汽车专业汽车电控发动机课件

汽油喷射技术的发展历史起源于20世纪初期，由德国Wright兄弟首先在飞机发动机上采用了向进气管连续喷射汽油的混合气配制方法。第二次世界大战以后，汽油喷射技术才逐渐应用于汽车发动机上。60年代以前，车用汽油喷射装置大多采用机械式柱塞喷射泵，其控制功能借助于机械装置来实现，结构复杂、价格昂贵，因此发展缓慢，技术上无重大突破，应用范围也仅限于赛车和为数不多的追求高速和大功率的豪华型轿车上，在车用汽油发动机领域内化油器仍占有绝对的优势。60年代，在一些发达国家中随着汽车数量与日俱增，汽车排气对大气的污染日趋严重，欧、美、日各国相继制订了严格汽车排放法规，限制排气中CO、HC和NOX等有害物质的排放。70年代初，由于受能源危机影响各国又制定了汽车燃油经济性法规。两种法规的要求逐年提高，愈来愈严格，已达到传统的机械式化油器和分电器式点火系统难以胜任的地步，迫使世界汽车工业寻求各种技术途径来降低燃油牦和减少排放污染。1967年，德国Bosch公司研制成功KJetronic机械式汽油喷射系统，后来经改进发展为机电结合式KE-Jetronic汽油喷射系统。由于该系统的主要功能仍由机械装置完成，控制精度偏低，至90年代初已趋于淘汰。同样是1967年，德国Bosch公司开发出用进气歧管真空度控制空燃比的DJetronic模拟电子控制汽油喷射系统，后经改进发展为采用翼板式空气流量计直接测量进气空气体积流量来控制空燃比的L-Jetronic电子控制汽油喷射系统，开创了汽油电控喷射新时代。,1概述,1.1电控汽油喷射系统的发展与应用,70年代后期，全球电子技术有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，迅速推动了计算机控制技术在汽车技术上的应用并快速发展。发动机电子控制技术从单一的点火时刻控制和单一的燃油喷射空燃比控制开始，逐步扩展到发动机怠速控制、排气再循环(EGR)控制、燃油蒸发控制(EVAP)、可变进气控制、涡轮增压控制等多项内容的发动机综合控制系统，称为发动机集中控制系统。90年代中后期，伴随着计算机网络技术的发展，发动机电子控制系统已成为车载局域网络的重要组成部分。1997年以后，内燃式汽油机已开始采用汽油直喷技术进行稀薄燃烧，进一步降低了油耗和排放。国产汽车电子控制技术的开发和应用相对较晚，90年代初期只有少数汽车厂家，如一汽奥迪、北汽切诺基汽车上开始装备电控燃油喷射发动机，并且基本上是对国外生产的部件进行组装，与国外先进的汽车制造技术相比差距较大。随着形势的发展，如城市汽车数量的增多，汽车尾气污染日趋严重等，国家出台了新的安全、油耗、排放法规并逐渐与国际标准接轨，我国汽车工业，特别是轿车工业大大加快了电控化、信息化的步伐，电控汽油喷射系统在我国许多车型上得到了广泛的应用和迅猛的发展。,1概述,1.1电控汽油喷射系统的发展与应用,电控汽油喷射尽管形式多样，但它们都具有相同的控制原则，即以电子控制单元(ECU)为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气浓度，以满足发动机动力性、经济性和排放要求。相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构，如图5.1所示。电控汽油喷射系统都由以下三个子系统组成：空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统。,1概述,1.2电控汽油喷射系统的组成,1、空气供给系统空气供给系统的作用是向发动机提供与负荷相适应的清洁的空气，同时测量和控制进入发动机气缸的空气量，使它们在系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。空气供给系统的组成和流程如图5.2所示。,1概述,1.2电控汽油喷射系统的组成,2、燃油供给系统燃油供给系统的功用是用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。燃油供给系统的组成和流程如图5.3所示。,1概述,1.2电控汽油喷射系统的组成,3、电子控制系统电子控制系统的主要作用是根据发动机和汽车不同的运行工况，对喷油时刻、喷油量以及点火时刻等进行确定和修正，检测各传感器的工作，并将工作参数储存和输出。电子控制系统的工作示意图，如图5.4所示。将发动机的运行工况(如进气量、节气门位置、曲轴位置及转速、冷却液温度、进气温度、排气成分信息等)和车辆运行状况(如车速等)信息，通过传感器转换成为相应的电信号并输送给电控单元，电控单元对这些电信号进行分析、判断、比较、计算等实时处理后，得出最佳控制方案并向各有关执行元件发出控制指令，控制最佳的空燃比和点火时刻，使得发动机在各种工况下都处于最佳工作状态。电控单元还具有故障自诊断功能。,1概述,1.2电控汽油喷射系统的组成,1、按进入气缸空气量的检测方式分按进入气缸空气量的检测方式分，有直接检测型和间接检测型。（1）直接检测型（L型）直接检测空气流量的汽油喷射系统采用空气流量计直接测量单位时间发动机吸入的空气量。然后，电控单元根据发动机的转速计算每一循环的空气量，并由此计算出循环基本喷油量。直接检测型包括体积流量方式和质量流量方式两种。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,体积流量方式：如图5.5所示，利用翼片式空气流量计或卡门涡旋式空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。电控单元根据已测出的空气体积和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气体积流量，并进行大气压力和温度修正，再计算出循环基本喷油量。