第四章 汽油机燃油供给系统 (PPTminimizer).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本章主要介绍的内容有：,汽车燃料简介,燃油输送系统,汽油燃烧与空燃比,汽油机化油器,汽油机电喷系统,第,四,章,汽油机燃油,供给系统,第一节汽车燃料简介,本节主要介绍的内容有：,汽油,柴油,CNG,LPN,汽油是现在汽车广泛使用的一种燃料，从石油中提炼而成，是一种碳氢化合物的复杂混合物。汽油的不同类型是通过辛烷值来区分的，辛烷值越高，点着燃油所需温度就越高；普通汽油的标准辛烷值范围是,85,90,，高级汽油的辛烷值范围是,90,95,。汽油辛烷值越高，爆燃的发生越少。,1,、汽油,柴油也是一种碳氢分子的混合物，从石油中提炼出来的，相同数量的柴油比汽油拥有更多的能量。所以柴油燃烧时的效率比汽油更高。,柴油有三个重要的特性：十六烷值、终馏点及含硫量。十六烷值是柴油发火性指标。十六烷值越高，燃油的发火性越好。,柴油分为,1-D,号和,2-D,号两类，,1-D,号柴油具有最低的挥发性，这些燃油的始凝点和凝点也最低。,2-D,号燃油比,1-D,号燃油拥有较高的挥发性，常用于高速柴油发动机。,2,、柴油,压缩天然气（,CNG,），为,Compressed Natural Gas,的缩写，它的主要成分是甲烷。它是把天然气加压后装在高压气瓶中放在车上相当于普通汽车的油箱，气瓶甲的气体压力一般为,21MPa,。,天然气的热值和辛烷值均较高，它作为发动机的燃料，除能保持原发动机的功率外，还有利于提高发动机的压缩比。以天然气和柴油作燃料的双燃料发动机，一般以柴油机作为基础，当用气体燃料时，柴油就起引燃作用。如果使用纯液化石油气作为燃料，则常以汽油机为基础，在结构上可不作改动。天然气是一种比较洁净的能源，排污低，输送和使用比较方便。,3,、,CNG,液化石油气（,LPG,），为,Liquefied Petroleum Gas,的缩写，是从石油提炼汽油这一生产过程中得到的产品。它是由丙烷或者丁烷或者两种气体的混合物构成，在加压下以液态储存。目前国内所使用的液化石油气除含丙烷和丁烷外，还含有丙烯和丁烯等。液化石油气本身是无色无味的，但是因为它一旦泄露可能会造成事故，所以一般在液化石油气中都要添加味剂，使人容易觉察而提高警觉。液化石油气（,LPG,）比空气重，不像压缩天然气（,CNG,）。,4,、,LPN,汽车燃料除以上产品外，还有几种被看好燃料。,酒精汽油（,E10,）如图,6-1,所示：酒精汽油是按,90%,汽油和,10%,酒精混合而成的一种发动机燃料。,含氧燃料：含氧燃料就是在汽油中添加一定数量的含氧添加剂，如乙醇、甲醇、,MTBE,或,ETBE,等，提高汽油中的氧的比重，减少汽油燃烧时产生的一氧化碳排放物。,乙醇：就是酒精燃料，它是一种非常环保和清洁的燃料，没有燃烧时产生的污染排放物。,5,、其他,第二节燃油输送系统,本节主要介绍的内容有：,燃油输送系统的构造,汽油泵主要零件的拆检与修理,燃油调节器的检修,喷油器的检修,油箱（如图,6-2,）用来储备汽车运行所需的额外燃油。油箱通常位于汽车后底部，在后置发动机的汽车上，它位于汽车后底部，在后置发动机的汽车上，它位于汽车前部。油箱必须装在车架旁边并且还要避免受到撞击。,一、燃油输送系统的构造,油箱盖的作用：加油盖可以防止燃油从油箱中溢出；它可以释放燃油被发动机吸走时所产生的真空；它可以在防止蒸气直接进入大气的同时，释放压力。,1,燃油箱,/,油箱盖,（,1,）、功用：汽油滤清器安装在汽油箱与汽油泵之间，用以滤除汽油中的水分和杂质，保证汽油泵和化油器正常工作。