汽油机燃料供给系统PPT课件

1、能力知识目标：u掌握汽油机可燃混合气体成分对发动机性能的影响；u掌握电子控制燃油喷射系统的概念、分类、组成和工作原理u掌握燃油供给系统、空气供给系统、电子控制系统的组成、结构与原理；u进、排气系统主要零部件构造与检修；u计划学时： 12学时第1页/共210页2作用与类型 根据发动机的不同工况要求，准确地计量空气和燃油的混合比，将一定数量的可燃混合气供给气缸，并将燃烧后的废气排到大气中。汽油机燃油供给系统目前有两种类型： 化油器 电子控制汽油喷射式（电喷）第2页/共210页汽油及其使用性能 汽油是石油制品，它是多种烃的混合物，其主要化学成分是碳(C)和氢(H)。汽油使用性能的好坏对发动机的动力性

2、、经济性、可靠性和使用寿命都有很大的影响 第3页/共210页汽油使用性能n良好的蒸发性n高抗爆性n 若在火焰传播过程中,末端混合气自行发火燃烧,这时气缸内的压力急剧增高,并发生强烈的振荡,在气缸内产生清脆的金属敲击声,称这种不正常燃烧现象为爆燃第4页/共210页5u 汽油标号：90# 93# 97# 指汽油的辛烷值，不同号数的汽油，其含碳量也不一样。 汽油排号越高 辛烷值就高 抗爆性就越好 盲目使用高标号汽油，不仅会在行驶中产生加速无力的现象，而且其高抗爆性的优势无法发挥出来，还会造成金钱的浪费。 u 柴油标号：0# -20# -30# -35#指柴油的凝固点，温度过低，容易结蜡。根据温度不同

3、，选择不同型号的柴油。第5页/共210页化油器式发动机燃油系统 第6页/共210页 燃油系统的组成第7页/共210页第8页/共210页9汽油必须与空气混合才能燃烧；可燃混合气是指汽油与空气按一定比例的混合物；可燃混合气的浓度有两种表示办法：过量空气系数燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧所需的空气质量之比。= 1 标准混合气1 实际空气理论空气 稀混合气1 实际空气理论空气 浓混合气第9页/共210页10空燃比（ A/F）空燃比是指空气质量与燃油质量之比理论上；1kg汽油完全燃烧需要14.7kg的空气。故：空燃比 A/F = 14.7 称为 标准混合气 A/F 14.7 称为 稀混

4、合气 A/F 14.7 称为 浓混合气第10页/共210页11经济混合气由于时间（燃烧速度有限）和空间（不可能气缸内绝对混合均匀）的限制，标准混合气不可能完全燃烧；由于气缸中的残存废气阻碍了汽油与空气的结合，使空气不够，从而影响了火焰的形成和传播；因此 ，要想达到完全燃烧，必须是稀混合气。经对发动机实验研究，发现在= 1.1 左右，燃料消耗率最低。这即经济混合气概念。第11页/共210页12经济混合气成分一般为：1.05 1.15稀混合气（ 1.1 5）虽然可使燃料完全燃烧，但燃烧速度慢，热量损失大，平均气体压力和功率下降，动力和速度上不去；严重者会引起进气管内回火现象；浓混合气（ 1）从图中

5、可以看出，=0.88左右时，发动机输出功率最大，此时，燃烧速度最快，一则热效率最高，二则单位体积可燃混合气燃烧时放出的热量最大，因而功率最高。 功率混合气成分： = 0.88第12页/共210页13过浓的混合气（ 0.88 ）反而使燃烧速度下降，输出功率降低；而且，由于燃烧不完全，燃料经济性恶化，严重者，由于气缸中产生大量的CO和游离的碳粒，造成排气门、火花塞裙部、活塞顶、气缸盖底部积碳，排气管冒黑烟，废气中的CO还可能在排气管中被高温废气点燃，发生排气管“放炮”现象。过浓混合气是造成空气污染的罪魁祸首；第13页/共210页14车用汽油机各种工况对可燃混合气成分的要求：发动机工况指发动机的工作

6、情况。是由转速和负荷两个因素决定；1、稳定工况对可燃混合气成分的要求：稳定工况：发动机已完成预热，一定时间内没有转速和负荷的突然变化。可分成怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷三个范围。第14页/共210页151、怠速和小负荷工况怠速是指发动机在对外无功率输出的情况下以最低稳定转速下空转。怠速时废气稀释现象严重。因此在怠速时要求供给较浓的混合气 2、中等负荷工况发动机大部分时间处于中等负荷工况，因此，要求应供给较稀的经济混合气成分： = 0.9 1.1第15页/共210页163、大负荷和全负荷工况当汽车爬坡或高速时，需发动机发出最大功率，此时，节气门全开，发动机处于全负荷工况；大负荷和全负荷

