第5章-汽油喷射式燃料供给系统(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第5章 汽油喷射式燃料供给系统教学重点：1.了解电控汽油喷射系统控制功能，内容及喷油量控制原理；2.掌握典型汽油喷射系统的特点；3.掌握空气计量装置的结构和工作原理；4.掌握燃油供给系统主要部件（燃油压力调节器）结构和工作原理。教学难点：1.掌握控制系统主要部件（曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器）结构与原理；2.掌握节气门位置传感器，氧传感器结构和原理。学时分配：序号内容学时123456785.1 汽油喷射式燃料供给系优点与分类5.2 典型喷射系统5.3 空气供给系统主要部件结构和工作原理5.4 燃油供给系统主要部件结构和工作原理5.5 控制系统主要部件结构和工作情况实验一 典型传感器检测实验二 执行器检测小结214352219本章总学时205.1汽油喷射式燃料供给系统优点与分类5.1.1优点：1.减少空气阻力,提高充气系数,提升功率。2.控制精度高,实现最佳空燃比和点火正时,使发动机工况具备良好过渡性能。3.采用燃油喷射,提高汽油雾化质量,燃料燃烧充分,油耗降低,废气污染减少。5.1.2汽油喷射系统分类：1.按喷油器安装位置：缸内喷射和缸外喷射2.按喷油器布置方式：单点喷射方式和多点喷射方式3.按喷油器工作时间分：连续喷射和间歇喷射 4.按空气进气量测量方式（图51）：直接测量方式（L型系统)和间接测量方式（D型系统） 图515.2电控汽油喷射系统控制功能和典型汽油喷射系统5.2.1控制功能1.喷油量控制2.喷油正时控制3.燃油停供控制4.电动泵控制5.2.2典型电控汽油喷射系统1.D型汽油喷射系统（图52）是单纯控制汽油喷射,无点火正时电子控制,采用进气歧管绝对压力传感器测量空气进给量。图522.L型汽油喷射系统（图53）是单纯控制汽油喷射,无点火正时电子控制,采用翼片式空气流量传感器测量空气进给量。图533.M型汽油喷射系统（图54）该系统将汽油喷射和点火正时电子控制和为一体,目前电喷车都采用。图545.3 空气供给系统主要部件结构和工作原理5.3.1空气供给系统作用：测量和控制进入发动机气缸空气量,与适量的燃油形成所需的可燃混合气.5.3.2 空气供给系统组成：空气滤清器,进气总管,节气门体,进气歧管,空气计量装置和怠速控制阀.5.3.3 工作流程5.3.4空气计量装置1.绝对压力传感器1）作用：通过测量进气歧管的真空度来间接测得发动机空气进气量。2）组成：由压电效应的半导体硅膜片、IC电路组成。3）原理：进气歧管压力变化时，硅膜片变形，引起硅膜片上压敏电阻的阻值变化，导致惠斯顿电桥输出电压变化，IC电路放大电压值送给ECU。2.空气流量计空气流量计分为：翼片式，卡门涡流式，热线式和热膜式。1）翼片式空气流量计（1）组成：测量翼片，缓冲翼片和阻尼室，电位计，卷簧，怠速旁通空气道组成。（2）原理：发动机工作时，空气流量增加，测量翼片转动角度增大，当进气推动力与卷簧弹力平衡时，测量翼片停顿于某一稳定位置，与测量翼片同轴转动的电位计将测量翼片转动角度，转换成反映进气量的电信号送给电子控制单元。2） 热线式空气流量计（1）组成：铂丝热线，温度补偿电阻，控制电路板，金属护网等组成。（2）原理：用金属制成线状电阻（热线）或薄膜状电阻（热膜），在上面通过一定电流，使其达到某一温度，当空气流过其表面时会带走一部分热量而使温度下降，空气流流速越快，温度下降越大，可加大热线或热膜上通过电流，使其重新恢复到某一温度，所增加电流大小，可计算出空气流速，从而算出空气流量。3.热膜式空气流量计特点：将发热体的热膜电阻，精密电阻和补偿电阻等镀在一块陶瓷片上成本下降，工作原理与热线式相同。5.3.5节气门1.安装位置：空气流量计和发动机进气总管之间（L型系统）空气滤清器和发动机进气总管之间（D型系统）。2.组成：节气门，节气门位置传感器，怠速旁通气道，怠速调整螺钉，辅助空气阀等组成。