学习情境3--3.1-燃油供给系统主要部件工作原理与检修.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,*,学习情境3 3.1 燃油供给系统主要部件工作原理与检修,二、电动汽油泵,（,滚柱式电动汽油泵）,从油箱中吸入汽油，将油压调节到规定值，然后通过供给系统送到喷油器,。,电动汽油泵为了能利用汽油进行冷却，通常将永磁式驱动电机、泵体和外壳三部分做成一体。,1.组成及工作原理,滚柱式电动汽油泵属外装泵，主要由,驱动电动机、滚柱泵、安全阀、单向阀和阻尼减振器,等组成。,装有滚柱的转子与泵体之间偏心安装。转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体,的内表面,。,相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出汽油。,1安全阀；2滚柱泵；3驱动电动机；4单向阀,A进油口；B出油口,滚柱式电动汽油泵结构示意图,1泵体；2滚柱；3轴；4转子,滚柱式电动汽油泵的工作原理,2电动汽油泵的控制,电动汽油泵的控制主要包括油泵的开关控制和油泵的转速控制两方面。电动汽油泵的控制电路应具有下列功能。,在发动机起动及运转过程中，电动汽油泵应始终工作，以保证足够的燃油压力。,当点火开关由“OFF”位置转到“ON”位置而未起动发动机时，电动汽油泵应能运转35s，使油路中充满压力燃油，以利于起动。,当发动机熄火后，即使点火开关仍处于“ON”位置，电动汽油泵也应停止运转。,有的发动机为了控制泵油量，还根据发动机的负荷和转速等情况，对电动汽油泵的转速进行控制。,（1）电动汽油泵开关的控制。,由点火开关和空气流量传感器内的油泵开关控制的电动油泵控制电路。,这种电路用于早期采用叶片式空气流量传感器的波许L型汽油喷射系统。,1点火开关；2主继电器；3检查插座；4电动汽油泵继电器；5油泵开关；6油泵；7空气流量传感器；8油泵检查开关,波许L型汽油喷射系统的电动汽油泵控制电路,由点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵控制电路。D型EFI系统以及一些采用卡门涡轮式空气流量传感器的发动机采用这种控制电路。,1点火开关；2主继电器；3检查插座；4电动汽油泵继电器；5油泵；6分电器；7油泵检查开关,点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵电路,由ECU控制的电动汽油泵控制电路。,1蓄电池；2起动机；3点火开关；4发动机转速传感器；5主继电器；6电动汽油泵继电器；7ECU；8检查插座；9电动汽油泵,ECU控制的电动汽油泵控制电路,（2）电动汽油泵转速的控制。用电阻器控制的方式。,1点火开关；2主继电器；3检查插座；4电动汽油泵继电器；5电阻器旁路继电器；6电阻器；7油泵电动机；8油泵开关（空气流量传感器）；9ECU,油泵转速控制电路（电阻器式）,由专用ECU控制的方式。,1检查连接器；2主继电器；3发动机ECU；4电动汽油泵ECU；5电动汽油泵,油泵转速控制电路（专设油泵ECU式）,由发动机ECU直接控制油泵工作电压的控制方式,。,1电动汽油泵；2主继电器；3ECU,油泵工作电压控制电路（ECU直接控制式）,3电动汽油泵及控制电路的检测,（1）ECU及共同控制的电动汽油泵控制系统的检查。在检查这种控制系统时，首先应判别是油泵本身，还是控制电路故障。对控制电路而言，应判断是ECU内部故障，还是ECU外部的控制电路故障，最后进一步检测确认元件的故障。其方法如下。