模块六--汽油机燃油供给系

概述•汽油机燃料供油系是发动机控制单元ECU依据进气量的多少、转速以及其他传感器参数，控制喷油器将定量的汽油喷入进气歧管，与经滤清器滤清后的新鲜空气混合后进入气缸，被点燃作功后，将燃烧产生的废气排至大气中。•电控燃油供给系统主要由传感器、电控单元（ECU）和执行器三大部分组成。模块六汽油机燃料供给系图6-1电控燃油系统关系图•电控燃油供给系统主要由传感器、电控单元（ECU）和执行器三大部分组成。•各种传感器将发动机进气参数、工作参数转化为电信号后输送给ECU，ECU经过分析、判断、比较和计算后，向执行器发出指令，由执行器控制发动机的工作，使发动机的动力性、经济性和排放始终处于最佳状态。•ECU主要根据空气流量传感器提供的进气量信号确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，能有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下空燃比达到较佳值、在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。1.汽油机燃料供给系各部件的认识1.汽油机燃料供给系的功用与组成2.燃料供给系的工作过程课题一汽油机燃料供给系的组成•发动机是将热能转化为机械能的机器，也就是将燃料燃烧的热能转化为机械能并对外输出动力。燃料是如何进入气缸的？供给系由哪几部分组成？•燃烧做功需要供给一定数量的燃料和空气。利用汽油具有的良好挥发性，在气流的作用下与空气充分混合，由电火花适时点燃而燃烧做功，将热能转化为旋转的机械能。•汽油机燃料供给系的功用：发动机控制单元ECU依据进气量的多少、转速以及其他参数，控制喷油器将定量的汽油喷入进气歧管，与经滤清器滤清后的新鲜空气混合后进入气缸，并在燃烧作功后，将燃烧产生的废气排至大气中。一、汽油机燃料供给系的组成桑塔纳3000型轿车燃料供给系示意图燃油系结构简图进气歧管燃油导管调压器真空管供油管燃油箱燃油泵燃油滤清器喷油器回油管1．燃油供给装置•包括汽油箱、电动汽油泵3、进油管5、燃油滤清器4、燃油压力调节器8和喷油器6，如图6－2所示，用以完成汽油的输送、清洁，并以恒定的压差定量喷射的任务。一、汽油机燃料供给系的组成图6-2轿车燃料供给系2．空气供给装置•包括空气滤清器、空气流量计6、节气门位置传感器12和节气门体，如图6-3所示，用以清洁和计量吸入气缸的空气。一、汽油机燃料供给系的组成3．发动机控制单元（ECU）依据传感器输入的信息，确定汽油的最佳喷射量。•4．废气排出装置•包括排气管、排气消声器及氧传感器，以废气的排除及空然比反馈控制。二、燃料供给系的工作过程图6-4燃料供给系的工作原理•电动汽油泵8将油箱中的汽油加压后，经进油管流入汽油滤清器7，滤除其中杂质后进入燃油分配管。ECU依据空气流量计6、转速、节气门位置12和水温14等传感器信号，进行分析、计算、比较，控制喷油器3适时开启，将定量、定压的汽油喷入进气歧管，与经空气滤清器滤清后的新鲜空气混合进入气缸，进入气缸的混合气被火花塞产生的火花点燃，燃烧作功，产生的废气经排气管排出；而多余的汽油经回油管流回到油箱。二、燃料供给系的工作过程•为降低排气污染，提高发动机经济性，排气管内装有氧传感器1，以检测排气中氧含量，以确定混合气过浓还是过稀，然后向ECU反馈相应的电信号，并及时对喷油量进行校正。•温度较低时，汽油不易蒸发，混合气不易形成，怠速不稳，为加快暖机，设有怠速控制阀11。•当发动机水温低时，怠速旁通阀开度最大，空气量增加，ECU控制喷油器使喷油量增加，怠速提高；随着水温的升高，怠速旁通阀开度逐渐减小，进汽量和喷油量也相应减小，怠速逐渐降低，至直达到正常怠速。二、燃料供给系的工作过程二、燃料供给系的工作过程2.喷油器的检测1.电动汽油泵、喷油器的结构课题二燃油供给装置的检修1.电动汽油泵的检修2.电动汽油泵的工作原理3.喷油器的工作原理•有一桑塔纳3000型轿车发动机启动困难，而此时故障灯不亮，高压电跳火。