劳动出版社《汽车发动机构造与维修》-B24-6725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。,模块六 汽油机燃油供油系,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,技能点,知识点,2.燃料供给系的工作过程,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,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62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,图6-3桑塔纳3000型轿车电控系统各部件安装位置图,1活性炭罐电磁 2ECU 3氧传感器 4水温传感器 5传感器插头支架 6节气门位置传感器 7进气温度传感器 8发动机转速传感器 9点火线圈组件 10喷油器 11燃油压力调节器 12相位传感器 13、14爆震传感器 15活性炭罐 16空气流量计,一、汽油机燃料供给系的组成,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,1. 根据故障的现象判断出混合气过浓或过烯,1.可燃混合气的形成,技能点,知识点,2.混合气的浓度对发动机工作的影响,2. 掌握故障排除的方法和步骤,3.发动机不同工况对混合气浓度的要求,有一辆桑塔纳3000型轿车发动机，低速运转较好，急加速时转速升高过迟，动力不足，且发动机有明显的抖动现象，而此时故障灯不亮。初步诊断为混合气过稀所致。混合气过稀为何会出现以上现象？试分析原因并加以排除。,发动机,从以上故障现象分析，造成以上故障的原因一般有两种： 一是点火系故障，即点火过迟或高压火花弱。 二是混合气过稀。 故障灯不亮，说明传感器工作正常；又因该发动机点火系是无分电器的点火系，且低速运转较好，说明是后一种原因所致。后一种原因有燃油压力过低、喷油器工作不良、空气流量计之后有漏气部位等，总之是燃油过少，混合气过稀所致。,混合气过稀： 即实际供给的空气量比燃料完全燃烧所需空气量多，而燃料过少，燃烧速度慢，热量损失大，导致动力不足，尤其是急加速时转速升高过迟，发动机并有明显的抖动现象。,一、可燃混合气的形成,汽油机混合气的形成有两种方式： 一种是化油器式，即利用化油器在气缸外部形成大体均匀的可燃混合气，靠控制节气门开度调节混合气数量； 另一种是汽油直接喷射式，即利用喷油器在一定压力下直接向进气管、进气道或气缸内喷射汽油，与吸入的空气相混合形成可燃混合气，汽油喷射大多是靠机械或电脑根据发动机进气量或进气管压力等参数来控制。本课程重点介绍汽油直接喷射式混合气的形成。,一、可燃混合气的形成,汽油直接喷射系统混合气的形成是在进气管或汽缸中进行的。喷油器将来自供油系统具有一定压力的汽油喷射到进气门前方的进气歧管内或汽缸内，与来自空气供给系统的新鲜空气在缸外相混合形成可燃混合气，进入气缸被点燃作功。由于汽油是从细小的喷嘴喷出，汽油得以充分的雾化，因此能够与空气均匀的混合，形成良好的可燃混合气；又由于喷油量是由电脑控制的，所以混合气的浓度是最佳的。,一、可燃混合气的形成,二、可燃混合气的相关知识,1.可燃混合气：汽油在气缸外喷散成雾状并蒸发，按一定的比例与空气混合，然后进入气缸燃烧。这种按一定比例混合的汽油和空气的混合物，称为可燃混合气。 2.可燃混合气浓度：可燃混合气中燃料含量的多少称为可燃混合气的浓度。可燃混合气的浓度常用空燃比（R）和过量空气系数()来表示。 3.空燃比（R）：就是混合气中所含空气质量（kg）与燃料质量（ kg）的比值，即 R=空气质量（kg）/ 燃料质量（kg）,二、可燃混合气的相关知识,理论上，1 kg汽油完全燃烧需要空气14.7 kg，即空燃比为14.7。这种空燃比混合气称为理论混合气（标准混合气），若空燃比小于14.7，称为浓混合气；空燃比大于14.7，称为稀混合气。不同燃料的理论空燃比值是不同的。 4.过量空气系数： 指燃烧1 kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1 kg燃料所需的空气质量之比，也等于实际空燃比与理论空燃比之比，即 燃烧1 kg燃料实际供给的空气质量 / 理论上完全燃烧1 kg燃料所需的空气质量 实际空燃比 / 理论空燃比,二、可燃混合气的相关知识,由上面的定义式可知：无论使用何种燃料，若=1的可燃混合气即为理论混合气（又称标准混合气）；1的为浓混合气；1的则为稀混合气。 