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模块4 汽油机燃料供给系 课题一 汽油机燃料供给系概述 课题二 认识化油器式汽油机燃料供给系 课题三 认识电控汽油喷射式发动机燃料供给系 课题四 进气系统的拆装与检修 课题五 燃油供给系统的拆装与检修 课题六 排气系统的拆装与检修 课题七 认识电子控制系统 课题一 汽油机燃料供给系概述 一、汽油机燃料供给系的类型 二、可燃混合气浓度 1空燃比a/f 空燃比a/f是燃烧时空气质量与燃料质量 之比。 2过量空气系数 过量空气系数是理论上燃烧1kg燃料实 际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所 需要的空气质量之比。 三、可燃混合气浓度对汽油机工作 的影响 如表4.1所示。 四、车用发动机不同工况对可燃 混合气成分的要求 各工况对可燃混合气成分的要求如表4.2 所示。 课题二认识化油器式汽油机燃料供给系 一、化油器式汽油机燃料供给 系的组成及工作过程 1组成 （1）燃料供给装置。 （2）空气供给装置。 （3）可燃混合气配制装置。 （4）可燃混合气供给和废气排出装置 。 2工作过程 汽油在汽油泵的泵吸作用下，从汽油箱 经油管泵入化油器中。 空气则经空气滤清器滤去所含灰尘后， 进入化油器。 在汽缸吸气气流的作用下，汽油从化油 器中喷出，与空气混合开始雾化，经进气 管进一步蒸发，初步形成可燃混合气，进 入各个汽缸。 混合气燃烧产生的废气，经排气管和消 声器被排入大气。 二、简单化油器及可燃混合气的形成 1简单化油器的构造 （1）浮子机构。 （2）主量孔。 （3）喉管。 （4）节气门。 2可燃混合气的形成 当发动机工作时，进气行程中活塞由上 止点下行，汽缸容积增大，压力下降，产 生吸力。 进气门开启，汽缸中的吸力将空气经空 气滤清器吸入化油器。 当空气流经喉管时，由于喉管通道狭窄 使空气流速加快，压力下降，在浮子室内 和喉管口处产生压力差，即喉部真空度 ph = p0ph，在真空度作用下，浮子室中 的汽油从喷管喷出，随即被高速空气流冲 散，成为大小不等的雾状颗粒（雾化）。 雾化的汽油在混合室中开始与空气混合， 经进气管进入汽缸形成混合气。 在此期间，汽油与空气不停地进行吸热、 蒸发汽化与混合，直至压缩行程接近终了， 形成良好的可燃混合气。 三、现代化油器基本结构 1主供油装置 主供油装置的作用是保证发动机在中、 小负荷工作时，供给随节气门开度加大而 逐渐变稀的混合气（ = 0.851.1）。 （1）构造。 （2）工作情况。 2怠速装置 怠速装置的作用是保证发动机在怠速和 极小负荷时供给浓而少的混合气（ = 0.6 0.8）。 （1）构造。 （2）工作情况。 3加浓装置 加浓装置的作用是当发动机负荷增大到 80%85%以上时，额外地供给部分燃料， 以保证发动机发出最大功率所需的较浓混合 气（ = 0.850.95）的要求。 （1）机械加浓装置。 构造。 工作情况。 （2）真空加浓装置。 构造。 工作情况。 4加速装置 加速装置的作用是当汽车需要加速行驶 或超车时，在节气门突然开大的瞬间将一 定量的燃料一次喷入喉管，使混合气临时 加浓，发动机转速和功率迅速提高。 （1）构造。 （2）工作情况。 5起动装置 起动装置的作用是供给极浓的混合气（ = 0.20.6），以保证发动机能顺利冷起 动和快速热起动。 （1）构造。 （2）工作情况。 四、化油器式供油系统的缺点 （1）化油器工作特性不理想。 （2）汽油和空气在化油器处就开始 混合，使得进气管壁上形成油膜成为 不可避免。 课题三 认识电控汽油喷射式发动机 燃料供给系 一、电控汽油喷射式发动机燃 料供给系的组成及工作过程 1组成 如图4.9所示。 