,（,2,）、主要用两种，是用在货车和客车上的可拆式汽油滤清器,和用在轿车上的不可拆式汽油滤清器。,汽油滤清器（如图,6-3,）的滤芯形式除纸质滤芯外，还有金属片缝隙式和多孔陶瓷滤芯。,2,燃油滤清器,燃油泵（如图,6-4,）的作用是将燃油从油箱内输送给电子化油器或喷油器。汽油机燃油泵有机械式或电动式的。柴油机采用的是复杂的高压燃油泵。,常见的电动燃油泵有波纹管式和叶轮叶片式。,3燃油泵,燃油压力调节器（如图,6-5,）安装在燃油分配总管的一端，其作用是保证喷油器喷油压力与进气管压力之差为恒定值。这样，喷油器的喷油量就只与喷油时间有关，,ECU,通过控制喷油时间来控制喷油量。,脉动阻尼器：由于燃油泵输出压力周期性变化和喷油器喷油是脉冲式的，使燃油总管内的压力出现脉动。燃油压力脉动阻尼器的作用是减小燃油管路中油压的波动，降低噪声。,4燃油压力调节器,化油器（如图,6-7,）是汽油机供给系统的核心。其作用是根据汽油发动机不同的工况要求，供给发动机不同数量和不同浓度的可燃混合气。其性能的好坏直接影响到发动机的动力性能、经济性能和排放性能。,化油器由简单化油器、主供油系统、怠速系统、加浓系统、加速系统、起动系统等部分组成。具体原理将在后面详述。,5化油器,电磁喷油器（如图,6-8,）是电控燃油喷射系统的一个重要的执行器，这将发动机电控系统的执行器中详细介绍。它根据,ECU,发来的喷油脉冲信号，精确地计量燃油喷射量。,6喷油器,汽油泵最常见的故障是供油压力不足或不供油，这可能是摇臂磨损严重，进、出油阀门关闭不严，结合面不平整，或是泵膜及泵膜弹簧有问题。汽油泵应全部拆散、彻底清洗、然后对各零件检验并进行修复。,（,1,）打开油箱盖，然后打开点火开关（不要起动发动机），在油箱口处仔细听有无电动汽油泵运转的声音。,（,2,）若在油箱口处听不清电动汽油泵运转的声音，可以在打开点火开关或启动起动机后，在发动机上方仔细听有无,“,嘶嘶,”,的燃油流动声，也可以用手检查进油软管有无压力（如图,6-9,所示）。如有,“,嘶嘶,”,的燃油流动声，或进油软管有压力，说明电动汽油泵工作正常。,（,3,）拆下发动机进油管，打开点火开关或启动起动机，此时若油管内有大量汽油流出，说明电动汽油泵工作正常。,二、汽油泵主要零件的拆检与修理,就车检查电动汽油泵是否工作的方法为：,就车测量电动汽油泵最大压力和保持压力的方法是：,1,）释放燃油系统的油压。,2,）拆下蓄电池负极电缆。,3,）将油压表接在燃油管路上，并将出油口塞住（如图,6-10,所示）。,4,）接上蓄电池负极电缆。,5,）用一根导线将电动汽油泵的两个检测插孔短接。,6,）打开点火开关，持续,10s,左右（不要起动发动机），使电动汽油泵工作，同时读出油压表的压力，该压力称为电动汽油泵的最大供油压力。它应当比发动机运转时的燃油压力高,200,300kPa,，通常可达,490,640kPa,。如不符合标准值，说明电动汽油泵性能不良，有可能导致电喷发动机动力不足等故障，应更换电动汽油泵。,7,）关闭点火开关，,5min,后再观察油压表压力，此时的压力称为电动汽油泵的保持压力。其值应大于,340kPa,。如不符合标准值，说明电动汽油泵出油口处的单向阀有泄漏，此故障有可能导致电喷发动机起动困难，应更换电动汽油泵；,8,）释放燃油系统的油压。,9,）拆下蓄电池负极电缆。,10,）拆下油压表。,11,）接好燃油管道。,12,）接上蓄电池负极电缆。,13,）预置燃油系统的油压。,（,1,）用万用表测量电动汽油泵两接线柱之间的电阻。如正常应能导通，其电阻值应为,2,3,。,（,2,）用蓄电池电源短时间加在电动汽油泵两接线柱上，如正常应能听到电动汽油泵转子高速转动的声音。