,打开油箱盖，将点火开关置于“ON”位置（但不要起动发动机），在油箱口处倾听有无电动汽油泵运转的声音。如果在打开点火开关后，能听到电动汽油泵运转35s后又停止，说明控制系统各个部分工作正常。,若打开点火开关后听不到电动汽油泵运转的声音，可用一根短导线将故障检测插座内两个检测电动汽油泵的插孔（如丰田汽车故障检测插座内的Fp和+B两插孔）短接（若为一个检测插孔则将其搭铁）。此时打开点火开关，如果能听到电动汽油泵运转的声音，说明ECU外部的电动汽油泵控制电路工作基本正常，故障在ECU内部或继电器；若仍听不到电动汽油泵运转的声音，则为ECU外部,的控制电路故障，应检查熔丝、继电器及油泵有无损坏，各电路有无断路或接触不良。,（2）电动汽油泵的检测。拔下电动汽油泵的导线连接器，从车上拆下电动汽油泵进行检查。电动汽油泵电阻的检测。用万用表电阻挡测量电动汽油泵上两个接线端子间的电阻，其阻值应为23 欧（20时）。如电阻值不符，则须更换电动汽油泵。电动汽油泵工作状态的检查。如电动汽油泵不转动，则应更换电动汽油泵。,电动汽油泵工作状态的检查,3.1.2 油压调节器工作原理与检修,1.燃油分配管功用与结构,燃油分配管又称为供油总管或油架或油轨，安装在发动机进气歧管上部，其功用是：固定喷油器和汽油压力调节器；把燃油均匀地分配到各个喷油器中，且同时保持对各个喷油器有相同的燃油压力；贮存燃油，分配管的容积相对于每循环的喷油量来说应足够大，这样可以减少燃油压力波动，使分配至各个喷油器的燃油压力相等。,各型汽车发动机控制系统燃油分配管的结构大同小异，桑塔纳2000GSi型轿车燃油分配管总成的结构如图所示。,燃油分配管总成,l-汽油压力调节器 2-“O”形密封圈 3、10-固定夹,4-固定螺钉（10N.m）5-燃油分配管 6-进气管下体,7-卡箍 8-中间法兰 9-喷油器,2.汽油压力调节器的结构原理,汽油压力调节器一般安装在燃油分配管的一端，其主要功用一是调节供油系统的燃油压力，使燃油分配管压力（系统油压）与进气歧管压力（负压）的差值保持不变，一般为0.250.30MPa，因此汽油压力调节器是一个相对压力调节器；二是缓冲燃油泵供油时产生的压力脉动和喷油器断续喷油引起的压力波动。,发动机所要求的燃油喷射量，是根据ECU加给喷油器的喷油信号持续时间长短来控制的，如果不控制燃油压力，即使加给喷油器的喷油脉冲信号时间相同，当燃油压力高时，燃油喷射量增加，,当燃油压力低时，燃油喷射量减少。为此，必须保证喷油器的压力是恒压（压差恒定）,汽油压力调节器,A-进气歧管负压进口 B-进油管 C-回油管 1-弹簧室 2-弹簧 3-球阀 4-燃油室 5-膜片,节气门开度与进气歧管,及燃油分配管压力的关系,1-燃油分配管内油压 2-进气歧管内压力,汽油压力调节器的检修包括以下两个方面,：,（1）检查供油系统的油压 为了保证发动机在各种工况下，供油系统都能供给足够数量的燃油，在不同工作条件下，供油系统实际供给的燃油压力并非为固定值。桑塔纳GLi、2000GLi、2000GSi型轿车的具体规定如表所示。,当电源电压正常，将油压表连接到燃油分配管进油口处，启动发动机并怠速运转时，油压表压力额定值应为 300kPa20kPa；当突然加大节气门开度时，油压表压力应迅速增大到320kPa左右；当拔下油压调节器上的真空管时，油压表压力必须升高到320kPa。如油压不符合上述规定，说明供油系统故障，应予以检修或更换有关部件。导致油压过高的原因是汽油压力调节器损坏，应予以更换新品。导致油压过低的原因是油管接头或油管漏油、燃油滤清器堵塞、蓄电池电压过低或油压调节器损坏。,3.