这种测量方式测量精度较高，有利于提高混合气空燃比的控制精度。但存在需要进行大气压力和温度修正等缺点。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,质量流量方式：如图5.6所示，利用热线式空气流量计或热膜式空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气质量流量。电控单元根据已测出的空气质量和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气质量流量，计算出循环基本喷油量。这种测量方式除测量精度高，响应速度快，结构紧凑外，由于其测出的是空气的质量，因此，不需要进行大气压力和温度修正。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,（2）间接检测型（D型）在间接检测空气流量方式的汽油喷射系统中，电控单元通过对节气门开度或进气歧管压力、发动机转速的测量，计算出发动机吸入的空气量。间接测量型有节流速度方式和速度密度方式两种。节流速度方式：电控单元根据节气门开度和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。这种方式由于直接检测节气门的开度，因此，发动机过渡工况响应特性较好，被用在一些赛车上。但是空气量与节气门开度和发动机转速之间的函数关系相当复杂，因此，要精确测量空气量存在一定的困难。速度密度方式：如图5.7所示，电控单元根据进气歧管压力和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。这种方式测量方法简单，喷油量调整精度容易控制。但是由于进气歧管压力和进气量之间函数关系比较复杂，在过渡工况和采用废再循环时，由于进气歧管内压力波动较大，因此，这些工况空气量测量的精度较低，需进行流量修正，对这些工况混合气空燃比精确控制造成不利影响。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,2、按喷油器与气缸的数量关系分按喷油器与气缸的数量关系分类，有单点燃油喷射(SPI)系统和多点燃油喷射(MPI)系统。（1）单点燃油喷射系统单点燃油喷射系统是在节气门体上安装一个或两个喷油器，向进气歧管中喷射燃油形成可燃混合气。如图5.8所示，这种喷射系统又被称为节气门体燃油喷射系统(TBI)或集中燃油喷射系统。这种燃油喷射系统对混合气的控制精度比较低，各个气缸混合气的均匀性也较差，现已很少使用。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,（2）多点燃油喷射系统多点燃油喷射系统根据喷油器的安装位置又可分为进气道喷射(PFI)和缸内喷射(GDI)。进气道喷射（PFI）：在每一个气缸的进气门前安装一个喷油器，如图5.9所示。喷油器喷射出燃油后，在进气门附近与空气混合形成可燃混合气，这种喷射系统能较好地保证各缸混合气总量和浓度的均匀性。目前大多数车型如奥迪A6、本田雅阁、捷达、桑塔纳以及GM公司的MFI系统、日产公司的EGI系统、ECCS系统、丰田公司的TCCS系统等都采用这种多点燃油喷射系统。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,缸内喷射（GDI）：如图5.10所示，将高压燃油直接喷到气缸内。这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油喷雾效果更好，并可在缸内产生浓度渐变的分层混合气(从火花塞往外逐渐变稀)。因此可以用超稀的混合气(急速时可达40：1)工作，油耗和排放也远远低于普通汽油发动机。此外这种喷射方式使混合气体积和温度降低，爆震燃烧的倾向减小，发动机的压缩比可比进气道喷射时大大提高。但喷油器直接安装在缸盖上，必须能够承受燃气产生的高温、高压，且受发动机结构限制，采用较少。比较典型的缸内喷射系统有福特PROCO缸内喷射系统，丰田D4缸内喷射系统和三菱4G缸内喷射系统。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,3、按喷油器的喷射方式分按喷油的持续性进行分类，电控燃油喷射系统分为连续喷射性和间歇喷射性两类。连续喷射性燃油喷射系统：在每个气缸口均安装一个机械喷油器，只要系统给它提供一定的压力，喷油器就会持续不断的喷射出燃油，其喷油量的多少不是取决于喷油器，而是取决于燃油分配器中燃油计量槽孔的开度及计量槽孔内外两端的压差。间歇喷射性燃油喷射系统：在发动机运转期间间歇性地向进气歧管中喷油，其喷油量多少取决于喷油器的开启时间，即发动机控制模块(ECU)发出的喷油脉冲宽度。这种燃油喷射方式广泛地应用于现代电控燃油喷射系统中。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,间歇性燃油喷射系统按喷油器控制方式又可以分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射，如图5.11所示。,1概述,1.3电控汽油喷射系统的分类,（1）能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度，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物控制系统后，大大降低了HC、C0和N0X三种有害气体的排放。（3）增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；由于每个气缸均安装一个喷油器(多点喷射系统)，所以各缸的燃油分配比较均匀，有利于提高发动机运转的稳定性。