,（,3,）将电动汽油泵浸在汽油桶内，用专用导线连接蓄电池和电动汽油泵；接通电源后，电动汽油泵出油口应有大量高压汽油泵出。做此项检验时要注意安全，应在通风良好处进行；电动汽油泵接线要连接牢固；蓄电池要远离电动汽油泵；最好使用非可燃性的专用喷油嘴检验液代替汽油。,以上检验如有异常，应更换电动汽油泵。,电动汽油泵拆下后的检查方法是：,油压调节器的故障主要有：油压调节不当、阀门关闭不严、真空膜片破裂等。,（,1,）油压调节不当会导致油压过高或过低，油压过高可能造成发动机油耗增加、怠速不稳、排气冒黑烟等故障；油压过低可能造成发动机动力不足，起动困难等故障。,（,2,）油压调节器阀门关闭不严会造成燃油管路中的保持压力过低，影响发动机的的起动性能。,（,3,）油压调节器的真空膜片破裂会使燃油经真空软管漏至进气管，造成油耗过高、排气冒烟、发动机起动困难等故障。,三、燃油调节器的检修,1,喷油器工作声音的测听,（,1,）发动机热车后使其怠速运转。,（,2,）用螺丝刀或听诊器测听各缸喷油器工作的声音。,2,断缸检查,（,1,）发动机热车后使其怠速运转。,（,2,）依次拔下各缸喷油器的线束插头，使喷油器停止喷油，进行断缸检查。,四、喷油器的检修,3,喷油器电磁线圈电阻的测量,（,1,）拔下喷油器线束插头；,（,2,）用万用表测量喷油器两接线柱（如图,6-12,所示）；如正常，应能导通，其电阻应为,12,16,（高阻抗型）或,3,5,（低阻抗型）。,（,3,）测量结束后，插好喷油器线束插头。,第三节汽油燃烧与空燃比,本节主要介绍的内容有：,汽油燃烧过程与爆燃的产生,空燃比,正常燃烧大约分为两个阶段：第一阶段是发火期（如图,6-13a,），即从火花塞产生火花，促使火花附近的混合气急剧氧化，温度升高到出现第一个火焰；第二阶段是火焰推进期（如图,6-13b,），此时活塞在上止点附近，火焰前峰以,30,70m/s,的速度，逐渐向四周推进，到最远处，气缸内的压力和温度很快升高，直到可燃混合气烧完为止。,一、汽油燃烧过程与爆燃的产生,汽油经过雾化，蒸发与空气按一定比例混合的混合气叫可燃混合气。可燃混合气中汽油含量叫可燃混合气浓度。混合气浓度用空燃比,“,R,”,和过量空气系数,“,”,表示。,理论上,1kg,汽油完全燃烧需要,14.7kg,空气。空燃比,R=14.7,（,=1,）的混合气称标准混合气（也叫理论混合气）；,R,14.7,（,1,）的混合气称浓混合气；,R,14.7,（,1,）的混合气称稀混合气。,二、空燃比,不同的可燃混合气浓度对发动机动力性和经济性的影响如下：,（,1,）标准混合气（,R-15,）：,（,2,）浓混合气（,R=13,14,）：,（,3,）稀混合气（,R=16,17,）：,（,4,）过浓混合气（,R=6.5,13,）：,（,5,）过稀混合气（,R=17,20,）：,（,6,）燃烧极限：,R=6,是燃烧上极限，,R=21,是燃烧下极限。,发动机工况是发动机工作情况的简称。它包括发动机的负荷和转速情况。负荷的大小多用节气门开度的百分数表示，全负荷节气门全开为,100%,，半开为中等负荷，其间有许多个工况。发动机有起动、怠速、中等负荷、全负荷和加速等工况。,第四节汽油机化油器,本节主要介绍的内容有：,化油器的分类,化油器的基本结构,化油器的结构原理,化油器的维修,（,1,）化油器按混合气的气流方向分为上吸式、下吸式和平吸式（多用于摩托车）三种。,如图,6-14,所示为上吸式、平吸式化油器示意图。,（,2,）按重叠的喉管数目，化油器可分为单喉管式、多重（双重和三重）喉管式。采用多重喉管的目的在于解决充气量与汽油雾化的矛盾。,（,3,）按技术的发展分类有机械式化油器、电子式化油器。