图4.9 电控汽油喷射式发动机燃料供给系的组成 2工作过程 发动机工作时，电控单元首先读取进气 歧管真空度（进气流量）、发动机转速、 冷却水温度、进气温度、节气门位置等传 感器输入的信息，然后将这些信息与存储 在rom存储器中预置好的信息进行比较， 进而确定在这种状态下发动机所需的油量 和点火提前时间，向执行器发出指令，使 发动机得到最优化的性能。 二、电控汽油喷射系统的类型 1按喷射装置的控制方式分类 有机械控制式、机电混合控制式和电子 控制式3种。 3按喷射方式分类 有连续喷射系统和间歇喷射系统。 4按对进入汽缸空气量的检测方式分类 有直接检测型和间接检测型两种。 5按有无反馈信号分类 为开环控制系统和闭环控制系统。 三、电控燃油喷射系统的优点 （1）能提供发动机在各种运行工况 下最佳的混合气浓度，使发动机在各 种工况条件下保持最佳的动力性、经 济性和排放性能。 （2）电控燃油喷射系统配用排放控 制系统后，大大降低了hc、co和 nox 3种有害气体的排放。 （3）增大了燃油的喷射压力，因此 雾化比较好。 （4）在汽车加、减速行驶的过渡运 转阶段，燃油控制系统能够迅速地作 出反应，使汽车加速、减速性能更加 良好。 （5）具有减速断油功能。 （6）在进气系统中，由于没有像化 油器那样的喉管部位，因而进气阻力 减小。再加上进气管道的合理设计， 就能充分利用吸入空气惯性的增压作 用，增大充气量，提高发动机的输出 功率，增加动力性。 （7）在发动机起动时，可以用发动 机控制模块（ecu）计算出起动时所 需的供油量，使发动机起动容易，暖 机更快，暖机性能提高。 课题四 进气系统的拆装与检修 一、空气滤清器 空气滤清器的作用是滤去空气中的尘土和 砂粒，以减少汽缸、活塞和活塞环的磨损。 1构造 2维护 二、空气流量计 空气流量计的作用是对进入汽缸的空气 量进行直接计量，并把空气流量的信息输 送到ecu。 1热线式空气流量计 （1）构造。 图4.14 热线式空气流量计 （2）热线式空气流量计的输出特性。 图4.15 热线式空气流量计输出特性 2热膜式空气流量计 （1）构造。 （2）输出特性。 热膜式空气流量计的输出特性与热线式 相同，这里不再赘述。 三、进气歧管绝对压力传感器 1压阻效应式进气歧管绝对压力传 感器的构造 图4.17 压阻效应式进气歧管绝对压力传感器结构 2压阻效应式进气歧管绝对压力传感器 的输出特性 图4.18 压阻效应式进气歧管绝对压力传感器输出特性 四、节气门体 节气门体主要由节气门和怠速空气道组 成，在节气门体上还安装有节气门位置传 感器、怠速控制阀等装置。 五、节气门位置传感器 节气门位置传感器把汽油机运转过程中 节气门的位置及开启角度的变化转换成电 信号输入发动机ecu，用于控制燃油喷射 及其他辅助控制。 1线性电位计式节气门位置传感器 （1）构造。 图4.20 线性电位计式节气门位置传感器结构图 （2）线性电位计式节气门位置传感器的 输出特性。 图4.21 线性电位计式节气门位置传感器输出特性 2综合式节气门位置传感器 （1）构造。 （2）综合式节气门位置传感器的输 出特性。 图4.22 综合式节气门位置传感器结构图 六、怠速控制阀 1步进电机式怠速控制阀 （1）构造。 （2）步进电机式怠速控制阀的工作 原理。 图4.24 步进电机式怠速控制阀结构图 2旋转滑阀式怠速控制阀 （1）构造。 （2）工作原理。 图4.25 旋转滑阀式怠速控制阀结构图 3电磁式怠速控制阀 （1）构造。 （2）工作原理。 图4.27 电磁式怠速控制阀结构 七、温度传感器 1冷却液温度传感器 （1）构造。 （2）工作原理。 图4.28 冷却水温度传感器及温度特性 2进气温度传感器 进气温度传感器内部也是一个具有负温 度电阻系数的热敏电阻，外部用环氧树脂 密封，其结构与工作原理和冷却液温度传 感器相同。 八、进气管 进气管的作用是较均匀地分配可燃混合气 （汽油机）或空气（柴油机）到各汽缸中。 1进气总管 2进气歧管 进气歧管是指进气总管后向各汽缸分配空 气的支管。 