（4）当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制电脑(ECU)能及时准确地作出补偿。（5）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的作出反应，使汽车加速、减速性能更加良好。,1概述,1.4电控汽油喷射系统的优点,（6）具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入气缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。在化油器系统中，此时会使粘附于进气歧管壁面的燃油由于进气歧管内真空度骤升而蒸发后进入气缸他混合气变浓，燃烧不完全，排气中HC和CO的含量增加。而在电控燃油喷射发动机中，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，喷油就会减少或停止，使排气中HC和CO的含量减少，降低燃油消耗。（7）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。（8）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。,1概述,1.4电控汽油喷射系统的优点,1、电动燃油泵电动燃油泵是电控燃油喷射发动机的基本部件之一。它一般由小型直流电动机驱动，其作用是把燃油从油箱中吸出、加压后输送到管路中，和燃油压力调节器配合建立合适的系统压力。（1）电动燃油泵的结构与原理电动燃油泵按安装形式可分为两种：油箱外置型和油箱内置型。油箱外置型电动燃油泵安装在油箱外，串连在输油管上；油箱内置型电动燃油泵安在油箱内部，浸泡在燃油里，这样可以防止产生气阻和燃油泄露，且噪声小。此外内置式还在油箱中设一个小油箱，将燃油泵放在小油箱中，这样可以防止在燃油不足而汽车转弯或倾斜时，燃油泵吸入空气而产生气阻，如图5.13所示。目前大多数电控燃油喷射系统均采用油箱内置型电动燃油泵。油箱外置式主要采用滚柱式燃油泵，油箱内置式主要采用涡轮式燃油泵，也可以采用滚柱式燃油泵。无论是油箱内置式还是油箱外置式电动燃油泵，其结构基本上是相同的，都是由泵体、电动机和外壳等部分组成，如图5.14所示。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,电动机通电即带动泵体旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动燃油泵内部，再从出油口压出，给燃油系统供油。在泵油过程中，燃油不断穿过油泵和电动机，油泵本身及电动机中的线圈、炭刷、轴承等部位都靠燃油来润滑和冷却。由此，绝对禁止在无油的情况下运转电动汽油泵，以免烧坏电动汽油泵。电动燃油泵的电动机部分包括固定在外壳上的永久磁铁和产生电磁力矩的电枢以及安装在外壳上的电刷装置。电刷与电枢上的换向器相接触，其引线连接到外壳的接柱上，将控制电动燃油泵的电压引到电枢绕组上。电动燃油泵的外壳两端卷边铆紧，使各部件组装成一个不可拆卸的总成。燃油进入燃油泵前要先经过燃油滤网，以过滤燃油中的杂质。燃油滤网最好定期清洗，若滤网太脏会使燃油系统压力降低，喷油器喷油量不足，导致汽车高速行驶或急加速时动力不足、加速困难。此外，如果燃油在滤网处堵塞，说明油箱中的沉积物或水分过多，最好拆下整个油箱进行彻底的清洗。燃油泵的附加功能由安全阀和单向阀完成。安全阀可以避免燃油管路出现阻塞时压力过高而造成油管破裂或燃油泵损坏；单向阀的设置是为了发动机熄火后密封油路，使燃油管路中保持一定的压力，以便发动机下次起动(特别是热起动)更加容易。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,（2）常见的几种电动燃油泵电动燃油泵根据泵体的结构不同可分为：滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵。1）滚柱泵如图5.15所示，滚柱泵由转子、滚柱和泵套组成。转子偏心地置于泵套内，燃油泵的电动机带动转子运转时，由于离心力的作用使滚柱向外侧移动而与泵套内壁接触，这样，由转子、滚柱和泵套围成的腔室将随转子的转动而产生容积大小变化，在容积由小变大一侧燃油被吸入，在容积由大变小的一侧燃油被压出。图5.15滚柱式电动燃油泵,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2）齿轮泵齿轮泵的工作原理与滚柱泵相似。它由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和泵套组成，如图5.16所示，后者与主动齿轮偏心。主动齿轮被燃油泵电动机带动旋转，由于齿轮啮合，主动齿轮带动从动齿轮一起旋转。在从动齿轮和主动齿轮的内外齿啮合的过程中，由内外齿所围合的腔室将发生容积大小的变化，这样，若合理地设置进出油口的位置，即可利用这种容积的变化将燃油以一定的压力泵出。齿轮泵与滚柱泵相比较，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的数目较多，因此，齿轮泵输油的流量和压力波动都比较均匀。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,3）涡轮泵。涡轮泵以完全不同于前两种泵的方式工作，泵的燃油输送和压力升高完全是由液体分子之间动量转换实现的。涡轮泵的特点是燃油输出脉动小，其结构非常简单，如图5.14所示。当叶轮与电动机一起转动时，由于转子的外圆有很多齿槽，在其前后利用摩擦而产生压力差，重复运转则泵内产生涡流而使压力上升，由泵室输出。这种泵由于使用薄型叶轮，所需转矩较小，可靠性高。