7、工况时要求供给浓混合气成分： = 0.850.954、过渡工况对可燃混合气成分的要求过渡工况： 发动机转速和负荷发生一定的变化。第16页/共210页171、冷起动： 发动机在冷起动时，转速低，汽油蒸发和雾化差，大部分油气混合物形成的是油膜，使气缸内混合物气过稀而无法引燃；冷起动要求供给极浓混合气成分 = 0.2 0.62、暖机：发动机冷起动后开始自动继续运转，直至稳定的怠速运转。 段过渡期间，由于发动机温度、转速上升，汽油雾化条件改善，要求供给的混合气成分由极浓逐渐变换到怠速工况的较浓混合气成分。第17页/共210页183、加速：加速时，节气门开度骤然加大，由于燃料惯性大于空气，气缸内混合气成

8、分出现瞬间过稀，发动机功率下降，转速降低，甚至会出现熄火现象；因此，要求供给加浓混合气成分。第18页/共210页19主要内容介绍电控汽油喷射系统的结构原理，检测维修工艺。为后续课程，及今后的工作打下良好的基础。第19页/共210页4.1 概述 4.1.1 汽油喷射系统的优点4.1.2 汽油喷射系统的分类第20页/共210页4.1.1 汽油喷射系统的优点 低油耗； 低排气污染； 较高转矩及功率输出； 低温起动性良好； 发动机热车性能良好； 汽车加速性能良好。第21页/共210页4.1.2 汽油喷射系统的分类一、按照空气的检测方法分二、按照喷射系统的控制方式分三、按照汽油的喷射位置分四、依喷油器的

9、数目分五、依汽油的喷射方式分第22页/共210页一、按照空气的检测方法分1.质量流量(Mass Air Flow, MAF)方式2.速度密度方式3.节气门速度方式第23页/共210页质量-流量方式空气流量计空气流量计进气管进气管发动机发动机喷油量喷油量喷油器喷油器ECU转速转速吸入空气量吸入空气量第24页/共210页速度-密度方式进气管进气管发动机发动机喷油量喷油量喷油器喷油器ECU转速转速压力传感器压力传感器进气管压力进气管压力第25页/共210页节气门-速度方式 各种空气量的检测方法第26页/共210页二、按照喷射系统的控制方式分a.机械控制式b.机械电子控制式c电子控制式第27页/共21

10、0页28第28页/共210页29第29页/共210页30第30页/共210页三、按照汽油的喷射位置分1.缸内喷射式2.缸外喷射式第31页/共210页1.缸内喷射式第32页/共210页2.缸外喷射式（1）进气总管喷射式。（2）各缸进气口喷射式。第33页/共210页 单点喷射式系统第34页/共210页 多点喷射式系统第35页/共210页四、依喷油器的数目分1.单点喷射(SPI)式2.多点喷射(MPI)式第36页/共210页1.单点喷射(SPI)式第37页/共210页2.多点喷射(MPI)式第38页/共210页五、依汽油的喷射方式分1.连续喷射(Continuous Injection, CI)式2

11、.间歇喷射(Timed Injection)式第39页/共210页1.连续喷射(Continuous Injection, CI)式 又称为稳定喷射，在发动机运转期间是连续喷射汽油。 连续喷射都是喷入进气歧管内，而且大部分的汽油是在进气门关闭时喷射的，因此大部分的汽油是在进气歧管内蒸发。第40页/共210页2.间歇喷射(Timed Injection)式 又称为脉冲喷射。喷射是以脉冲方式在某一段时间内进行，因此有一定的喷油持续期间。第41页/共210页42第42页/共210页43第43页/共210页4.2 汽油供给系统4.2.1 概述4.2.2 汽油箱4.2.3 汽油泵4.2.4 汽油滤清器4

12、.2.5 压力调节器4.2.6 燃油分配管4.2.7 喷油器第44页/共210页4.2.1 概述1、 汽油供给系统的组成。2、汽油的流动路线。第45页/共210页46 汽油发动机燃油供汽油发动机燃油供给系统的作用给系统的作用是储存并是储存并滤清汽油，根据发动机滤清汽油，根据发动机各工况的要求向发动机各工况的要求向发动机供给清洁的、具有适当供给清洁的、具有适当压力并经精确计量的汽压力并经精确计量的汽油。油。 汽油发动机燃油供汽油发动机燃油供给系统由汽油箱、电动给系统由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、燃油燃油压力调节器、燃油分配管、喷油器等组成分配管、喷油器等组