汽油压力调节器的检修,下一页,表2.1 桑塔纳2000GLi、2000GSi型轿车供油系统标准,（2）检查供油系统的密封性能和保压能力 当电源电压正常，起动发动机并怠速运转，使油压表压力达到上述额定值后，断开点火开关，等待10min后，油压表压力必须高于200kPa。如压力低于200kPa，则再次起动发动机并怠速运转使压力达到额定值后，断开点火开关，并用钳子夹住回油管，同时观察油压表压力，等待10min后，如表压力高于200kPa，说明油压调节器失效，应予更换。如表压力低于200kPa，说明输油管、喷油器有泄漏或电动汽油泵单向阀故障或喷油器进油口“O”形密封圈失效，需逐项进行检修。拔下喷油器检查其漏油情况时，在油压正常的情况下，每分钟滴油应不超过2滴。,上一页,4、燃油滤清器及脉动阻尼器,（1）燃油滤清器,燃油滤清器安装在电动汽油泵之后的高压油路中，其作用是把燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物除去，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定行驶，提高可靠性。燃油滤清器结构如图2.35所示，主要由入口、出口、滤芯和壳体组成。发动机工作时，滤清器内部经常受到0.200.30MPa的燃油压力，因此耐压强度要求在0.50MPa以上。油管也应使用旋入式金属管。燃油滤清器的壳体内有一般采用叠成菊花形和盘簧形结构的滤纸滤芯元件，如图2.36所示。盘簧形具有单位体积过滤面积大的特点。为了达到有较高的滤清效果，滤芯采用微孔平均直径约10m，串接一个棉纤维制成的过滤筛。燃油滤清器是一次性的，使用期限取决于燃油的脏污程度。若汽油滤清器堵塞，将使油压降低，起动困难，发动机功率下降，应及时更换。在使用中也可根据车辆行驶里程，一般每行驶40000km更换一次，若使用的燃油杂质成分较大，则应缩短更换周期。,图2.35 燃油滤清器,图2.36 滤芯元件的结构,（2）脉动阻尼器,当喷油器喷油或关闭时，在输送管道内会产生燃油压力脉动，脉动阻尼器是使燃油压力脉动衰减，以减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。,图2.37 脉动阻尼器的结构,1-燃油接头 2-固定螺纹 3-膜片 4-压力弹簧,图2.38 脉动阻尼器安装于供油总管上,1-阀 2-弹簧 3-膜片,下一页,图2.39 油压脉动减据器安装于电动汽油泵上,l-燃油压力脉动阻尼器 2-单向阀 3-电动汽油泵 4-吸油口 5-出油口,图2.40 燃油压力脉动阻尼器的效果（a）未装脉动阻尼器 （b）安装脉动阻尼器,l-喷油器脉冲信号 2-脉动阻尼器上游压力 3-脉动阻尼器下游压力,上一页,3.1.3 喷油器工作原理与检修,喷油器，俗称喷嘴，通过绝缘垫圈安装在进气管或进气管附近的缸盖上，并由燃油分配管将其位置固定。支座为橡胶成型件，起到隔热作用，防止喷油器中的燃油产生气泡，有助于提高发动机的热起动性能，另外橡胶成型件可保护喷油器不受过高振动应力的作用。为了满足燃油喷射系统控制精度的要求，喷油器应具有,抗堵塞性能好,、,抗污染能力强,、,燃油雾化性能好,和,动态流量范围大,等优点，因此喷油器是一种加工精度非常高的精密器件。在电控汽油喷射系统中都使用电磁喷油器，电磁喷油器是极其关键和非常重要的执行元件，其功用是在ECU的控制下，把汽油喷入进气管或气道。由于喷射系统的不同，对喷油器的性能要求不完全相同，因此喷油器在结构上也存在差异,。,1.