此外由于不需消声器，故可小型化，因此这种燃油泵被广泛用于多种车型上。由于燃油泵工作时温度升高，使燃油更容易气化，这必将使泵油量减少，导致输油压力不足和压力波动。为此，现在有些车型采用双级泵的形式，即将初级泵和主输油泵组合成一个组件，由二只电动机分别驱动。初级泵一般采用涡轮泵，用以改善输送性能；主输油泵一般采用齿轮泵或涡轮泵，起主导作用。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,（3）燃油泵的控制燃油泵的控制分为：燃油泵转动的控制和燃油泵转速控制。1）燃油泵转动控制现代轿车燃油泵的工作是由发动机控制模块ECU来控制的：如图5.17所示。电动燃油泵只有在发动机起动和运转时才工作。有些车型在打开点火开关时，为建立系统油压，电动燃油泵会先运行26s后停止，以便发动机能顺利起动。而在其他情况下，即使点火开关接通，只要发动机没有转动，油泵就不工作。油泵工作的控制，通常是指对油泵电路开路继电器的控制。即继电器触点闭合，油泵通电工作；继电器触点断开，油泵停止工作。发动机起动时，点火开关的ST(起动)端接通，开路继电器线圈L2通电，其触点闭合，油泵通电工作。发动机运转时，发动机转速信号(Ne)输入，ECU使晶体管VT导通，开路继电器线圈L1通电。因此，只要发动机运转，开路继电器触点总是闭合的。ECU通过发动机转速信号，来检测发动机运转状态。如发动机停止转动，此时没有转速信号(Ne)输入ECU，晶体管VT截止，开路继电器线圈L1断电，其触点断开，燃油泵停止工作。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2）燃油泵转速的控制燃油泵在发动机低速或中小负荷下工作时，需要的供油量相对较小，此时油泵也应低速运转，这样可减少油泵的磨损、噪声以及不必要的电能消耗；而在发动机高转速或大负荷下工作时，需要供油量相对较大，此时油泵应高速运转，以增加油泵的泵油量。一般油泵转速控制分低速和高速两级。目前常见到的油泵转速控制方式有以下两种：利用串联电阻器控制油泵的转速；利用油泵控制模块(油泵ECU)控制油泵的转速。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,利用串联电阻器控制油泵的转速如图5.18所示为电阻器式油泵转速控制电路。它在油泵控制电路中，增设一个电阻器(降压电阻)和“油泵控制继电器”(或叫电阻器旁路继电器)对油泵转速进行二级控制(高速，低速)。发动机工作时，发动机控制模块(ECU)根据发动机转速和负荷，对油泵控制继电器进行控制，油泵控制继电器则控制电阻器是否串入油泵电路中，使加载在油泵电动机上的电压不同，进而实现油泵转速变化。发动机在低速或中小负荷下工作时，油泵控制继电器触点B闭合，电阻器串入油泵电路中，油泵以低速运转。当发动机处于高转速、大负荷下工作时，发动机控制模块(ECU)输出信号，切断“油泵控制继电器”线圈电路，使继电器触点A闭合，此时电阻器被旁路，油泵电动机直接与电源相通，油泵处于高速运转。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,利用油泵控制模块(ECU)控制油泵的转速该种方式为了对油泵进行控制，特别是油泵转速的控制，专设一个控制油泵工作的油泵控制模块(ECU)，如图5.19所示，油泵控制模块(ECU)对油泵转速的控制，是通过控制加到油泵电动机上的电压来实现的。当发动机在起动阶段或高转速、大负荷下工作时，发动机控制模块向油泵控制模块的FPC(油泵控制)端子输入一个高电位信号，此时油泵控制模块(ECU)的FP端子向油泵电动机供应较高的电压(相当于蓄电池电压)，使油泵高速运转。发动机起动后，在怠速或小负荷下工作时，发动机控制模块(ECU)向油泵控制模块的FPC端输入一个低电位信号，此时油泵控制模块的FP端子向油泵电动机供应低于蓄电池的电压(约9V)，使油泵低速运转。当发动机的转速低于最低转速(120rmin)时，油泵控制模块断开油泵电路，使油泵停止工作，所以此时尽管点火开关处于接通状态，油泵也不工作。图5.19中发动机控制模块与油泵控制模块间的DI电路，为油泵控制模块的故障诊断信号线路。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2、燃油管汽车一般有三条燃油管。（1）供油管：其作用是将燃油从燃油箱输送到发动机；（2）回油管：其作用是使多余的燃油返回燃油箱；（3）燃油蒸气排放管(仅某些车型有)：其作用是将HC气体(即挥发的燃油蒸气)从燃油排出。图5.20标致307无回油管燃油系统燃油管有的是钢质的硬管，也有的是尼龙的软管。这三条燃油管通常装在车身地板下或车架下。为防止路面飞起的石子损坏管道，一般安装有防护板。由于发动机的振动，在燃油管与其他部件的连接处要用橡胶软管。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,此外一些新型轿车采用了无回油管燃油系统，这套系统使燃油不从发动机部位回流燃油，燃油滤清器和喷油器之间只有一条燃油管，这样，可以降低发动机对燃油的加热效应从而防止油箱内温度升高，降低了燃油蒸发排放。天津一汽丰田生产的花冠、威驰，东风标致307等车型采用这类无回油管燃油系统供油，如图5.20所示。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,3、燃油滤清器燃油滤清器串联在供油管路上。它的作用是在燃油进入燃油导轨之前把含在油中的水分和氧化铁、粉尘等杂物除去，防止燃油系统堵塞(特别是喷油器处)，确保发动机稳定运行，提高可靠性。燃油滤清器的具体结构见图5.21。燃油滤清器为一次性使用零件，燃油滤清器阻塞会导致供油压力和供油不足，影响发动机的动力性。