操作一 检修进气系统 1检查进气系统 （1）检查空气滤清器滤芯是否脏污 ，必要时用压缩空气吹净或更换。 （2）检查进气系统各连接部位是否 连接可靠，密封垫是否完好。 （3）检查节气门体内腔的积垢和结 胶情况，必要时进行清洗。 2清洁进气系统 3检修进气歧管 4安装进气歧管 操作二 检测空气流量计 1检查电路连接情况 2检查外观 3就车检测 （1）拔下空气流量计上的导线连接 器，起动发动机，用万用表直流电压 挡测量空气流量计导线连接器端子2 与搭铁线间的电压，应大于11.5v。 4车下检测 （1）拆下空气流量计，在空气流量 计插座端子4与搭铁线之间加5v直流 电压，端子2与搭铁线之间加12v直流 电压。 （2）用电吹风向空气流量计内吹风 ，同时用万用表直流电压挡测量端子 5与3之间的电压。 操作三 检测进气歧管绝对压力传感器 1检测电源电压 （1）将点火开关置于“off”位置， 拔下进气歧管绝对压力传感器的导线 连接器。 （2）然后将点火开关置于“on”位置， 不起动发动机，用万用表直流电压挡测 量导线连接器中电源端vc和接地端e2 之间的电压，其值应为5v。 （3）如有异常，应检查进气歧管绝对 压力传感器与ecu之间的线路是否导通 。 2检测输出信号电压 （1）将点火开关置于“on”位置，但 不起动发动机，拆下连接进气歧管绝 对压力传感器与进气歧管的真空软管 。 （2）在ecu导线连接器侧用万用表 电压挡测量进气歧管绝对压力传感器 pim端子与e2端子间在大气压力状态 下的输出电压，并记下这一电压值。 （3）用真空泵向进气歧管绝对压力 传感器内施加真空，然后测量在不同 真空度下进气歧管压力传感器pim端 子与e2端子间的输出电压。 （4）将不同真空度下的输出电压下 降量与标准值相比较。 操作四 检测节气门位置传感器 1检查搭铁电路 （1）断开点火开关，拆下传感器导线 连接器。 （2）用万用表的欧姆挡检查节气门位 置传感器线束插接器e2端子与ecu的 e2端子之间的导线、ecu的e1端子与 车身搭铁部位之间的导线连接情况， 应导通。 2检查电压 （1）插好节气门位置传感器的导线 连接器，点火开关置于“on”位置但 不起动发动机。 （2）转动节气门，用万用表的直流 电压挡分别检测线束插接器上idl、 vc、vta这3个端子与车身之间的电 压，其值应符合表4.9中的要求。 3检查传感器 （1）检查怠速触点导通性。 （2）检查线性电位计电阻。 操作五 检测温度传感器 1检查冷却液温度传感器的电源电压 （1）拆开冷却液温度传感器的插接器。 （2）接通点火开关，用电压表测量线束插 接器上两端子之间的电压（即传感器的电源 电压）。正常情况下，该电压值应为5v，若 电压值不正常，则应检查相关的线路。 2检查冷却液温度传感器的信号电压 （1）连接好冷却液温度传感器的插接器 。 （2）接通点火开关，用电压表测量线束 插接器上两端子之间的电压。 3检查冷却液温度传感器的工作特性 （1）拆下冷却液温度传感器。 （2）按图4.37所示方法对水加热，用 万用表的欧姆挡测量不同水温下冷却 液温度传感器的电阻值，并将其与标 准值对比，即可判定冷却液温度传感 器是否正常。 图4.37 冷却液温度传感器电阻的动态检测 操作六 检测怠速控制阀 1就车检查 （1）在冷车状态下起动发动机后，暖 机过程开始时，发动机的怠速转速应 能达到规定的快怠速转速（通常为 1 500r/min）；在发动机达到正常工 作温度后，怠速转速应能恢复正常（ 通常为750r/min）。 （2）发动机达到正常工作温度后，在 打开空调开关时，发动机怠速转速应 能上升到900r/min左右。 （3）当发动机熄火时，阀会“咔嗒”响 一声。如果不响，应检查步进电机式 怠速控制阀和微电脑。 （4）将点火开关置于“on”位置，然 后测量ecu的端子isc1、isc2、 isc3、isc4与端子e1间的电压，其 值应为914v。 （5）拔下步进电动机的导线插接器， 用万用表的欧姆挡测量怠速控制阀4组 绕组（即b1s1、b1s3、b2s2 、b2s4）的电阻值。其标准值应为 1030，若电阻值不正确，则应更 换怠速控制阀。 2车下检查 （1）先按正确步骤拆下节气门体（ 怠速控制阀和节气门为一体）。 （2）如图4.39所示，在怠速控制阀插 接器的b1和b2端子上接蓄电池的正 极，然后依次将s1、s2、s3、s4接蓄 电池的负极（搭铁），此时阀门应逐 渐关闭。若不能关闭，则应更换怠速 控制阀。 （3）把怠速控制阀插接器的b1和b2 端子接蓄电池的正极，而后依次将s4 、s3、s2、s1端子接蓄电池的负极， 此时阀门应该逐渐开启。若不能开启 ，则应更换怠速控制阀。 课题五 燃油供给系统的拆装与检修 一、汽油箱 汽油箱的作用是储存汽油，其数目、容量 、外形及安装位置都随车型而异。 二、电动汽油泵 汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出， 并以足够的泵油量和泵油压力向燃油系统 供油。 1涡轮式电动汽油泵的构造 图4.44 涡轮式电动汽油泵的结构图 2涡轮式电动汽油泵的工作原理 3电动汽油泵的控制 下面介绍由ecu控制的油泵控制电路， 如图4.45所示。 图4.45 由ecu控制的油泵控制电路 该控制电路由ecu和电路断开继电器对 油泵工作进行控制。 （1）起动发动机时，点火开关处于 起动挡，点火开关st端子通电，电路 断开继电器l2线圈通电，使电路断开 继电器触点闭合，电源向油泵供电， 油泵工作，处于起动供油状态。 （2）发动机起动后进入正常运转时， 转速传感器将发动机转速ne信号输入 ecu，ecu控制vt导通，l1线圈通 电，电路断开继电器触点继续保持闭 合状态，油泵继续工作。 （3）发动机停止运转时，ecu接收 不到转速传感器发出的ne信号而使 vt截止，线圈l1断电，电路断开继 电器触点打开，油泵供电线路中断， 油泵停止工作。 三、汽油滤清器 汽油滤清器的作用是滤除汽油中的水分 和杂质，防止燃油系统堵塞，减小机械磨 损，确保发动机稳定运行，提高可靠性。 1构造 汽油滤清器由外壳和滤芯组成，其结构 如图4.46所示。 图4.46 汽油滤清器的结构 2维护 一般每行驶30 00040 000km，或每两个 二级维护作业周期更换一次汽油滤清器。 四、油压调节器 油压调节器的作用是根据进气歧管压力 的变化来调节系统油压（即燃油分配管内 油压），使两者的压力差保持恒定，一般 为250300kpa。 1构造 2工作原理 图4.47 油压调节器的结构 图4.48 燃油分配管内的油压与进气歧管压力的关系 五、燃油分配管 燃油分配管又称为供油总管，安装在发 动机进气歧管上部，其作用是固定喷油器 和油压调节器，将汽油分配到各个喷油器 。 六、喷油器 其作用是在ecu的控制下，将汽油呈雾 状定时定量喷入进气歧管内。 1构造 2工作原理 图4.50 轴针式喷油器的结构图 3喷油器的控制电路 图4.51 喷油器的基本控制电路 操作一 释放燃油供给系统的压力 （1）松开油箱上的加油盖，释放油箱 中的蒸汽压力。 （2）起动发动机，维持怠速运转，在 运转中拔下燃油泵继电器或熔断丝， 也可拔下燃油泵导线插头，直至发动 机自行熄火。 （3）再次起动发动机35次，利用 起动喷射卸除油管中残余压力。 （4）关闭点火开关，装上油泵继电 器或熔断丝或电动油泵导线插头。 操作二 预置燃油供给系统的压力 （1）检查燃油系统所有元件和油管 接头是否安装良好。 （2）用专用导线将诊断座上的燃油 泵测试端子跨接到12v电源上，如日 本丰田车系直接将诊断座上的电源端 子“+b”与燃油泵测试端子“fp”跨接 。 （3）将点火开关转至“on”位置，使 电动燃油泵工作约10s。 （4）关闭点火开关，拆下诊断座上 的专用导线。 