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)教學重點：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；3.掌握空氣計量裝置的結(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。教學難點：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。學時分配：序號內(nèi)容學時123456785.1 汽油噴射式燃料供給系優(yōu)點與分類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)和工作情況實驗一 典型傳感器檢測實驗

2、二 執(zhí)行器檢測小結(jié)214352219本章總學時205.1汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)優(yōu)點與分類優(yōu)點：1.減少空氣阻力,提高充氣系數(shù),提升功率。2.控制精度高,實現(xiàn)最佳空燃比和點火正時,使發(fā)動機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：單點噴射方式和多點噴射方式3.按噴油器工作時間分：連續(xù)噴射和間歇噴射 4.按空氣進氣量測量方式（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、噴油正時控制3.燃油停供控制4.電動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,無點火正時電子控制,采用進氣歧管絕對壓力傳感器測量空氣進給量。圖522.L型汽油噴射系統(tǒng)（圖53）是單純控制汽油噴射,無點火正時電子控制,采用翼片式空氣流量傳感器測量空氣進給量。圖533.M型汽油噴射系統(tǒng)（圖54）該系統(tǒng)將汽油噴射和點火正時電子控制和為一體,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：測量和控制進入發(fā)動機氣缸空氣量,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,進氣總管,節(jié)氣門體,進氣

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

5、片停頓于某一穩(wěn)定位置，與測量翼片同軸轉(zhuǎn)動的電位計將測量翼片轉(zhuǎn)動角度，轉(zhuǎn)換成反映進氣量的電信號送給電子控制單元。2） 熱線式空氣流量計（1）組成：鉑絲熱線，溫度補償電阻，控制電路板，金屬護網(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，使其達到某一溫度，當空氣流過其表面時會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，使其重新恢復到某一溫度，所增加電流大小，可計算出空氣流速，從而算出空氣流量。3.熱膜式空氣流量計特點：將發(fā)熱體的熱膜電阻，精密電阻和補償電阻等鍍在一塊陶瓷片上成本下降，工作原理與熱線式相同。節(jié)氣門1.

6、安裝位置：空氣流量計和發(fā)動機進氣總管之間（L型系統(tǒng)）空氣濾清器和發(fā)動機進氣總管之間（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)動機輸出功率.2）怠速旁通道作用：怠速時節(jié)氣門完全關(guān)閉，空氣經(jīng)旁通道進入總管，可調(diào)整怠速螺釘，調(diào)整發(fā)動機怠速。3）輔助空氣閥作用：發(fā)動機低溫起動后，輔助空氣閥開啟，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，加快暖機過程，額外補充空氣量。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氣量來調(diào)節(jié)怠速2）節(jié)氣門直動式：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）步進電機式怠速控制閥步進電機式怠速控制閥.swf（1）組成：步進電機，螺旋進給機構(gòu)、閥芯和閥座等組成。（2）工作特點：螺旋進給機構(gòu)螺母與電機轉(zhuǎn)子做成一體，螺母轉(zhuǎn)動時螺桿只能作直線移動，螺桿移動時帶動閥芯開大或關(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：脈沖信號在一個周期內(nèi)通電時間與通電周期比值。（2）工作特點：利用改變電脈沖占空比大小來控制旁通空氣道進氣量。通電時，閥門打開，通電時間越長，占空比越大，從旁通空氣道進入空氣越多，反之，越少。ECU利用改變電脈沖每個周期的占空比大小來控制旁通空氣道進氣量。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，向進氣歧管或進氣管內(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。通常電動汽油泵將直流電動機和油泵做成一體，密封在一個殼體內(nèi)。2）分類：內(nèi)裝泵和外裝泵3）內(nèi)裝式渦輪型電動燃油泵（圖55）：（1）結(jié)構(gòu)：直流電動機、渦輪泵、單向閥、限壓閥和濾網(wǎng)等組成。（2）工作：渦輪泵在電機帶動下轉(zhuǎn)動，葉片中間燃油和轉(zhuǎn)子一道高速運轉(zhuǎn)，在離心力作用下在進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，油壓變動而產(chǎn)生的脈動和噪聲。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，當管路油壓升高時，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)進氣歧管壓力變化來調(diào)節(jié)進入噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進氣歧管壓力之差保持恒定。噴油壓力燃油壓力進氣歧管壓力2）結(jié)構(gòu)：真空室（與進氣歧管相連）燃油室（與燃油分配管相連）3）工作特點：當燃油壓力和真空室負壓形成合力升高超過定值時，推動膜片壓縮