13、成第46页/共210页2、汽油的流动路线第47页/共210页4.2.2 汽油箱（1）汽油箱的结构。（2）汽油箱的材料。（3）加油口盖的结构。第48页/共210页（1）汽油箱的结构。第49页/共210页（2）汽油箱的材料。 一般采用钢制，内部经防锈处理；现代汽车为减轻重量，部分采用合成树脂、耐油硬塑料制成汽油箱。第50页/共210页（3）加油口盖的结构。第51页/共210页4.2.3 汽油泵1.汽油泵的功用2.电动式汽油泵3.电动汽油泵的控制第52页/共210页1.汽油泵的功用 吸出然后压送汽油至汽油喷射装置。 安装位置： 外置式 内置式（常用）第53页/共210页54电动燃油泵工作演示电动燃油

14、泵工作演示第54页/共210页55 滚柱式电动汽油泵的构造，由直流电动机、滚柱式电动汽油泵的构造，由直流电动机、滚柱式油泵、单向阀、限压阀等组成。其中滚滚柱式油泵、单向阀、限压阀等组成。其中滚柱泵结构，由滚柱、泵转子、泵壳体等组成柱泵结构，由滚柱、泵转子、泵壳体等组成。 装有滚柱的装有滚柱的泵转子偏心安装泵转子偏心安装在电动机的电枢在电动机的电枢轴上，随电动机轴上，随电动机一起旋转。滚柱一起旋转。滚柱安装在泵转子的安装在泵转子的凹槽内，可以自凹槽内，可以自由移动，泵壳体由移动，泵壳体侧面制有进油口侧面制有进油口和出油口。和出油口。第55页/共210页56电刷电刷电枢电枢磁极磁极滚柱泵滚柱泵泵壳

15、泵壳单向阀单向阀卸压阀卸压阀滤网滤网泵盖泵盖原理演示原理演示第56页/共210页57滚柱式电动汽油泵有如下特点：滚柱式电动汽油泵有如下特点：滚柱泵是利用容积变化对汽油压缩来提升油压滚柱泵是利用容积变化对汽油压缩来提升油压的，油泵出口端输油压力脉动较大，在出口端必的，油泵出口端输油压力脉动较大，在出口端必须安装阻尼减振器，以减轻油泵后方燃油管内的须安装阻尼减振器，以减轻油泵后方燃油管内的压力脉动，这使得燃油泵体积增大，故一般都安压力脉动，这使得燃油泵体积增大，故一般都安装在油箱外面，属外置式。装在油箱外面，属外置式。由于外置安装，安装自由度大，容易布置由于外置安装，安装自由度大，容易布置滚柱泵依

16、靠滚柱与泵壳体内壁的紧密贴合构成滚柱泵依靠滚柱与泵壳体内壁的紧密贴合构成泵油室，故滚柱和泵壳体易磨损，运转中噪声较泵油室，故滚柱和泵壳体易磨损，运转中噪声较大，使用寿命不长。大，使用寿命不长。第57页/共210页58 涡轮式电动汽油泵的结构，由直流涡轮式电动汽油泵的结构，由直流电动机、涡轮泵、单向阀、限压阀等组电动机、涡轮泵、单向阀、限压阀等组成，其中涡轮泵由叶轮、叶片和泵体组成，其中涡轮泵由叶轮、叶片和泵体组成成。第58页/共210页59涡轮式电动汽油泵有如下特点：涡轮式电动汽油泵有如下特点：与滚柱泵相比，涡轮泵工作时，与滚柱泵相比，涡轮泵工作时，涡轮与泵壳不直接接触，故工作时噪涡轮与泵壳不

17、直接接触，故工作时噪声低、振动小、磨损小、可靠性高。声低、振动小、磨损小、可靠性高。 不存在因容积变化而产生对汽油不存在因容积变化而产生对汽油的压缩，出口端燃油压力脉动小，可的压缩，出口端燃油压力脉动小，可取消阻尼减振器，便于直接装入油箱，取消阻尼减振器，便于直接装入油箱，使用寿命长，应用广泛使用寿命长，应用广泛第59页/共210页60原理演示原理演示第60页/共210页3.电动汽油泵的控制（1）汽油泵开关控制式。（2）ECM控制式。第61页/共210页（1）汽油泵开关控制式。第62页/共210页（2）ECM控制式。第63页/共210页4.2.4 汽油滤清器1.汽油滤清器的功用2.高压式汽油滤