经检测燃油压力过低，且电动汽油泵停转后，燃油压力很快降为零，试分析故障原因。发动机•高压跳火，故障灯不亮，说明传感器、ECU工作正常，故障是燃油油路造成的。•再检测油路发现燃油压力过低。•结论：因冷车启动时需要较浓的混合气，现混合气过稀，所以出现启动困难的故障。燃油压力过低会造成：一是喷油量过小二是燃油雾化不好，不易与空气混合混合气过稀•究竟是哪一种或哪几种？如何才能排除？首先要燃油供给系各部件的的结构、工作原理及其调整、检修。一、电动汽油泵作用：向燃油系统供给具有规定压力的燃油。压力值为0.2～0.45MPa。1．结构电动汽油泵装于油箱内部，浸泡在燃油中，是一种由小型永磁直流电动机驱动的油泵，主要由泵体、永磁式电动机和壳体三部分组成，电动汽油泵装于油箱内部。1－壳体2－直流电动机电枢3－上端盖4－单向止回阀5－电插头6－限压阀7－永久磁铁8－叶轮及叶片9－下端盖一、电动汽油泵如图6-6所示为桑塔纳3000型轿车用的一种涡轮泵。图6-6电动机汽油泵的结构一、电动汽油泵一、电动汽油泵2．工作原理当电动机转动时，带动叶轮旋转，小槽内的汽油随叶轮一同高速旋转。由于叶片的带动和离心力的作用，使出口出油压增高，而在进口处产生真空，从而使汽油从进口处吸入，从出口处排出。1－叶片沟槽2－泵体3－叶轮图6-7涡轮式汽油泵工作原理一、电动汽油泵（点击动画）一、电动汽油泵限压阀的作用：安全保护。当油压超过0.45Mpa时，克服弹簧弹力开启，汽油流回油箱，以防油压过高损坏汽油泵或油管。单向止回阀：保持管路中一定的残压。装在出油口处，发动机停车后，止回阀关闭，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，以保持管路中有一定的残压，便于发动机的再启动。二、燃油压力调节器作用：使燃料供给系统的燃油压力与进气歧管的压力之差保持恒定。1．结构油压调节器安装于燃油分配管上，如图6-8、图6-9所示。主要由壳体、膜片、回油阀门、弹簧和小弹簧等组成。图6-8喷油器、燃油压力调节器安装图1-燃油分配管2-进气歧管3-燃油压力调节器4-喷油器图6-9燃油压力调节器的结构2．工作原理发动机ECU对喷油量的控制是通过控制喷油器电磁线圈通电时间的长短来实现的。为保证ECU对喷油量的精确控制，就必须保证燃油系统的绝对油压与喷油器喷油口处的进气歧管的空气压力差恒定。二、燃油压力调节器图6-10燃油压力调节器的工作原理a)怠速或小负荷b)大负荷1－接进气歧管口2－弹簧3－膜片当进气歧管的压力减小时（发动机负荷减小），压力油克服弹簧力使膜片上移，回油阀门开启，汽油流回油箱，供油系统内压力下降，如图6-9a所示。反之，当进气歧管的压力增加时（发动机负荷增大），弹簧弹力使膜片下移，回油阀门变小或关闭，回油量变小或终止，供油系统内压力上升，如图6-9b所示。如此反复，使两者的压差始终保持恒定，从而达到ECU对喷油量的精确控制。二、燃油压力调节器三、喷油器作用：依据发动机ECU的喷油脉冲信号，将一定量的燃油以雾状喷入进气管内，使燃油与空气混合形成可燃混合气。三、喷油器1－进口滤网2－电磁线圈3－回位弹簧4-针阀5－喷油孔6－进气歧管“O”形密封圈7－导线插片8－燃油分配管“O”形密封圈图6-11喷油器a)实物图b)结构图a)b)三、喷油器1．结构喷油器由电磁线圈、衔铁、回位弹簧、针阀、喷油器体等零件组成，如图6-11所示。安装于各缸进气歧管末端，对准进气门喷油。在喷油器阀体与进气歧管的结合处有一“O”形密封圈，起密封和隔热作用，以防燃油蒸发成气泡。在喷油器阀体与燃油分配管的结合处也有一“O”形密封圈，起密封作用。喷油器是加工精度很高的精密器件，同时要求它具有良好的动态流量稳定性，抗堵塞、抗污染能力强，喷油雾化性能好。三、喷油器对于一定型号的喷油器来讲，喷油孔截面的大小是固定不变的，而喷油压差则由油压调节器调节为定值，因此，喷油量只取决于喷油持续时间，亦即取决于喷油器电磁线圈的通电脉冲的宽度。三、喷油器2．工作原理喷油器喷油量取决于三个因素：喷油孔截面的大小、喷油压差和喷油持续时间。