3.各构件作用1）节气门作用：调整发动机输出功率.2）怠速旁通道作用：怠速时节气门完全关闭，空气经旁通道进入总管，可调整怠速螺钉，调整发动机怠速。3）辅助空气阀作用：发动机低温起动后，辅助空气阀开启，提高发动机转速，加快暖机过程，额外补充空气量。5.3.6怠速控制装置的执行器1.怠速控制方式：1）旁通空气式：控制节气门旁通空气道中进气量来调节怠速2）节气门直动式：直接通过控制节气门开度来调节怠速2.旁通空气式怠速控制装置执行器形式：1）步进电机式怠速控制阀（1）组成：步进电机，螺旋进给机构、阀芯和阀座等组成。（2）工作特点：螺旋进给机构螺母与电机转子做成一体，螺母转动时螺杆只能作直线移动，螺杆移动时带动阀芯开大或关小旁通空气道。2）脉冲线性电磁阀式怠速控制阀（1）占空比：脉冲信号在一个周期内通电时间与通电周期比值。（2）工作特点：利用改变电脉冲占空比大小来控制旁通空气道进气量。通电时，阀门打开，通电时间越长，占空比越大，从旁通空气道进入空气越多，反之，越少。ECU利用改变电脉冲每个周期的占空比大小来控制旁通空气道进气量。5.4燃油供给系统主要部件结构和工作原理5.4.1燃油供给系统作用：由电动汽油泵向喷油器提供足够压力汽油，喷油器根据ECU的控制信号，向进气歧管或进气管内喷射适量汽油。5.4.2燃油供油系统的工作流程5.4.3燃油供给系统的主要部件结构和工作原理1.电动汽油泵1）作用：将汽油从油箱中吸出，加压后送到喷油器。通常电动汽油泵将直流电动机和油泵做成一体，密封在一个壳体内。2）分类：内装泵和外装泵3）内装式涡轮型电动燃油泵（图55）：（1）结构：直流电动机、涡轮泵、单向阀、限压阀和滤网等组成。（2）工作：涡轮泵在电机带动下转动，叶片中间燃油和转子一道高速运转，在离心力作用下在进油处形成一定真空吸入燃油，在出油处使油压升高，为系统提供压力油。 图55（3）汽油泵的拆装工艺汽油泵的拆卸汽油泵的装配2.油压缓冲器作用：减少或消除喷油器和油压调节器在开启和关闭时，油压变动而产生的脉动和噪声。1）安装位置：安装在供油总管上或燃油分配管上，也可安装在回油管上。2）结构：膜片将油压缓冲器内腔一隔为二，膜片上方装有弹簧，下方接燃油管路，当管路油压升高时，膜片上抬，油压降低；反之，油压回升。3.燃油压力调节器1）作用：根据进气歧管压力变化来调节进入喷油器的燃油压力，使燃油压力与进气歧管压力之差保持恒定。喷油压力燃油压力进气歧管压力2）结构：真空室（与进气歧管相连）燃油室（与燃油分配管相连）3）工作特点：当燃油压力和真空室负压形成合力升高超过定值时，推动膜片压缩弹簧使回油阀打开，使超压的燃油经回油管回到油箱，当合力低于定值时，回油阀关闭，燃油压力上升。4.喷油器（图56）1）作用：依照ECU指令，定时定量将调整加压后的汽油喷入进气歧管或进油管内。2）分类：（1）按形式分为：轴针式和孔式（2）按电磁线圈驱动形式分为：电压驱动型和电流驱动型。3）工作特点：（以电压驱动轴针式喷油器为例）（1）组成：电磁线圈 、电磁衔铁和针阀等。（2）工作：当电控单元控制信号使电磁线圈通电，电磁衔铁被吸引，针阀开启，汽油从针阀头部的环状间隙中喷出。当电磁线圈断电，电磁衔铁在弹簧作用下复位，针阀关闭。图565.5控制系统主要部件结构和工作情况5.5.1控制系统组成：传感器、电子控制单元（ECU）,执行器。 1.传感器作用：检测发动机运行工况和使用条件的各种信息，并将信息转变成电信号输送给ECU。2.ECU作用：分析和处理传感器提供信息，发出指令给执行器，控制发动机。3.执行器作用：执行电子控制单元（ECU）指令，完成各种预定动作。5.5.2主要传感器1.曲轴位置传感器1）分类：磁感应式、霍尔式和光电式（1）磁感应式传感器（图57）安装位置：曲轴前端或后端结构：信号轮，感应头（永久磁铁和铁心构成）感应线圈工作特点：曲轴转动时，信号轮上每个齿轮依次靠近和离开传感器的感应头，使感应线圈中的磁通量产生周期性的变化，从而在感应线圈中产生交变电动势，信号轮转一周，感应线圈将输出于信号轮齿数相同的交流电压信号。