燃油壓力調(diào)節(jié)器.swf1）作用：根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力變化來調(diào)節(jié)進(jìn)入噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進(jìn)氣歧管壓力之差保持恒定。噴油壓力燃油壓力進(jìn)氣歧管壓力2）結(jié)構(gòu)：真空室（與進(jìn)氣歧管相連）燃油室（與燃油分配管相連）3）工作特點(diǎn)：當(dāng)燃油壓力和真空室負(fù)壓形成合力升高超過定值時(shí)，推動(dòng)膜片壓縮

10、彈簧使回油閥打開，使超壓的燃油經(jīng)回油管回到油箱，當(dāng)合力低于定值時(shí)，回油閥關(guān)閉，燃油壓力上升。4.噴油器（圖56）1）作用：依照ECU指令，定時(shí)定量將調(diào)整加壓后的汽油噴入進(jìn)氣歧管或進(jìn)油管內(nèi)。2）分類：（1）按形式分為：軸針式和孔式（2）按電磁線圈驅(qū)動(dòng)形式分為：電壓驅(qū)動(dòng)型和電流驅(qū)動(dòng)型。3）工作特點(diǎn)：（以電壓驅(qū)動(dòng)軸針式噴油器為例）（1）組成：電磁線圈 、電磁銜鐵和針閥等。（2）工作：當(dāng)電控單元控制信號(hào)使電磁線圈通電，電磁銜鐵被吸引，針閥開啟，汽油從針閥頭部的環(huán)狀間隙中噴出。當(dāng)電磁線圈斷電，電磁銜鐵在彈簧作用下復(fù)位，針閥關(guān)閉。圖565.5控制系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)和工作情況5.5.1控制系統(tǒng)組成：傳感器、電

11、子控制單元（ECU）,執(zhí)行器。 1.傳感器作用：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和使用條件的各種信息，并將信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸送給ECU。2.ECU作用：分析和處理傳感器提供信息，發(fā)出指令給執(zhí)行器，控制發(fā)動(dòng)機(jī)。3.執(zhí)行器作用：執(zhí)行電子控制單元（ECU）指令，完成各種預(yù)定動(dòng)作。5.5.2主要傳感器1.曲軸位置傳感器1）分類：磁感應(yīng)式、霍爾式和光電式（1）磁感應(yīng)式傳感器（圖57）安裝位置：曲軸前端或后端結(jié)構(gòu)：信號(hào)輪，感應(yīng)頭（永久磁鐵和鐵心構(gòu)成）感應(yīng)線圈工作特點(diǎn)：曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)輪上每個(gè)齒輪依次靠近和離開傳感器的感應(yīng)頭，使感應(yīng)線圈中的磁通量產(chǎn)生周期性的變化，從而在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢，信號(hào)輪轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)線圈將輸

12、出于信號(hào)輪齒數(shù)相同的交流電壓信號(hào)。圖57電磁感應(yīng)式傳感器工作原理.swf（2）霍爾式曲軸位置傳感器（圖58）霍爾效應(yīng)：流過半導(dǎo)體基片（霍爾元件）的電流，在垂直于電流方向的電磁場中受到洛侖茲力作用，正負(fù)電荷分別向兩側(cè)偏移，在半導(dǎo)體電基片上建立一個(gè)與電流方向和磁場方向都垂直的霍爾電壓。霍爾式曲軸位置傳感器利用觸發(fā)葉片改變通過霍爾元件的磁場強(qiáng)度，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。工作特點(diǎn)：觸發(fā)輪上葉片與氣缸數(shù)相同，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)入磁鐵和霍爾元件之間的間隙時(shí)，磁力線被隔斷，霍爾電壓下降為零；當(dāng)葉片轉(zhuǎn)離磁鐵和霍爾元件之間的間隙時(shí)，磁感線通過霍爾元件，在C和D之間產(chǎn)生霍爾電壓。觸發(fā)葉片轉(zhuǎn)一周，矩形脈沖信號(hào)與氣缸數(shù)相同。圖58霍爾式