一般每行驶34万km，或每两个二级维护作业周期更换一次燃油滤清器。若使用的燃油含杂质较多时应缩短更换周期。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,4、燃油压力调节器燃油压力调节器的主要功用是使系统油压(即供油总管内油压)与进气歧管内压力之差保持为恒定值，一般为250kPa300kPa。这样，从喷油器喷出的燃油量便唯一地取决于喷油器的开启时间。因为发动机所要求的燃油喷射量，是根据ECU加给喷油器的通电时间长短来控制的，随着节气门开度和发动机转速的变化，进气歧管内压力即喷射环境压力肯定发生变化，如果不控制燃油压力，即使加给喷油器的通电时间相同，当进气歧管内压力高时，燃油喷射量也会减少；进气歧管内压力低时，燃油喷射量会增加。为了使系统油压与进气歧管压力差保持稳定，燃油压力调节器所控制的系统油压应能随进气歧管压力的变化而变化。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,燃油压力调节器位于燃油分配管的一端，其结构如图5.22所示。膜片将金属壳体内部分成弹簧室和燃料室两部分。弹簧室一侧通过管路与进气歧管相通，膜片下方承受油压，膜片上方为歧管负压与弹簧压力之和。由于电动汽油泵泵送的油量远大于喷射所需的油量，故在油压作用下膜片移向弹簧室一侧，阀门打开，部分燃油流回油箱，燃油分配管内保持一定的油压。当歧管真空度增大时，膜片进一步上移，使阀门开度增大，回油量增加，从而使燃油分配管内油压略降，保持与变化了的歧管压力差值恒定；反之亦然，如图5.23所示。油泵停止工作时，油泵单向阀关闭，在弹簧力作用下，调压器阀门关闭，使油泵单向阀与调压器阀门之间的油路内保持一定的残余压力。燃油压力调节器是不可调节器件，它的主要故障是弹簧张力疲劳后变小或膜片破裂。由于燃油压力调节器的作用是调节喷油压力，所以出现故障时会直接影响喷油压力的高低和发动机的供油量，使发动机供油不稳、怠速不稳、起动困难、加速无力、耗油、冒黑烟等故障。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,5、燃油分配管燃油分配管安装在进气歧管或气缸盖上，它的作用是安装喷油器并将高压燃油输送给各个喷油器。燃油分配管与喷油器之间用0形圈和卡环密封，0形圈可防止燃油渗漏，并具有隔热和隔振的作用。卡环将喷油器固定在燃油分配管上，如图5.24所示。大多数燃油分配管上都有燃油压力测试口，可用于检查和释放油压。另外，燃油压力调节器一般也安装在燃油分配管上。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,6、喷油器喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件，在ECU的控制下，将汽油呈雾状喷入进气歧管内。（1）喷油器的结构电控喷射系统的喷油器结构如图5.25所示。它的一端为进油口，与燃油分配管连接；另一端为喷油口，插入进气歧管中，两端分別用0形密封圈密封。喷油器内部有一个电磁线圈，经线束与电脑连接。喷油器头部的针阀与衔铁连接为一体。当电磁线圈通电时，便产生吸力，将衔铁和针阀吸起，打开喷孔，燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出，并被粉碎成雾状。电磁线圈不通电时，磁力消失，弹簧将衔铁和针阀下压，关闭喷孔，停止喷油。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,（2）喷油器的驱动方式喷油器按电磁线圈的控制方式不同，可分为电压驱动式和电流驱动式两种，如图5.27所示。电压驱动是指正ECU驱动喷油器喷油电脉冲的电压是恒定的。这种喷油器又可分为高阻型和低阻型两种。低阻型喷油器是用56V的电压驱动；其电磁线圈的电阻较小，约34；不能直接和12V电源连接，否则，会烧坏电磁线圈，因此需串联附加电阻。高阻抗型喷油器是用12V电压驱动；其电磁线圈电阻较大，约为1216；在检修时，可直接和12V电源连接。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，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。电流驱动脉冲开始时是一个较大的电流，使电磁线圈产生较大的吸力，以打开针阀，然后再用较小的电流保持针阀的开启。,2燃油供给系统的构造与检修,2.1燃油供给系统主要元件的构造,1、燃油供给系统检修的注意事项（1）燃油供给系统中存有高压汽油，因此任何涉及燃油管路拆卸的工作都应首先卸压并准备好消防设备，作业区应通风良好、断绝火源，作业时要格外仔细小心，避免泄漏的汽油引发火灾。（2）在拆卸油管时，油管内有还会有少量燃油泄出，所以在断开油管前，用抹布将拆卸处罩住，以吸附泄漏的燃油，将吸附燃油的抹布收集到准许的容器中。（3）燃油管多用钢、橡胶或尼龙制造，不得渗漏、裂纹、扭结、变形、刮伤、软化或老化，否则应立即予以更换。（4）所有密封元件、油管卡箍为均一次性零件，维修时应予以更换。（5）油管接头不得松动，否则应立即予以紧固；钢制油管端部的喇叭口应密封良好无渗漏，否则应重新制作。有些轿车采用特制的油管快速接头，拆装时应使用专用工具。（6）连接螺母或接头螺栓与高压油管接头连接时必须使用新垫片并涂上一薄层机油，先用手拧上接头螺栓，再用工具拧紧到规定力矩。喇叭口的连接也一样。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（7）安装喷油器时可先用汽油润滑其密封元件，以利于顺利安装，不可使用机油、齿轮油或制动油。喷油器安装后应可在其位置上转动，否则说明密封圈扭曲，应重新装配。