,（,4,）按混合室的数目可分为单腔式、双腔式和多腔式。,如图,6-15,所示。,一、化油器的分类,喉管大，增加充气量，但汽油雾化不良,喉管小，汽油雾化良好，但充气量减少,多重喉管既可以满足充气量的需要，又可以使汽油充分雾化,多重喉管化油器的工作演示,它由进油装置、进气雾化装置和喷油装置三部分组成。,（,1,）进油装置：（如图,6-16,所示）。,（,2,）进气、雾化装置：,（,3,）喷油装置：,二、化油器的基本结构,如图,6-17a,所示，主供油系统功用是信号发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随着节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷下接近于最经济的成分（其过量空气系数,由,0.8,左右逐步变化到,1.1,左右）。,三、化油器的结构原理,如图,6-17b,所示，怠速系统功用是保证在怠速和很小负荷供给,=0.6,0.8,的浓混合气。,如图,6-17c,所示，加浓系统，在大负荷和全负荷时额处供油，保证在全负荷时混合气浓度达到,=0.8,0.9,，使发动机发出最大功率。加浓系统分机械式和真空式两种。,如图,6-17d,所示，加速系统也称加速泵。现代化油器设有加速系统。其作用是在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入喉管，使混合气瞬时加浓，以适应发动机加速的需要。加速泵也有活塞式和膜片式两种。,如图,6-17e,所示，起动系统作用是当发动机在冷态下起动时。在化油器内形成极浓的混合气（,=0.2,0.6,），使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸气，以保证发动机能够顺利起动。,化油器经长期使用后会出现：各量孔、油道及喷管中积存脏物、胶质等，使通道变窄或堵塞；各部运动机件磨损、变形后运动不灵活、密封不严等现象。因此，需要对化油器进行分解、清洗、检修和调整。,一般性清洗，只需将化油器上盖拆下，不需要全部解体。分解后的零件应浸泡在汽油或酒精中，用毛刷清洗，最好用化油器清洗剂喷洗。近年还出现了在燃油中加入清洗剂就车进行免拆卸清洗的新工艺。,四、化油器的维修,1,化油器的解体和清洗,（,1,）化油器的常见故障,堵塞 渗漏 磨损变形 调整不当,（,2,）化油器主要零件的检修,浮子的检修,针阀密封性的检修如图,6-18,所示。,化油器喷管、量孔和油阀的检验,化油器壳体的检修,2,化油器的检修,3,化油器的调整,（,1,）就车调整浮子室油面高度,（,2,）怠速的调整,第五节汽油机电喷系统,本节主要介绍的内容有：,分类,组成,基本原理,电子控制单元ECU,发动机电控系统中的传感器,发动机电控系统中的执行器,燃油喷射控制,一、分类,按控制方式分类可分为机械控制式、机电结合式和电子控制式，如图,6-19,所示。,（,1,）按控制方式可分,按喷油器布置方式可分为进气管喷射、缸内喷射，单点喷射和多点喷射，如图,6-20,所示。,（,2,）按喷射位置分类,按对进气量的计量方式可分为,D,型、,L,型电控燃油喷射系统，如图,6-21,（,a,）、（,b,）所示。,（,3,）按对空气量的计量方式,按喷射时间可分为,同时喷射,型、,分组喷射,型和顺序喷射型，如图6-22（a）、（b）、（c）所示。,（,4,）按喷射时间分,按有无反馈信号可分为开环、闭环控制，如图,6-23,（,a,）、（,b,）所示。,（,5,）按有无反馈信号分类,二、组成,电控燃油喷射系统由燃油供给系统、空气供给系统和控制系统三大系统组成，如图,6-24,所示。