电磁线圈通电时，产生电磁力，吸动衔铁上移，带动针阀升起，阀门打开燃油喷出；电磁线圈断电时，电磁力消失，针阀被弹簧压紧在阀座上，停止喷油。针阀的升程约为0.1mm，喷油持续时间在2～10ms范围内。三、喷油器四、燃油供给系其他装置1.汽油箱作用：贮存汽油。其数目、容量、外形及安装位置都随车型而异，一般汽油箱的容量能使汽车行驶300～600km。1－加油盖2－箱体3－出油管口4－通气管5－回油管接口6－油面传感器7－浮子8－集滤器（1）结构。油箱体一般是用薄钢板冲压焊成，内壁镀锌锡。油箱上面装有油面指示表传感器3和出油口5。出油口经输油管与燃油滤清器相通。四、燃油供给系其他装置1－汽油滤清器2－固定箍带3－油面传感器4－浮子5－出油管接口6－油箱体7－油箱盖8－加油延伸管9－隔板10－滤网11－油箱支架12－加油管图6-12汽油箱的结构轿车燃油箱为了适应整车外观造型及车架的需要往往做成比较复杂的形状。（桑塔纳轿车油箱是用聚乙烯吹塑成形，既轻又防锈，其容积为60L（参见前图）四、燃油供给系其他装置四、燃油供给系其他装置1.燃油滤清器作用：除去燃油中的杂质和水分，减少油泵和喷油器等部件的故障。四、燃油供给系其他装置3．活性炭罐作用：吸附汽油箱中挥发的汽油蒸气，在发动机启动后使活性炭罐打开，将活性炭罐中的汽油蒸气引入节气门处，从而减少空气污染并节省燃料消耗。图6-16活性炭罐的结构和工作过程a)实物图b)工作过程1-活性炭罐2-控制电磁阀3-汽油箱4-节气门体5-进气歧管四、燃油供给系其他装置工作过程：如图6-16所示，汽油箱中的汽油蒸气通过单向阀进入活性炭罐的上部，空气从活性炭罐的下部进入清洗活性炭。当发动机工作时，发动机ECU根据发动机转速、水温、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭。电磁阀打开时，燃油蒸气通过控制阀被吸入进气歧管。四、燃油供给系其他装置一、燃料供给系检修注意事项•1．在进行燃料系的维修工作之前都应先拆下蓄电池的负极搭铁线。•2．如需拆卸油管时，为防止大量燃油漏出，应先将系统内的压力释放，同时注意用毛巾等将汽油引入油盆中。•3．在维修时，所用过的密封圈、衬垫、管道夹箍、垫圈等都是一次性零件，均应更新，否则，将造成系统渗漏。一、燃料供给系检修注意事项•4．拆装喷油器时，“O”形密封圈切勿重复使用，新圈在安装前必须用清洁的机油润滑。•5．喷油器等安装好后，应检查有无漏油。•6．工作场所严禁明火和吸烟，并确保通风良好，同时应备有干式化学灭火器。四、喷油器的检测和维护1．检查喷油器工作情况发动机热机后怠速运转，用旋具或触杆式听诊器接触喷油器测听各缸喷油器工作的声音，此时应能听到有清脆而有节奏的“嗒嗒”声，且随发动机转速的升高而加快——这是针阀开闭时的工作声。•模块小结•1.汽油机燃油供给系由燃油供给系统、空气供给系统、ECU等组成；功用是不断地向汽缸内喷射滤清的燃油和清洁的新鲜空气。•2．可燃混合气的形成、空燃比、过量空气系数等概念的理解。混合气浓度对发动机工作的有很大的影响，混合气过浓、过稀都会引起的发动机故障，可根据故障的现象分析其原因并加以排除。发动机不同工况如启动、暖车、怠速、加速和大、中、小负荷对混合气浓度的要求是不同的。•模块小结•3．可燃混合气燃烧的三个阶段：着火延迟期、急然期和补燃期，影响燃烧过程的因素。爆震是一种非正常的燃烧，可根据非正常燃烧的现象作出判断并加以防止和排除。•4．燃油供给系统的主要装置有燃油泵、喷油器和燃油压力调节器，它们出现故障后将影响系统的压力，进而影响发动机的工作，通过检测压力判断故障，并进行检修和排除。•5．进气系统的功用是尽可能多和尽可能均匀地向各汽缸供给可燃混合气，为此，采取谐振器、可变进气系统或增压器，使进气量更多，更均匀，发动机产生的转矩更高。一、填空题•1．燃烧过程压力变化的特征，燃烧过程分为三个阶段：即、、。•2．汽油机的非正常燃烧包括和。•3．防止汽油机非正常燃烧的措施有————、————、————。•4．桑塔纳轿