18、清器第64页/共210页1.汽油滤清器的功用 过滤汽油中的杂质及水分。第65页/共210页2.高压式汽油滤清器第66页/共210页67 1、燃油分配管的作用、燃油分配管的作用是固定喷油器和是固定喷油器和燃油压力调节器，并将高压燃油输送给各燃油压力调节器，并将高压燃油输送给各个喷油器。个喷油器。 大多数燃油分配管上都有燃油压力测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试口，可用于检查和释放油压第67页/共210页2、燃油分配管结构、燃油分配管结构它安装在进气歧它安装在进气歧管或气缸盖上，管或气缸盖上，燃油分配管与喷燃油分配管与喷油器之间用油器之间用0形形圈和卡环密封，圈和卡环密

19、封，0形圈可防止燃形圈可防止燃油渗漏，并具有油渗漏，并具有隔热和隔振的作隔热和隔振的作用。卡环将喷油用。卡环将喷油器固定在燃油分器固定在燃油分配管上。配管上。 第68页/共210页4.2.6 压力调节器1.概述2.压力调节器的结构及作用第69页/共210页1.概述 发动机所需的汽油喷射量，是由ECM控制喷油器的通电时间来实现的。为了获得精确的喷油量，要利用压力调节器。 压力调节器的功能，就是根据进气管路的压力变化来调节进入喷油器的燃油压力，是两者保持恒定的压力差。第70页/共210页 压力调节器的功能第71页/共210页 压力调节器的结构第72页/共210页第73页/共210页2.压力调节器的

20、结构及作用 压力调节器的安装位置第74页/共210页4.2.7 喷油器1.喷油器的功用2.喷油器的安分类及结构3.电压控制高电阻式喷油器的电路及作用第75页/共210页76第76页/共210页1.喷油器的功用 根据控制器的控制信号，使喷油器阀门打开喷油，喷油量的多少，由信号时间的长短来控制。第77页/共210页2.喷油器的分类及结构电控燃油喷射系统采用电磁式喷油器， 按总体结构不同可分为轴针式、球阀式和片阀式，目前常用的是轴针式喷油器。 按照喷油器电磁线圈的电阻值不同分为高阻（1318）喷油器和低阻（23）喷油器，国内电控燃油喷射系统采用高阻喷油器 按喷油器的控制方式不同分为电压驱动式和电流驱

21、动式。第78页/共210页针阀式喷油器的结构当当ECUECU发出指令使电磁线发出指令使电磁线圈通电时，便产生吸力，圈通电时，便产生吸力，将衔铁和针阀吸起，打将衔铁和针阀吸起，打开喷孔，燃油经针阀头开喷孔，燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出，并环形间隙高速喷出，并被粉碎成雾状。电磁线被粉碎成雾状。电磁线圈不通电时，磁力消失，圈不通电时，磁力消失，弹簧将衔铁和针阀下压，弹簧将衔铁和针阀下压，关闭喷孔，停止喷油关闭喷孔，停止喷油动画演示动画演示第79页/共210页80 球阀式和片阀式喷油器，其结构和工作过程球阀式和片阀式喷油器，其结构和工作过程与轴针式喷油器基本一致

22、，主要区别在于阀体与轴针式喷油器基本一致，主要区别在于阀体结构不同结构不同第80页/共210页3.电压控制高电阻式喷油器的电路及作用 高电阻式喷油器，喷油器内部电阻为1216 ，工作电压为12 V。第81页/共210页电压控制高电阻式喷油器的电路第82页/共210页ECM送给喷油送给喷油器不同的脉冲器不同的脉冲宽度信号宽度信号喷油器的控制过程喷油器的控制过程第83页/共210页课后习题1、电动燃油泵的作用是什么？由哪些部件组成？2、喷油器的作用是什么？有哪几种类型。第84页/共210页4.3 空气供给系统4.3.2空气流量计4.3.4 节气门位置传感器4.3.3歧管绝对压力传感器4.3.5 怠