图57（2）霍尔式曲轴位置传感器（图58）霍尔效应：流过半导体基片（霍尔元件）的电流，在垂直于电流方向的电磁场中受到洛仑兹力作用，正负电荷分别向两侧偏移，在半导体电基片上建立一个与电流方向和磁场方向都垂直的霍尔电压。霍尔式曲轴位置传感器利用触发叶片改变通过霍尔元件的磁场强度，产生脉冲信号。工作特点：触发轮上叶片与气缸数相同，当叶片转入磁铁和霍尔元件之间的间隙时，磁力线被隔断，霍尔电压下降为零；当叶片转离磁铁和霍尔元件之间的间隙时，磁感线通过霍尔元件，在C和D之间产生霍尔电压。触发叶片转一周，矩形脉冲信号与气缸数相同。图582）作用：测速、正时、辨缸。2.冷却水温度传感器（图59）1）作用：检测发动机冷却水温度，并输送信号给ECU，由ECU修正喷油量和喷油时刻。2）工作特点：冷却水温度低时，热敏电阻值大，ECU检测到其分担的电压值高，由此ECU增加喷油量，使发动机低温运转性能得以改善。反之，减少喷油量。（图510）图59图5103.节气门位置传感器（图511）1）作用：检测发动机负荷，以便ECU修正喷油量2）形式：线性输出型、开关量输出型等3）线性输出型节气门位置传感器（1）结构：怠速触点，滑片式变阻器。（2）工作特点：节气门开大时，滑动触点在电阻体上滑动，从而引起可变电阻的电阻值变化，导致输出电压变化，输出电压与节气门开度呈线性关系，ECU根据电压信号变化来判断气门开度的大小，从而来修止喷油量。图5114.氧传感器：（图512）1）安装位置：安装在排气管内2）作用：检测废气中氧的浓度，由ECU控制最佳混合气浓度3）分类：氧化钛式和氧化锆式4）氧化锆式氧传感器图512（1）结构：锆管，铂电极，加热器锆管内表面与大气相通，外表面与废气相通锆管内正极，锆管外为负极。（2）工作特点：内外两极的电势差即为氧传感器传感器传送信号电压，而信号电压的高低取决于内外表面的氧浓度差，内侧氧的浓度不变，因此，浓度差完全取决于外表面废气中氧的浓度。当混合气浓度稀时，废气中的氧的浓度大，输出电压低，反之则高。实验一 典型传感器检测实验二 执行器检测小 结1. 电控汽油喷射系统从根本上改变了化油器式汽油供给系统供油方式的不足，把被动供油方式变成了主动供油方式 。2. 电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种。现在大多数的汽油机喷射系统都采用顺序喷射方式。3. 应用电控汽油喷射系统主要目的是：使发动机在各种工况和使用条件下，都有最佳的空燃比和最佳的点火时刻，从而提高发动机的动力性、经济性，并减少排放污染。4. 电控汽油喷射系统的对汽油喷射的控制主要包括：喷油量控制、喷油正时控制、燃油停、供控制和电动泵控制等5. 电控汽油喷射系统的ECU根据传感器测得的空气进气量和发动机转速两个主要控制信号，确定基本喷油量；并根据传感器测得的进气温度、冷却水温度、节气门开度和废气含氧量等辅助控制信号加以修正后，确定实际喷油量。6. 电控汽油喷射系统由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统三个子系统组成。7. 空气供给系统的主要部件有空气滤清器、进气总管、节气门体、进气歧管、空气计量装置和怠速控制阀等。8. 空气计量装置用来间接或直接测量发动机吸入的空气量。9. 间接测量发动机吸入的空气量的空气计量装置为进气歧管绝对压力传感器，其作用是：通过测量进气歧管的真空度来间接测得发动机的空气进气量。10. 直接测量发动机吸入的空气量的空气计量装置，有测量体积流量的翼片式空气流量计和卡门涡流式空气流量计，有测量质量流量的热线式空气流量计和热膜式空气流量计。11. 翼片式空气流量计是利用测量翼片在空气流的推动下转动到某一开度与流速具有一定对应关系的原理制成的。12. 卡门涡流式空气流量计是利用空气流过卡门涡流发生器时，在涡流发生器后交替产生的空气旋涡数目与空气流速有一定关系这一原理制成的。13. 