喷油器的分类,图2.41 轴针式喷油器的结构,1-O形密封圈 2-线束插座 3-复位弹簧,4-针阀阀体 5-针阀阀座 6-轴针 7-O形密封圈,8-电磁线圈 9-燃油滤网 10-进油口,图2.42 同等级的球阀式与轴针式阀针的比,较,（a）球阀式阀针 （b）轴针式阀针,l-钢球 2-导杆 3-衔铁 4-轴针,下一页,图2.43 片阀式电磁喷油器的纵向剖面图,1-喷嘴套 2-阀座 3-挡圈 4-喷油器体 5-铁心 6-滤清器,7-调节滑套 8-弹簧 9-电磁线圈 10-限位圈 11-阀片,图2.45 中央喷射单元的结构,1-汽油压力调节器 2-进气温度传感器,图2.44 阀片工作情况,（a）阀片静止在阀座上（b）阀片抬高阀座直至抵住挡圈,（c）阀片离开挡圈落座,l-挡圈 2-弹簧 3-铁心 4-挡圈 5-阀片 6-阀座,上一页,2驱动方式 喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷油器。（1）电流驱动。如图所示，在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接。,电流驱动回路,（2）电压驱动。电压驱动方式的驱动能力较低，可直接驱动线圈电阻值高、线圈匝数多、工作电流小的高阻值喷油器。在电压驱动回路中使用低阻喷油器时，必须在回路中串入附加电阻。,附加电阻与喷油器的连接方式,（3）无效喷射时间。电压驱动方式使驱动回路的构成较电流驱动简单，但加入附加电阻使回路阻抗加大，导致流过线圈的电流减少，喷油器上产生的电磁引力降低，针阀开启迟滞时间长。针阀开启与喷油信号导通有一段迟滞时间，称为无效喷射时间。在几种驱动方式中，电流驱动的迟滞时间（无效喷射）最短。其次为电压驱动低阻型，电压驱动高阻型最长。,无效喷射时间,3、喷油量的控制,（1）发动机启动时喷油量的控制,启动时特征：,启动发动机时，启动机驱动发动机运转，其转速很低（50rmin左右）且波动较大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大。,启动时喷油量控制：,在发动机冷启动时，ECU不是以空气流量传感器（AFS）信号或进气压力信号（MAP）作为计算喷油量的依据，而是按照可编程只读存储器中,预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油,。,修正喷油：,当冷车启动时，发动机温度很低，喷入进气管的燃油不易蒸发，吸入气缸内的可燃混合气浓度相对减小。为了保证具有足够浓度的可燃混合气，ECU还要根据冷却液温度传感器信号反映的温度高低控制喷油器的喷油量，温度越低喷油量越大，温度越高喷油量越小，以使冷态发动机能够顺利启动。,（2）发动机启动后喷油量的控制,启动后喷油总量=基本喷油量+喷油修正量+喷油增量,基本喷油量,：,进气量传感器（空气流量传感器（AFS）或歧管压力传感器（MAP）、曲轴位置传感器（CKP发动机转速传感器）信号和试验设定的空燃比（即目标空燃比A/F）计算确定；,喷油修正量：进气温度（THA）、大气压力、氧传感器（OX）等传感器信号和蓄电池电压信号（BATT）计算确定；,喷油增量：点火开关信号（IGN）、冷却液温度（THW）和节气门位置（TPS）等传感器信号计算确定,。,喷油量与喷油时间的关系,在喷油器结构一定的情况下，,喷嘴流量和喷孔面积,是固定不变的（磨损微小），此外，油压调节器控制的,燃油压力与进气压力之差,为一定值（一般为300kPa)，因此燃喷射系统的喷油量仅取决于,喷油器阀门开启时间（即取决于ECU向喷油器电磁线圈发出的制脉冲信号的宽度T）。,脉冲宽度（占空比）越大，喷油持续时间越长，喷油量就越大，反之喷油量越小。目前，发动机电控燃油喷射系统的喷油时间一般为,（212）ms,（实测值为1.5 ms12.6ms）。