23、速控制系统4.3.1 概述第85页/共210页4.1 概述 空气从空气滤清器，流经空气流量计后，进入节气门体、进气总管及进气歧管，再送入汽缸，如图所示。第86页/共210页进/排气结构第87页/共210页空气供给结构第88页/共210页4.3.2 空气流量计1.概述2.翼板式(Vane Type)空气流量计3.热线(Hot Wire)式空气流量计4.卡门涡流(Karman Vortex)式空气流量计第89页/共210页1.概述 空气流量计用以计测发动机的进气量，将信号送给ECM，配合发动机转速，以决定基本喷射量。 空气流量计又称为空气流量传感器(Air Flow Sensor)，全名称为质量空

24、气流量传感器(Mass Air Flow Sensor)，简称为MAF传感器。第90页/共210页 MAF传感器的安装位置第91页/共210页2.翼板式(Vane Type)空气流量计（1）翼板式空气流量计的结构。（2）翼板式空气流量计特点。第92页/共210页（1）翼板式空气流量计的结构。第93页/共210页（2）翼板式空气流量计的特点。 优点：结构简单、价格便宜、可靠性好。缺点：整个传感器所占空间大，质量增加，安装不便。 翼板增加进气道的阻力，使容积效率降低。 依靠机械动作后才能输出信号，反应性较差。 长时间使用后易积污垢。第94页/共210页3.热线(Hot Wire)式空气流量计 热线

25、式空气流量计，是由白金制的热线、温度补偿电阻（又称冷线）、电子电路及防护网等所组成的。 电流流入来加热热线，因为热线是置于气流中，空气流过会带走热线的热量，而使热线冷却。第95页/共210页热线式空气流量计的结构第96页/共210页吸入空气量与输出吸入空气量与输出电压的关系：电压的关系： 为维持热线与空为维持热线与空气间的温度差，通气间的温度差，通过热线的电流与空过热线的电流与空气流量有一定的对气流量有一定的对应关系，由此可求应关系，由此可求得空气流量得空气流量第97页/共210页4.卡门涡流(Karman Vortex)式空气流量计（1）卡门涡流式空气流量计的优点。（2）卡门涡流式空气流量计

26、的基本原理。（3）超声波式卡门涡流测量法。（4）光学式卡门涡流测量法。第98页/共210页（1）卡门涡流式空气流量计的优点。 空气通道结构简化，能降低进气阻力。 传感器送出的是数字信号，ECM可直接处理。 不同的空气流量下，均能提供精确的输出信号。 无运动零件，耐久性好。第99页/共210页（2）卡门涡流式空气流量计的基本原理。 在均匀气流的中间放置一个圆柱体或三角柱，圆柱体或三角柱又称为涡流产生器，当气流通过涡流产生器后，在其下游会产生旋转方向相反的涡流，称为卡门涡流。第100页/共210页 卡门涡流的基本原理第101页/共210页（3）超声波式卡门涡流测量法。 在涡流产生器下游设置超声波信

27、号发射器与信号接收器，信号接收器接收的信号，经转换电路转换后送给ECM。第102页/共210页 超声波式卡门涡流空气流量计的结构及作用第103页/共210页104外形图第104页/共210页4.3.3 歧管绝对压力传感器1.概述2.压阻(Piezoresistive)式MAP传感器第105页/共210页1.概述 歧管绝对压力传感器（Manifold Absolute Pressure Senser），常简称为MAP传感器，用来计测进气歧管压力，将压力信号与发动机转速信号送给ECM，来间接求出发动机的进气量。第106页/共210页 歧管压力传感器的安装位置第107页/共210页108外形图安装位

28、置图2第108页/共210页2.压阻(Piezoresistive)式MAP传感器 半导体材料制成的硅膜片，约厚3mm，分隔成上、下两室，上室接进气歧管，下室为真空。所谓压阻式，表示当材料因压力而变形时，其电阻会发生变化。第109页/共210页 压阻式MAP传感器的结构及作用第110页/共210页4.3.4 节气门位置传感器1.概述2.电位计(Potentiometer)式TP传感器第111页/共210页1.概述 节气门位置传感器是用来检测节气门开角度，将电压信号送给ECM，以控制对应节气门开角度的。 节气门位置传感器装在节气门体旁，由节气门轴带动，使传感器内的触点开、闭，或使可动点在电阻上移

29、动。第112页/共210页113 节气门体安装在空气流量计之后的进气管上，用以控制发动机节气门体安装在空气流量计之后的进气管上，用以控制发动机正常运行工况下的进气量。正常运行工况下的进气量。 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。装有节气门位置传感器、怠速控制阀等装置。 节气门位置传感器安装在节气门轴上，用来检测节气门的开度。节气门位置传感器安装在节气门轴上，用来检测节气门的开度。ECUECU通过怠速控制阀来控制怠速空气道，以根据需要调节发动机怠速通过怠速控制阀来控制怠速空气道，以根据