热线式和热膜式空气流量计是利用空气流过发热的热线或热膜，所带走的热量与空气的质量流量有一定关系这一原理制成的。14. 节气门体通常由节气门、节气门位置传感器、怠速旁通空气道、怠速调节螺钉、辅助空气阀等组成。15. 节气门的作用是：调整发动机的输出功率16. 辅助空气阀的作用是：发动机低温起动后，为提高怠速转速，加快暖机过程，而补充额外的空气量。17. 燃油供给系统的主要部件有油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、输油管、回油管、油压缓冲器、分配油管、燃油压力调节器、喷油器等，有些类型电控汽油喷射系统还设有冷起动喷油器。18. 电动泵的作用是将汽油从油箱中吸出，加压后送到喷油器。通常电动汽油泵将直流直流电动机和油泵做成一体。19. 电动汽油泵可分为装在油箱内的内装泵和装在油箱外的外装泵两种。现在大多数电控汽油喷射系统都采用内装泵。常用的内装式电动汽油泵为涡轮式的。20. 汽油滤清器一般安装在电动汽油泵之后，它的作用是滤去汽油中的杂质和水分。21. 油压缓冲器可安装在供油总管上或燃油分配管上，也可安装在回油管上。其作用是：减少或消除喷油器和油压调节器在开启和关闭时，油压变动而产生的脉动和噪声。22. 燃油压力调节器的作用是：根据进气歧管的压力（负压）变化来调节进入喷油器的燃油压力，使燃油压力与进气歧管压力之差保持恒定。23. 喷油器是电控汽油喷射系统中的执行器，它是一种电磁阀，由ECU控制它的通电时间。它的作用是：按照电控单元的指令，定时定量地将调整加压后的汽油喷入进气歧管或进气管内。24. 任何电子控制系统都有三部分组成：传感器、电子控制单元（ECU）和执行器。和其他电子控制系统一样，电控汽油喷射系统的电子控制系统也由这三部分组成。25. 传感器的作用是将感知发动机运行工况和使用条件的各种信息，并将这些信息转变成电信号送给电子控制单元（ECU）。26. 电控汽油喷射系统常用的传感器有：空气流量传感器、进气歧管压力传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气温度传感器、冷却水温度传感器、节气门位置传感器和氧传感器等。27. 电子控制单元（ECU）是电控汽油喷射系统中的核心。其作用是分析和处理由传感器提供的发动机各种信息，发出指令给各类执行器，从而控制发动机。28. 现代轿车电控系统基本上都采用微机控制单元。微机控制单元主要由微型计算机、输入和输出信息转换线路、总线、A/D（模拟信号/数字信号）转换器等组成。29. 执行器：其作用是执行电子控制单元（ECU）发出的指令，完成各种预定动作。电控汽油喷射系统的执行器主要有：电动汽油泵、电磁喷油器和怠速控制阀等。30. 曲轴位置传感器有三大作用：测速、正时、辨缸。31. 常用的曲轴位置传感器有三大类：磁感应式、霍尔式和光电式。目前电控发动机大多采用磁感应式和霍尔式曲轴位置传感器。32. 磁感应式曲轴位置传感器工作原理和交流发电机相类似；霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理来进行工作的。33. 凸轮轴位置传感器的主要作用是：提供活塞上止点的信息给ECU。它与曲轴位置传感器产生的曲轴转速和转角位置信息相配合，使ECU确定喷油正时和点火顺序。34. 水温传感器和进气温度传感器的主体都是半导体电阻，是具有负温度系数的热敏电阻。35. 节气门位置传感器的作用：检测发动机的负荷。常用的节气门位置传感器的线性输出型、开关量输出型和带有加速信号输出的开关量输出型三种类型，其中线性输出型应用较多。36. 氧传感器是电控汽油喷射系统实行闭环控制的重要元件。装在三元催化器之前的氧传感器，称为主氧传感器，它的作用是：检测排气中的含氧量。在三元催化器之后的氧传感器，称为副氧传感器，它的作用是：监测三元催化器对排气的净化效率。37. 根据结构和工作原理的不同，氧传感器分为氧化锆式和氧化钛式两种，目前使用比较普遍的氧化锆式氧传感器。专心-专注-专业