5.混合气过浓：即实际供给的空气量比燃料完全燃烧所需空气量少，燃料在缺氧下燃烧，亦即燃烧不完全，产生大量的一氧化碳，在高温高压的作用下析出碳，导致发动机排气冒黑烟； 当急加速时，混合气更浓，燃烧速度也变慢，致使部分燃油未及时在缸内燃烧，排出后在排气管内补燃，造成排气管放炮。,二、可燃混合气的相关知识,6.混合气过稀：即实际供给的空气量比燃料完全燃烧所需空气量多，而燃料过少，造成燃烧速度慢，热量损失大，导致动力不足，尤其是急加速时转速升高过迟，发动机有明显的抖动现象，甚至熄火。,三、可燃混合气浓度对发动机工作的影响,可燃混合气浓度对发动机的动力性和经济性影响很大，试验测试得出： 在发动机转速一定和节气门全开的条件下，通过改变喷油量以改变值，得出相应的发动机功率和油耗率曲线。 Pe和ge随的变化曲线。图中将测得功率Pe最大值定为100、油耗率ge最小值定为100为纵坐标，过量空气系数为横坐标。,图6-5 发动机功率和油耗率曲线,三、可燃混合气浓度对发动机工作的影响,表6-1 可燃混合气浓度对发动机工作的影响,三、可燃混合气浓度对发动机工作的影响,功率混合气（0.850.95）： 燃烧速度最快，热损失最小，平均压力大和发动机功率大，称为功率混合气。 经济混合气（1.051.15）： 所有的汽油获得足够的空气而完全燃烧，因而经济性最好，称为经济混合气。 表中可以看出，要想发动机发出较大功率即动力性好，应使用较浓的混合气，但要以牺牲其经济型为代价；要想耗油率低，经济性好，则使用较稀的混合气，这就要牺牲动力性为代价。 在0.88 1.11的范围内，可使发动机的动力性和经济性有较好的折中。,分析：造成混合气过稀的原因是喷油量比所需的少。原因是燃油压力过低、喷油器工作不良或空气流量计之后有漏气部位等造成。 诊断步骤：按造由简到繁的原则。首先检查空气流量计之后是否有漏气部位，然后检查燃油压力，最后检查测试喷油器。,在诊断过程中，空气流量计后与进气软管连接处松动，有漏气现象。由于连接处的漏气量未经空气流量计计量，即实际吸入指令，所以造成混合气过稀，以致出现以上故障。,分析：气缸内的空气多，而检测到的进气量少，ECU按空气流量计提供的少空气量的信号供油，发出的是喷油量少的重新紧固以上连接处，发动车后再试，故障随即消失，发动机运转正常。,发动机不同工况对混合气浓度的要求,发动机不同工况对混合气浓度的要求,表6-2 发动机不同工况对混合气浓度的要求,发动机不同工况对混合气浓度的要求,续表,表中的启动、暖机和加速三种工况又称为过渡工况。在冷车状态下发动机启动后，暖机过程规定的快怠速一般为1500 r/min；达到正常工作温度后怠速达到正常转速，一般为750 r/min。 怠速：是指发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，混合气燃烧所作的功，仅用以克服发动机内部的阻力，使发动机保持最低稳定转速。节气门接近关闭，吸入的新鲜空气少，废气含量相对较多，为保证发动机正常运转，必须提供较浓的混合气，一般0.60.8。,发动机不同工况对混合气浓度的要求,表中的启动、暖机和加速三种工况又称为过渡工况。 表中可以看出，发动机在正常运转时，在小负荷和中等负荷工况下，要求随负荷的增加，供给由较浓逐渐变稀的混合气。当进入大负荷直到全负荷工况下，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到保证发动机发出最大动力。,发动机不同工况对混合气浓度的要求,1.能依据危害的现象分析其原因,1.可燃混合气燃烧的过程,技能点,知识点,2. 非正常燃烧的危害,2.掌握故障排除的方法和步骤,3.影响混合气燃烧的过程的因素,有一轿车在一小加油站加油后，发动机运转时出现金属敲击声，急加速时敲击声更严重，检修时发现所有火花塞电极颜色发白，且有烧蚀现象，其中一火化塞绝缘体有裂纹。初步诊断为发动机爆燃引起。,发动机爆震燃烧属于不正常燃烧。 爆震燃烧的特征和危害： 1.金属敲击声：当发生剧烈爆燃时，末端混合气在瞬间燃烧，造成燃烧时局部温度和压力急剧升高，高频压力波撞击气缸壁，所以发出金属敲击声，也称之为“敲缸”。 2.机件过载：剧烈爆燃时的冲击波使缸壁、缸该、活塞、连杆、曲轴等机件变形，甚至使机件损坏；气缸磨损量明显加快。,3.机件过热：局部高温会使活塞顶部、气门和火花塞等部件过热而烧损，颜色发白，甚至火花塞绝缘体裂纹。 4.性能指标下降：发动机过热，功率下降，油耗增加。,一、汽油机的正常燃烧