,三、基本原理,发动机电控单元根据进气流量或进气管绝对压力、发动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置等传感器输入的信号。,进气流量或进气管绝对压力和转速信号这两个主要参数，决定该工况下的基本燃油供给量和基本的点火提前角。其他各种参数起修正作用，以及冷却液温度、进气温度、大气压力、蓄电池电压、节气门变化速率（加减速）、排气中氧含量等修正参数。,与存储在,ROM,中的参考数据进行比较，从而确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角。,系统的输入、处理、输出控制关系如图,6-25,所示。,电控汽油喷射系统的工作原理：,四、电子控制单元,ECU,ECU,的组成（如图,6-26,所示）。,（,1,）汽车控制电脑,ECU,执行元件,ECU,实物图如图,6-27,所示。,EMS,（发动机管理系统）是集成燃油喷射、点火角和排放控制为一体的汽油发动机管理系统，主要包括控制器、传感器、执行器三大组成部分，如图,6-28,所示。,（,2,）,EMS,（发动机管理系统）,五、发动机电控系统中的传感器,发动机电控系统中的传感器，主要有空气质量流量传感器（,MAF,）、进气管绝对压力传感器、发动机转速,/,曲轴位置传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器 、发动机冷却液温度传感器、爆燃传感器、氧传感器等。,1空气质量流量传感器（MAF）,空气质量流量传感器的实物如图6-29。,2进气管绝对压力传感器,进气管绝对压力传感器的实物如图6-30。,3,发动机转速,/,曲轴位置传感器,发动机转速,/,曲轴位置传感器实物如图,6-31,所示。,4,节气门位置传感器,节气门位置传感器实物图，如图,6-32,所示。,5,进气温度传感器,进气温度传感器实物图，如图,6-33,所示。,6,发动机冷却液温度传感器,发动机冷却液温度传感器实物如图,6-34,所示。,7爆燃传感器,爆燃传感器实物图，如图6-35所示。,8氧传感器,氧传感器实物图，如图6-36所示。,除上述,8,种常见传感器外，还有车速传感器、,EGR,传感器、驻车挡,/,空挡开关、空调开关、点火信号等。,六、发动机电控系统中的执行器,发动机电控系统（如图,6-37,）中，常见执行器有：,1.,空燃比控制（,MC,）电磁阀,2.,冷却风扇继电器,3.,可变气门正时控制电磁阀,4.,空气喷射泵（,AIR,）电磁阀,5.,早期燃油蒸发（,EFE,）继电器,6.,废气再循环（,ERG,）电磁阀,7.,变矩器离合器（,TCC,）电磁阀,8.,怠慢控制（,ISC,）电动机,9.EVAP,炭罐清除电磁阀,10.,电控点火正时,11.,空调（,AC,）压缩机离合器继电器,12.,怠速负荷调整器,13.,燃油喷射器电磁阀,发动机电控系统的主要执行器有继电器、电磁阀或电动机。,1,进气道喷油器电磁阀,进气道喷油器电磁阀实物，如图,6-38,所示。,2,怠速控制（,ISC,）电动机,怠速控制（,ISC,）电动机实物，如图,6-39,所示。,3可变气门正时控制电磁阀,4冷却风扇继电器,。,如图6-41为点火控制电磁阀，继电器用来控制较大的电流。电动机通常用来带动如风扇和怠速控制装置等旋转部件的工作，如图6-40为燃油泵电机。,5,发动机控制系统主要元件故障对发动机的影响,发动机控制系统主要元件损坏可能引起各种故障现象，现对它们的总结如表,6-1,所示。