13、傳感器工作原理.swf2）作用：測速、正時(shí)、辨缸。2.冷卻水溫度傳感器（圖59）1）作用：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，并輸送信號(hào)給ECU，由ECU修正噴油量和噴油時(shí)刻。2）工作特點(diǎn)：冷卻水溫度低時(shí)，熱敏電阻值大，ECU檢測到其分擔(dān)的電壓值高，由此ECU增加噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能得以改善。反之，減少噴油量。（圖510）圖59圖5103.節(jié)氣門位置傳感器（圖511）1）作用：檢測發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，以便ECU修正噴油量2）形式：線性輸出型、開關(guān)量輸出型等3）線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器（1）結(jié)構(gòu)：怠速觸點(diǎn)，滑片式變阻器。（2）工作特點(diǎn)：節(jié)氣門開大時(shí)，滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上滑動(dòng)，從而引起可變電阻的電阻值變化，導(dǎo)致

14、輸出電壓變化，輸出電壓與節(jié)氣門開度呈線性關(guān)系，ECU根據(jù)電壓信號(hào)變化來判斷氣門開度的大小，從而來修止噴油量。圖511線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器.swf4.氧傳感器：（圖512）1）安裝位置：安裝在排氣管內(nèi)2）作用：檢測廢氣中氧的濃度，由ECU控制最佳混合氣濃度3）分類：氧化鈦式和氧化鋯式4）氧化鋯式氧傳感器圖512（1）結(jié)構(gòu)：鋯管，鉑電極，加熱器鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與廢氣相通鋯管內(nèi)正極，鋯管外為負(fù)極。（2）工作特點(diǎn)：內(nèi)外兩極的電勢差即為氧傳感器傳感器傳送信號(hào)電壓，而信號(hào)電壓的高低取決于內(nèi)外表面的氧濃度差，內(nèi)側(cè)氧的濃度不變，因此，濃度差完全取決于外表面廢氣中氧的濃度。當(dāng)混合氣濃度稀時(shí)，廢

15、氣中的氧的濃度大，輸出電壓低，反之則高。實(shí)驗(yàn)一 典型傳感器檢測實(shí)驗(yàn)二 執(zhí)行器檢測小 結(jié)1. 電控汽油噴射系統(tǒng)從根本上改變了化油器式汽油供給系統(tǒng)供油方式的不足，把被動(dòng)供油方式變成了主動(dòng)供油方式 。2. 電控汽油噴射系統(tǒng)都采用間歇噴射方式。間歇噴射又可分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種?，F(xiàn)在大多數(shù)的汽油機(jī)噴射系統(tǒng)都采用順序噴射方式。3. 應(yīng)用電控汽油噴射系統(tǒng)主要目的是：使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和使用條件下，都有最佳的空燃比和最佳的點(diǎn)火時(shí)刻，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，并減少排放污染。4. 電控汽油噴射系統(tǒng)的對(duì)汽油噴射的控制主要包括：噴油量控制、噴油正時(shí)控制、燃油停、供控制和電動(dòng)泵控制等5. 電控汽

16、油噴射系統(tǒng)的ECU根據(jù)傳感器測得的空氣進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速兩個(gè)主要控制信號(hào)，確定基本噴油量；并根據(jù)傳感器測得的進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度、節(jié)氣門開度和廢氣含氧量等輔助控制信號(hào)加以修正后，確定實(shí)際噴油量。6. 電控汽油噴射系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)組成。7. 空氣供給系統(tǒng)的主要部件有空氣濾清器、進(jìn)氣總管、節(jié)氣門體、進(jìn)氣歧管、空氣計(jì)量裝置和怠速控制閥等。8. 空氣計(jì)量裝置用來間接或直接測量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量。9. 間接測量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量的空氣計(jì)量裝置為進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器，其作用是：通過測量進(jìn)氣歧管的真空度來間接測得發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣量。10. 直接測量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量的空