（8）不能通过燃油箱加油管放出油箱中的燃油，会损坏燃油箱加油管定位部件，正确方法是首先释放系统油压，卸下油箱，然后用手动泵油装置从燃油箱上的维修孔抽出燃油。不得将燃油放入开口容器中，否则会导致失火或爆炸。（9）燃油系统维修后不能立即起动发动机运行，应仔细检查有无漏油处。有的车接通点火开关，不起动发动机运行油泵工作12s即停止工作，可接通点火开关2s，再关闭点火开关10S，这样反复几次看有无漏油，还可夹住回油管，使系统油压上升，在这种状态下检查和观察燃油系统是否有部位漏油；有的车起动时油泵才工作，可先起动一下，检查起动时有无部位漏油。不管用哪一种方法都要确认无漏油部位后才能正式起动发动机运行，发动机起动后使发动机怠速运转，再仔细检查有无部位漏油，此后才能关上发动机罩正常运行。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,2、燃油供给系统压力的卸除汽油喷射发动机为便于再次起动，在发动机熄火后，燃油系统内仍保持有较高的残余压力。在燃拆卸油系统内任何元件时，都必须首先释放燃油系统压力，以免系统内压力油喷出，造成人身伤害或火灾。燃油系统压力卸除的方法如下：（1）松开油箱上的加油盖，释放油箱中的蒸气压力。（2）起动发动机，维持怠速运转，在运转中拔去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。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,3、燃油供给系统压力的预置在拆开燃油系统进行维修之后，为避免首次起动发动机时，因系统内无压力而导致起动时间过长，应预置燃油系统残余压力。燃油系统压力预置可通过反复打开和关闭点火开关数次来完成，也可按下述方法进行：（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。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,4、燃油供给系统压力的检测通过检测燃油系统压力，可诊断燃油系统是否有故障，进而根据检测结果确定故障性质和部位。检测时需用专用油压表和管接头，检测方法如下：（1）卸除燃油系统的压力。（2）安装汽车专用汽油压力表（如图5.28所示）。拆下蓄电池负极搭铁线，安装汽车专用汽油压力表(量程为1MPa)，压力表一般安装于汽油滤清器的出油口或燃油分配管的进油口处，带测压口的车辆可将燃油压力表连接至测压口处，重新装复蓄电池负极搭铁线、电动燃油泵继电器和电动燃油泵导线插头。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（3）检测静态油压。拔下电动燃油泵继电器，用导线将电动燃油泵继电器供电端子短接；打开点火开关（不起动发动机）使电动燃油泵运转，此时的燃油压力应符合技术要求，一般应在300kPa左右摆动(油压调节器的工作使得油压表指针摆动)。静态油压偏高多是由于回油管变形或油压调节器损坏造成的，应先仔细检查回油管，变形的油管会阻碍燃油的流动，导致静态油压升高，若回油管完好应更换燃油压力调节器。静态油压偏低多是由于油泵进油滤网脏堵、电动燃油泵内部磨损、电动燃油泵限压阀损坏、汽油滤清器脏堵、油压调节器调压弹簧过软或喷油器喷孔卡滞常喷油造成的，可更换汽油滤清器试一下，若油压没有恢复正常，则继续下述检测步骤，找出故障确切位置。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（4）检测怠速工作压力起动发动机怠速运转时油压表读数即为燃油供给系统的怠速工作压力，一般为250kPa或符合车型技术规定。怠速工作油压偏高多是由于油压调节器真空管错装、漏装或漏气造成的，此时应先检视真空管安装是否正确、是否存在漏气部位，必要时予以更换。检测怠速工作压力时，拔下真空管时油压应上升至300kPa，与节气门全开时的加速油压基本相等，否则应更换油压调节器。（5）检测急加速压力急加速至节气门全开时油压表读数即为燃油供给系统的急加速油压，一般急加速时油压应迅速由怠速工作时的250kPa上升至300kPa，或符合车型技术规定。若急加速油压无变化，则可能是真空管插在了有单向阀的真空储气罐上(如刹车真空系统)，应予以恢复。若急加速油压与怠速工作油压差值小于50kPa，则说明在节气门全开时进气系统仍存在真空节流(例如节气门无法开至最大角度)，应予以检修。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（6）检测油泵最大供油压力在发动机怠速运转中，用包有软布的钳子将回油软管夹住，此时油压表读数即为油泵最大供油压力，其值应符合车型技术要求，一般为工作油压的2-3倍，即500-750kPa。油泵最大供油压力偏高是由于油泵限压阀卡滞造成的，应更换电动燃油泵。油泵最大供油压力偏低是由于燃油滤清器堵塞、油泵进油滤网脏堵、电动燃油泵内部磨损、油泵限压阀关闭不严或调压弹簧过软造成的。应先更换燃油滤清器后重新检测，若油压仍然偏低则从油箱中拆出电动燃油泵检视：若油泵进油滤网脏污则清洗汽油箱和油泵进油滤网，若油泵进油滤网良好应更换电动燃油泵总成。（7）检测调节压力在发动机怠速运转中，将油压调节器真空管拆开后，燃油系统升高后的油压与怠速工作油压的差值，应符合车型技术规定，一般为28-70KPa之间。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（8）检测燃油供给系统保持压力松开油管夹钳，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30min，此时油压表读数即为燃油供给系统保持压力，应符合车型技术规定。