,表,6-1,微机控制系统主要元件及配线故障对发动机工作的影响,表,6-1,（续）微机控制系统主要元件及配线故障对发动机工作的影响,七、燃油喷射控制,ECU,以曲轴转角传感器的信号为依据进行喷油时刻的控制，使各缸喷油器能在设定的时刻喷油。喷油时刻控制方式有同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种，分别如图,6-42a,、,b,、,c,）所示。,1,喷油时刻的控制,起动时、起动后喷油量控制示意图分别如图6-43、6-44所示。,2喷油量的控制,与化油器式的发动机相比，带有电喷系统的发动机油电路的故障大为减少，可是一旦出现故障，又很不容易排除。,在维修电喷发动机工作中，主要注意以下三点：,（,1,）电喷发动机各系统的机件一般不容易出故障。电喷发动机的故障，大多数情况下都是小毛病引起的，不要把问题想得太复杂，要根据故障现象仔细分析故障原因。,（,2,）电喷发动机油路故障较多，一些排除传统化油器式发动机故障的分析思路同样适用，这一点不容忽视。,（,3,）除人为误操作因素外，电脑很少发生故障，切勿轻易怀疑电脑（除非汽车涉过深水、检查时在电脑通电的情况下随意用试灯或导线跨接与电脑相连的线路）。,3电喷发动机故障诊断与维修,现列出电喷发动机故障诊断与维修的部分实例如下：,例,1,：美国款丰田小霸王面包车，电喷发动机。该机加速困难，高速熄火。经检查，燃油压力调节器真空膜片室与燃油室连通，致使通过油压调节器的真空管向进气管漏油、而油管中的油压下降。换新油压调节器后正常。,例,2,：,凌志,300,轿车，,3VZ-FE,电喷发动机。该机怠速不稳，转速时高时低，经查，进气管附近有数根真空管插错，按正确位置插接后故障排除。,例,3,：,美国福特公司林肯轿车，,V8,缸电喷发动机。该机加速时前后抖动，类似化油器式发动机断火的故障，经查，有三根高压线漏电，更换后故障排除。,例,4,：,丰田子弹头，,2TZ-FE,电喷发动机。该机正常运转两分钟后，加速即出现前后抖动现象，熄火后再起动，立即恢复正常，,2min,后故障再现，经查汽油泵进油滤网过脏，清洁后故障排除。,例,5,：,皇冠,3.0,，,2JZ-GE,型电喷发动机。该机怠速不良，转速忽高忽低，经查点火正时不对，将点火提前角调至标准值，故障排除。,例,6,：,美国克莱斯勒公司道奇小轿车，电喷发动机。该机行驶时冲过一水坑后熄火，且再不能起动，经查，曲轴及连杆弯曲，原因是水被吸进气缸内，大修后故障排除。,例,7,：,日产,V6,缸电喷发动机，因气缸垫烧穿后等配件久置未发动，换气缸垫后不能发动，经查空气流量计的旋转叶板锈死，经清洁、修理后装上，故障排除。,例,8,：,皇冠,3.0,，,2JZ-GE,型电喷发动机，行驶中发动机故障指示灯亮起时加速无力，经读取代码为,55,（内容为二号爆燃传感器信号不良）。检查第二爆燃传感器及线路，发现该传感器的插头脱落。接上插头后，又清除了故障代码，再试车运行，发动机故障灯不再点亮，动力性恢复正常，故障排除。,例,9,：,进口原装奥迪,100,五缸机械喷射发动机，大修后发动机加速回火。经查进气管上制动助力器真空管和废气再循环软管忘记装上，装上后仍加速不良。校正点火正时后故障排除。,例,10,：,丰田子弹头，,2TZ-FE,发动机。该机故障为加速不良，甚至连,30km,h,的车速都不能达到，故障发生周期不定，时有时无，无故障时一切正常。先更换了汽油滤清器，故障仍然存在，再从油箱中拆出电动汽油泵，发现汽油泵的进油滤网过脏，经清洗燃油泵滤网及油箱后故障排除。,例,11,：,韩国现代电喷发动机，该机故障为发动机起动困难，运转中多次熄火，最后一次熄火后，则完全不能起动，经查为发动机转速传感器插头过脏，经清洗插头后故障排除。,