,3.基本喷油时间（基本喷油量）的确定,基本喷油量（或基本喷油时间）,：在标准大气压状态（温度为20，压力为101kPa）下，根据发动机每个工作循环的进气量、发动机转速,n,和试验设定的空燃比（即目标空燃比A/F）确定。,进气量传感器,（空气流量传感器或歧管压力传感器）和,发动机转速传感器,（曲轴位置传感器）是燃油喷射系统中最重要的两个传感器，特别是进气量传感器，其精度高低将直接影响喷油时间的计算精度，从而影响发动机的动力性和经济性。,4.喷油修正量的确定,（1）进气温度与大气压力修正系数K的确定,当空气温度和大气压力变化时，空气密度就会发生变化，进气量也会随之发生变化。,当温度升高时，空气密度减小。在体积相同的情况下，热空气的质量要小于冷空气的质量。,由于基本喷油量（基本喷油时间）是以标准大气状态（温度293K(20），压力101kPa）)为基准进行计算的，所以当进气温度高于20时，ECU将确定修正系数小于l，适当减少喷油量（缩短喷油时间）进行修正；反之，当进气温度低于20时，ECU将确定修正系数大于1，适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。,当汽车在高原地区行驶时，海拔高度增加，大气压力降低，空气密度减小，在发动机进气量体积相同的情况下，空气质量就会减小。为此，ECU将根据大气压力传感器输入的信号，对喷油量（喷油时间）进行适当修正。,当大气压力低于101kPa时，ECU将减小修正系数，使喷油量减少（缩短喷油时间）进行修正，避免混合气过浓和油耗过高。,反之，当大气压力高于10lkPa时，ECU将适当增加喷油量（延长喷油时间）进行修正。大气压力传感器通常采用压敏电阻式并安装在ECU内部其结构原理与歧管压力传感器相同。,3.喷油器的检修,当喷油器发生堵塞、滴漏等故障时，发动机ECU检测不到，使用故障阅读仪也读取不到喷油器的故障信息。检修喷油器可以检测其电阻和电压等进行判断。（1）检测电磁喷油器的电阻 用万用表 OHM200挡检测喷油器电磁线圈的阻值。检测时，拔下每只喷油器上的两端子线束插头，检测喷油器插座上两端子之间电磁线圈的标准阻值应当符合规定。如阻值为无穷大，说明电磁线圈断路，应予更换喷油器。表2.3为桑塔纳系列轿车喷油器技术参数。,表2.3桑塔纳系列轿车喷油器技术参数,（2）检测电磁喷油器的电压 喷油器电源电压可用数字式或指针式万用表检测。检测时，分别拔下各喷油器上的两端子插头，接通点火开关，发动机不起动，检测线束插头上两个端子与发动机缸体间的电压，高电平应为12V以上（喷油器电源电压为整车电源电压），低电平为零。如电压均为零，说明电源电路不通，应当检修燃油泵继电器和燃油喷射熔断丝。,下一页,（3）检测电磁喷油器的控制脉冲 检测喷油器喷油脉冲电压时，分别拔下喷油器线束插头，并在该插头的两个端子之间串接两只发光二极管（两只二极管并联，且一只的正极接另一只的负极）和一只5100.25 W电阻（电阻与二极管串联）组成的调码器。起动发动机时，发光二极管应当闪烁。如二极管不闪烁或不发光，说明喷油器电源线路、燃油泵继电器或控制ECU故障，必要时更换ECU。,（4）测试电磁喷油器的喷油量 做好一切准备工作后，按图2.50所示，将蓄电池与喷油器连接好。接通15s，用量筒测出喷油器的喷油量，每个喷油器测23次。标准喷油量为7080cm315s，各喷油器允差为9cm3。如果喷油量不合标准，则应清洗或更换喷油器。在进行喷油量的检测后，脱开蓄电池与喷油器的连接，检查喷油器喷嘴处有无漏油，要求每分钟漏油不允许大于一滴。,图2.50 喷油器喷油量的测量,上一页,