操作三 检测燃油供给系统的压力 （1）卸除燃油系统的压力。 （2）安装汽车专用燃油压力表。燃油 压力表一般串接在进油管道中。 （3）拔下电动汽油泵继电器，用导线 将电动汽油泵继电器供电端子短接； 打开点火开关但不起动发动机，使电 动汽油泵运转，此时的燃油压力应符 合技术要求。 （4）起动发动机，维持发动机怠速 运转，燃油压力表的读数即为燃油供 给系统的怠速工作压力。 （5）发动机怠速运转时拔下油压调 节器上的真空管，油压应上升至 300kpa。 （6）由怠速急加速至节气门全开时 ，燃油压力表的读数即为燃油供给系 统的急加速油压。 （7）在发动机怠速运转中，用包有软布 的钳子将回油软管夹住，此时燃油压力表 的读数即为油泵最大供油压力。 （8）松开油管夹钳，恢复静态油压，取 下油泵继电器跨接线使油泵停止运转，并 等待10min后，此时燃油压力表的读数即 为燃油供给系统保持压力，一般不低于 150kpa，或符合车型技术规定。 操作四 检修电动汽油泵 1就车检查电动汽油泵 （1）用专用导线将诊断插座上的汽 油泵测试端子跨接到12v电源上，也 可以拆开电动汽油泵的线束连接器， 直接用蓄电池给汽油泵通电。 （2）将点火开关转至“on”位置，但 不要起动发动机。 （3）旋开油箱盖应能听到汽油泵工作 的声音，或用手捏进油软管应感觉有压 力。若听不到汽油泵工作的声音或进油 管无压力，应检修或更换汽油泵。 （4）若有汽油泵不工作故障，但按上 述方法检查正常，应检查汽油泵电路导 线、继电器、易熔线和熔丝有无断路。 2车下检查电动汽油泵 （1）从车上拆下电动汽油泵。 （2）测量汽油泵两端子之间的电阻， 如电阻值不符，更换汽油泵。 （3）用蓄电池直接给汽油泵通电，应 能听到汽油泵电动机高速旋转的声音 。 3汽油泵控制电路的检测 （1）打开油箱盖。 （2）如果打开点火开关后油泵不运转， 可用一根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。此 时打开点火开关，如能听到油泵运转的 声音，说明ecu外部的电动汽油泵控制 电路工作正常，故障在ecu内部，应更 换ecu。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、继电器有无损坏，各电路 有无断路或接触不良。 操作五 检修喷油器 1喷油器的就车检查 （1）检查喷油器的工作情况。 （2）检查喷油器的电阻。 （3）检查喷油器的供电电压。 （4）断缸检查。 2喷油器的车下检查 （1）检查喷油质量。 （2）清洗喷油器。 课题六 排气系统的拆装与检修 一、排气歧管 排气歧管用螺栓固定在汽缸体或汽缸盖上 ，在接合面处装有金属片包的石棉衬垫，以 防漏气。 排气歧管的各个支管分别与各缸排气门的 通道相接。 二、排气消声器 排气消声器的作用是抑制发动机的排气 噪声，消除废气中的火焰和火星。 三、三元催化转换器 三元催化转换器的作用是利用转换器中 的三元催化剂，将发动机排出废气中的有 害气体转变为无害气体。 三元催化转换器一般安装在排气消声器 前面。 四、氧传感器 氧传感器的作用是通过监测排气中的氧 含量来获得混合气的实际空燃比信号，并 将该信号转变为电信号输入ecu。 1氧化锆式 （1）构造。 图4.58 氧化锆式氧传感器的结构 （2）输出特性。 氧化锆式氧传感器的输出特性如图4.59所示 。 图4.59 氧化锆式氧传感器输出特性 2氧化钛式 氧化钛式氧传感器的结构如图4.60所示。 图4.60 氧化钛式氧传感器的结构 操作一 检修排气系统 1清洁排气歧管和消声器 2检修排气歧管和消声器 3安装排气歧管和消声器 操作二 检测氧传感器 1检查加热元件电阻 （1）拔下传感器线束连接器插头。 （2）检查1与2端子间电阻，应为1 5（电阻随温度升高迅速上升）。 2检查电源电压 （1）拔下传感器连接器插头。 （2）打开点火开关。 （3）检