保持压力过低是由于电动燃油泵止回阀关闭不严、油压调节器回油口关闭不严或喷油器滴漏造成的。应首先恢复静态油压，再用包有软布的钳子夹住回油软管，若压力停止下降，则应更换油压调节器；若保持压力继续下降，则用包有软布的钳子夹住燃油压力表三通接头至燃油分配管之间的进油软管，如果压力停止下降说明喷油器漏油，则应结合喷油器试验，找出滴漏的喷油器并予以清洗，清洗后复检，必要时予以更换；若保持压力继续下降说明电动燃油泵止回阀密封不严，应更换电动燃油泵总成。保持压力检测完毕后再次复查静态压力，如果静态压力仍然偏低应更换油压调节器。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,5、燃油箱密封性的检修燃油箱是由镀铅锡合金钢板或高密度模制聚乙稀制成。当燃油箱有泄漏哪怕是渗漏也非常危险，当怀疑燃油箱有泄漏必须仔细检查。在检查燃油箱是否泄漏前，必须在工作区准备好干粉灭火器。检查方法如下：（1）释放燃油系统的压力；（2）拆卸燃油箱；（3）放出燃油箱中的燃油；（4）堵住燃油箱上所有出口；（5）在燃油箱通风口安装一个短的油管；（6）通过通风管给燃油箱加入压缩空气，使压力达到710kPa，夹紧通风管；（7）用肥皂水或浸入法检查怀疑泄漏的部位，若观察到泄漏，更换燃油箱。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,6、电动燃油泵的检修检修电动燃油泵时应判断是控制电路故障还是油泵本身的故障：先关闭点火开关，拆下后备箱底板处的油泵检测盖板，拔下电动燃油泵导线插头；再打开点火开关(初始油压型)或用起动机带动曲轴旋转(无初始油压型)，检测电动燃油泵导线插头中电源端子和搭铁端子之间的电压，如为12V说明油泵控制电路完好，故障点在油泵；如不为12V说明故障点在油泵控制电路。（1）电动燃油泵电阻的检测测量电动燃油泵电源端子和搭铁端子间的电阻，即为电动燃油泵直流电动机线圈的电阻，其阻值应为0.23，否则应更换电动燃油泵。（2）电动燃油泵工作状态检查将电动燃油泵与蓄电池相连(正负极不得反接)，并使燃油泵尽量远离蓄电池，每次通电时间不得超过10s(时间过长会烧坏电动燃油泵电动机的线圈)。如果电动燃油泵不转动，则应予以更换。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（3）电动燃油泵供油量的检查按安全操作规程拆除燃油分配管上的进油管；把拆开的进油管放入一个大号量杯中；用跨接线将电动燃油泵与蓄电池相连，此时电动燃油泵工作，泵送出高压汽油；记录电动燃油泵工作时间和供油体积，供油量应符合车型技术要求。一般经汽油滤清器过滤后的供油量为0.61L30s。检测电动燃油泵供油量时，应充分认识此项操作的危险性，操作现场应通风良好、断绝火源并准备好灭火器材。（4）电动燃油泵进油滤网的维护电动燃油泵在进油口处有一个进油滤网，用来过滤汽油中直径较大的杂质和胶质，保护油泵电动机。杂质和胶质较多时会影响电动燃油泵的泵油量，严重时会导致电动燃油泵无法吸油，此时需清洗油泵滤网和汽油箱。电动燃油泵滤网破损后应更换电动燃油泵总成。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,7、喷油器检修（1）检查喷油器工作情况发动机热机后怠速运转时，可用手触摸或触杆式听诊器接触喷油器测听各缸喷油器工作的声音，如图5.29所示。发动机运转时应能听到有节奏的“嗒嗒”声，发动机加速时节奏加快，这是针阀开闭时的工作声；若各缸喷油器工作声音清脆均匀则说明各喷油器工作正常；若某缸喷油器工作声音很小则可能是针阀卡滞，应做进一步的检查；若听不见某缸喷油器的工作声音则说明该缸喷油器不工作，应检查喷油器及其控制线路。（2）喷油器电磁线圈电阻的测量关闭点火开关，拔下喷油器的导线插头，如图5.30所示，测量喷油器两个接线端子间(电磁线圈)的电阻值。在温度为20时，低阻式喷油器电阻值一般为2-3，高阻式喷油器电阻值一股为13-16。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,（3）喷油器喷油质量的检查和恢复喷油器喷油质量的检查主要包括喷油量、雾化质量和针阀密封性检查：如图5.31所示。,2燃油供给系统的构造与检修,2.2燃油供给系统主要元件的检修,空气供给系统的作用是向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对流入发动机气缸的空气质量进行直接或间接计量，使空气在系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。空气供给系统除了空气滤清器、进气总管和进气歧管外，还有电控汽油喷射系统特有的空气计量装置、节气门体、节气门位置传感器和怠速控制阀等。空气供给系统的组成，如图5.33所示。,3空气供给系统的构造与检修,1、空气计量装置空气计量装置的作用是对进入气缸的空气质量进行直接或间接地计量，并把空气流量的信息输送到ECU。作为电控燃油供给系统的主控信号,在电控汽油喷射系统中用空气流量计或进气歧管绝对压力传感器两种方式测量进入气缸的空气量。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,（1）空气流量计（MAF）1）热线式空气流量计热线式空气流量计进气道内布置有冷丝(前)和热丝(后)，如图5.34所示。冷丝是一个温度电阻，用于检测进气温度；热丝用铂制成，直径约70m。冷丝和热丝为惠斯通电桥的两个臂。在传感器工作时，热丝被控制电路提供的电流加热到高于冷丝温度100，此时惠斯通电桥处于平衡状态；进气时气流带走了热丝上的热量使热丝变冷，破坏了电桥的平衡；控制电路加大通过热丝的电流使热丝升温以保持始终比冷丝温度高100，维持电桥的平衡，进气量越大热丝被带走的热量也就越多，控制电路的补偿电流也就越大，即空气流量与控制电路的补偿电流成正比，控制电路把这一根据空气质量流量变化的电流在输出端转换成电压信号并输入ECU。