17、氣計(jì)量裝置，有測量體積流量的翼片式空氣流量計(jì)和卡門渦流式空氣流量計(jì)，有測量質(zhì)量流量的熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)。11. 翼片式空氣流量計(jì)是利用測量翼片在空氣流的推動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)到某一開度與流速具有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的原理制成的。12. 卡門渦流式空氣流量計(jì)是利用空氣流過卡門渦流發(fā)生器時(shí)，在渦流發(fā)生器后交替產(chǎn)生的空氣旋渦數(shù)目與空氣流速有一定關(guān)系這一原理制成的。13. 熱線式和熱膜式空氣流量計(jì)是利用空氣流過發(fā)熱的熱線或熱膜，所帶走的熱量與空氣的質(zhì)量流量有一定關(guān)系這一原理制成的。14. 節(jié)氣門體通常由節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器、怠速旁通空氣道、怠速調(diào)節(jié)螺釘、輔助空氣閥等組成。15. 節(jié)氣門的作用是：調(diào)整發(fā)

18、動(dòng)機(jī)的輸出功率16. 輔助空氣閥的作用是：發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)后，為提高怠速轉(zhuǎn)速，加快暖機(jī)過程，而補(bǔ)充額外的空氣量。17. 燃油供給系統(tǒng)的主要部件有油箱、電動(dòng)燃油泵、燃油濾清器、輸油管、回油管、油壓緩沖器、分配油管、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器等，有些類型電控汽油噴射系統(tǒng)還設(shè)有冷起動(dòng)噴油器。18. 電動(dòng)泵的作用是將汽油從油箱中吸出，加壓后送到噴油器。通常電動(dòng)汽油泵將直流直流電動(dòng)機(jī)和油泵做成一體。19. 電動(dòng)汽油泵可分為裝在油箱內(nèi)的內(nèi)裝泵和裝在油箱外的外裝泵兩種?，F(xiàn)在大多數(shù)電控汽油噴射系統(tǒng)都采用內(nèi)裝泵。常用的內(nèi)裝式電動(dòng)汽油泵為渦輪式的。20. 汽油濾清器一般安裝在電動(dòng)汽油泵之后，它的作用是濾去汽油中的雜質(zhì)和

19、水分。21. 油壓緩沖器可安裝在供油總管上或燃油分配管上，也可安裝在回油管上。其作用是：減少或消除噴油器和油壓調(diào)節(jié)器在開啟和關(guān)閉時(shí)，油壓變動(dòng)而產(chǎn)生的脈動(dòng)和噪聲。22. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是：根據(jù)進(jìn)氣歧管的壓力（負(fù)壓）變化來調(diào)節(jié)進(jìn)入噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進(jìn)氣歧管壓力之差保持恒定。23. 噴油器是電控汽油噴射系統(tǒng)中的執(zhí)行器，它是一種電磁閥，由ECU控制它的通電時(shí)間。它的作用是：按照電控單元的指令，定時(shí)定量地將調(diào)整加壓后的汽油噴入進(jìn)氣歧管或進(jìn)氣管內(nèi)。24. 任何電子控制系統(tǒng)都有三部分組成：傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器。和其他電子控制系統(tǒng)一樣，電控汽油噴射系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)也由這三部分組成。25. 傳感器的作用是將感知發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和使用條件的各種信息，并將這些信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)送給電子控制單元（ECU）。26. 電控汽油噴射系統(tǒng)常用的傳感器有：空氣流量傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和氧傳感器等。27. 電子控制單元（ECU）是電控汽油噴射系統(tǒng)中的核心。其作用是分析和處理由傳感器提供的發(fā)動(dòng)機(jī)各種信息，發(fā)出指令給各類執(zhí)行器，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)。