10、彈簧使回油閥打開，使超壓的燃油經(jīng)回油管回到油箱，當合力低于定值時，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，定時定量將調(diào)整加壓后的汽油噴入進氣歧管或進油管內(nèi)。2）分類：（1）按形式分為：軸針式和孔式（2）按電磁線圈驅(qū)動形式分為：電壓驅(qū)動型和電流驅(qū)動型。3）工作特點：（以電壓驅(qū)動軸針式噴油器為例）（1）組成：電磁線圈 、電磁銜鐵和針閥等。（2）工作：當電控單元控制信號使電磁線圈通電，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。當電磁線圈斷電，電磁銜鐵在彈簧作用下復位，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)動機運行工況和使用條件的各種信息，并將信息轉(zhuǎn)變成電信號輸送給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)動機。3.執(zhí)行器作用：執(zhí)行電子控制單元（ECU）指令，完成各種預定動作。5.5.2主要傳感器1.曲軸位置傳感器1）分類：磁感應式、霍爾式和光電式（1）磁感應式傳感器（圖57）安裝位置：曲軸前端或后端結(jié)構(gòu)：信號輪，感應頭（永久磁鐵和鐵心構(gòu)成）感應線圈工作特點：曲軸轉(zhuǎn)動時，信號輪上每個齒輪依次靠近和離開傳感器的感應頭，使感應線圈中的磁通量產(chǎn)生周期性的變化，從而在感應線圈中產(chǎn)生交變電動勢，信號輪轉(zhuǎn)一周，感應線圈將輸

12、出于信號輪齒數(shù)相同的交流電壓信號。圖57電磁感應式傳感器工作原理.swf（2）霍爾式曲軸位置傳感器（圖58）霍爾效應：流過半導體基片（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，正負電荷分別向兩側(cè)偏移，在半導體電基片上建立一個與電流方向和磁場方向都垂直的霍爾電壓?；魻柺角S位置傳感器利用觸發(fā)葉片改變通過霍爾元件的磁場強度，產(chǎn)生脈沖信號。工作特點：觸發(fā)輪上葉片與氣缸數(shù)相同，當葉片轉(zhuǎn)入磁鐵和霍爾元件之間的間隙時，磁力線被隔斷，霍爾電壓下降為零；當葉片轉(zhuǎn)離磁鐵和霍爾元件之間的間隙時，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、辨缸。2.冷卻水溫度傳感器（圖59）1）作用：檢測發(fā)動機冷卻水溫度，并輸送信號給ECU，由ECU修正噴油量和噴油時刻。2）工作特點：冷卻水溫度低時，熱敏電阻值大，ECU檢測到其分擔的電壓值高，由此ECU增加噴油量，使發(fā)動機低溫運轉(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)動機負荷，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，滑片式變阻器。（2）工作特點：節(jié)氣門開大時，滑動觸點在電阻體上滑動，從而引起可變電阻的電阻值變化，導致

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，鋯管外為負極。（2）工作特點：內(nèi)外兩極的電勢差即為氧傳感器傳感器傳送信號電壓，而信號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。當混合氣濃度稀時，廢

15、氣中的氧的濃度大，輸出電壓低，反之則高。實驗一 典型傳感器檢測實驗二 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，把被動供油方式變成了主動供油方式 。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噴射、分組噴射和順序噴射三種?，F(xiàn)在大多數(shù)的汽油機噴射系統(tǒng)都采用順序噴射方式。3. 應用電控汽油噴射系統(tǒng)主要目的是：使發(fā)動機在各種工況和使用條件下，都有最佳的空燃比和最佳的點火時刻，從而提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性，并減少排放污染。4. 電控汽油噴射系統(tǒng)的對汽油噴射的控制主要包括：噴油量控制、噴油正時控制、燃油停、供控制和電動泵控制等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氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速兩個主要控制信號，確定基本噴油量；并根據(jù)傳感器測得的進氣溫度、冷卻水溫度、節(jié)氣門開度和廢氣含氧量等輔助控制信號加以修正后，確定實際噴油量。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、進氣總管、節(jié)氣門體、進氣歧管、空氣計量裝置和怠速控制閥等。8. 空氣計量裝置用來間接或直接測量發(fā)動機吸入的空氣量。9. 間接測量發(fā)動機吸入的空氣量的空氣計量裝置為進氣歧管絕對壓力傳感器，其作用是：通過測量進氣歧管的真空度來間接測得發(fā)動機的空氣進氣量。10. 直接測量發(fā)動機吸入的空氣量的空

17、氣計量裝置，有測量體積流量的翼片式空氣流量計和卡門渦流式空氣流量計，有測量質(zhì)量流量的熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計。11. 翼片式空氣流量計是利用測量翼片在空氣流的推動下轉(zhuǎn)動到某一開度與流速具有一定對應關(guān)系的原理制成的。12. 卡門渦流式空氣流量計是利用空氣流過卡門渦流發(fā)生器時，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、動機的輸出功率16. 輔助空氣閥的作用是：發(fā)動機低溫起動后，為提高怠速轉(zhuǎn)速，加快暖機過程，而補充額外的空氣量。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)有冷起動噴油器。18. 電動泵的作用是將汽油從油箱中吸出，加壓后送到噴油器。通常電動汽油泵將直流直流電動機和油泵做成一體。19. 電動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)裝式電動汽油泵為渦輪式的。20. 汽油濾清器一般安裝在電動汽油泵之后，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，油壓變動而產(chǎn)生的脈動和噪聲。22. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是：根據(jù)進氣歧管的壓力（負壓）變化來調(diào)節(jié)進入噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進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控制它的通電時間。它的作用是：按照電控單元的指令，定時定量地將調(diào)整加壓后的汽油噴入進氣歧管或進氣管內(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)動機運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、進氣歧管壓力傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣溫度傳感器、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)動機各種信息，發(fā)出指令給各類執(zhí)行器，從而控制發(fā)動機。