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,根据热丝的安装部位有主流测量式（如图5.35所示）和旁通测量式（如图5.36所示）热丝长时间暴露在进气中，会因空气中灰尘附着在热丝上而影响测量精度，需增加自洁净功能：关闭点火开关时ECU向空气流量计发出一个信号，控制电路立即给热丝提供较大电流，使热丝瞬时升温至1000左右，把附着在热丝上的杂质烧掉。自洁净功能持续时问约1-2s。热线式空气流量计空气入口和出口处都设有防止传感器受到机械损伤的防护网，入口防护网兼具将进气紊流变为层流以提高测量精度的功能，出口防护网兼具防止回火火焰损伤热丝的功能。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,2）热膜式空气流量计热膜式空气流量计采用板式热电阻，结构如图5.37所示。被电流加热的热电阻放在进气通道中，由于进气气流的冷却作用，使热电阻温度下降。其温度下降的程度与进气流量、空气温度、空气密度有关。当热电阻温度下降时，电阻值变小，流过热电阻的电流随之增大，直至热电阻恢复原来的温度和电阻值为止。这一电流由流量计的控制电路来控制。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,控制电路还将电流的变化转换成电压的变化输入电脑，电脑根据电压的大小计算出进气量。热膜式空气流量计工作原理如图5.38所示，加热电阻和环境补偿电阻组成惠斯登电桥，控制电路使加热电阻的温度始终保持比空气流的温度高出一定值，例如，保持100的温度差，当空气流量增大时，对加热电阻吹拂使其冷却，电阻值减小，从而改变了电桥的电压平衡，控制电路立即增大通过加热电阻的电流量给予修正。并将其修正量通过晶体管控制电路进行控制、放大、整形，输出信号给ECU。所以加热电流大小就反映了空气质量流量数。热膜式空气流量计的特点是测量精度高、响应速度快、进气阻力小，而且可靠、耐用，不会因粘附污物而影响测量精度。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,（2）进气歧管绝对压力传感器（MAP）进气歧管绝对压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器。进气歧管绝对压力传感器种类很多，根据信号产生的原理有半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式等。常见的半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器主要由硅片，IC电路和绝对真空室组成，结构如图5.39所示。其工作原理是：封装在真空室内的硅片，由于一侧受进气压力的作用，另一侧是真空，所以在进气歧管压力发生变化时，硅片产生变形，使扩散在硅片上的电阻的阻值改变，导致输出电压发生变化，如图5.40。集成电路将这一电压放大处理，作为进气歧管压力信号送给ECU。ECU根据发动机转速、节气门开度、进气歧管绝对压力与进入发动机气缸的空气流量的对应关系，由进气歧管内的绝对压力计算出进气量，从而计算出基本喷油量。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,2、节气门体和节气门位置传感器（1）节气门体节气门体位于空气流量计之后的进气管上，它包括节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、怠速控制阀以及节气门位置传感器等，如图5.41所示。节气门俗称“油门”，是整个发动机上唯一由驾驶人所控制的机构，通过改变节气门开度控制发动机的进气量从而控制发动机的转速。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,（2）节气门位置传感器(TPS)节气门由驾驶员通过加速踏板操纵，通过改变发动机的进气量来控制发动机的运转，不同的节气门开度标志着发动机不同的运转工况。为了使喷油量满足不同工况的要求，电控发动机在节气门上装有节气门位置传感器，它可以把节气门开度转换成电压信号并输送给ECU，作为判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器安装在节气门轴的一端，常见有开关式、滑动电阻式、综合式等几种结构形式。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,1）开关式节气门位置传感器开关式节气门位置传感器如图5.42所示，其内部有两副触点怠速开关触点IDL和全负荷开关触点PSW，一个和节气门轴联动的凸轮控制触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭位置时怠速触点闭合，ECU判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油和点火；当节气门打开至一定角度时全负荷触点闭合，ECU进行全负荷加浓控制。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,2）滑动电阻式节气门位置传感器滑动电阻式节气门位置传感器的设计避免了开关式节气门传感器只能检测发动机怠速工况和全负荷工况的弊端，这种传感器采用滑动电阻，可以获得节气门开关从全闭到全开连续变化的信号，从而更精确地判断发动机的运行工况，控制电路，如图5.43所示。,3空气供给系统的构造与检修,3.1空气供给系统主要元件的构造,