30、需要调节发动机怠速时的进气量。时的进气量。第113页/共210页2.电位计(Potentiometer)式TP传感器 电位计式TP传感器，又称为线性式TP传感器，能连续提供节气门从关闭到全开的任何位置的信号。第114页/共210页 电位计式TP传感器的结构及电路第115页/共210页4.3.5 怠速控制1、怠速控制系统的组成2、怠速控制的实质3、怠速控制的过程4、怠速控制的项目第116页/共210页117怠速怠速是指节气门关闭，油门踏板完全松开，是指节气门关闭，油门踏板完全松开，发动机对外无功率输出并保持最低转速稳发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。定运转的工况。ISCISC（

31、idle speed controlidle speed control ）系统的功）系统的功能是怠速转速控制。能是怠速转速控制。怠速起作用的范围：怠速起作用的范围：ECUECU根据节气门位置根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况，只有在信号和车速信号确认怠速工况，只有在节节气门全关；车速为零时气门全关；车速为零时，才进行怠速控制。，才进行怠速控制。第117页/共210页1181 1、怠速控制系统的、怠速控制系统的组成组成 怠速控制系统的怠速控制系统的组成如图所示，由各组成如图所示，由各种传感器与信号控制种传感器与信号控制开关、电子控制器开关、电子控制器（ECUECU）、怠速控制）、怠速控制

32、阀和旁通空气道等组阀和旁通空气道等组成。成。第118页/共210页1192、怠速控制的实质、怠速控制的实质 怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和电怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和电器负荷变化控制。器负荷变化控制。怠速控制的实质是控制怠速时怠速控制的实质是控制怠速时的充气量（进气量）。的充气量（进气量）。第119页/共210页1203 3、怠速控制过程、怠速控制过程 怠速转速控制过程如图所示。怠速转速控制过程如图所示。 第120页/共210页121 怠速控制阀怠速控制阀是通过控制进入气缸的空气量来调整发动是通过控制进入气缸的空气量来调整发动机怠速的。按照其控制方式可将怠速控制分为直接控制

33、节机怠速的。按照其控制方式可将怠速控制分为直接控制节气门最小开度的气门最小开度的节气门直动式节气门直动式和控制节气门旁通气道截面和控制节气门旁通气道截面积的积的旁通气道式旁通气道式两种类型两种类型第121页/共210页4、怠速控制的项目、怠速控制的项目（1 1）起动初始位置的设定）起动初始位置的设定（2）起动控制）起动控制（3 3）暖机控制（快怠速）暖机控制（快怠速）（4 4）反馈控制）反馈控制（5 5）发动机转速变化的预控制）发动机转速变化的预控制（6 6）电器负载增大时的怠速控制）电器负载增大时的怠速控制（7 7）学习控制）学习控制第122页/共210页课后习题课后习题1、空气流量传感器的

34、作用是什么、空气流量传感器的作用是什么?简述热简述热线式空气流量计的原理线式空气流量计的原理2、进气压力传感器的作用是什么？简述其、进气压力传感器的作用是什么？简述其原理。原理。3、简述节气门传感器的原理。、简述节气门传感器的原理。第123页/共210页4.4 电子控制系统4.4.1 传感器4.4.2 发动机控制模块4.4.3 执行器第124页/共210页 电子控制系统是由发动机控制模块(Engine Contol Module, ECM)、各传感器与各执行器所组成，由各传感器检测发动机的各种状况，将信号送给ECM，由ECM进行各种不同的控制作用。第125页/共210页电子控制系统组成第126

35、页/共210页 电子控制系统的作用第127页/共210页4.4.1 传感器一、曲轴位置传感器二、发动机冷却液温度传感器三、爆震传感器第128页/共210页129传感器的实物图传感器的实物图第129页/共210页130传感器的实物图传感器的实物图第130页/共210页一、曲轴位置传感器1.概述2.电磁式曲轴位置传感器的结构与作用原理3.装在分电器的电磁式曲轴位置传感器4.光电(Optical)式曲轴位置传感器5.装在分电器的光电式曲轴位置传感器第131页/共210页1.概述 曲轴位置传感器的信号送给ECM，用来判定活塞在上止点位置，判别指定的汽缸，使点火线圈的一次电流适时切断以产生高压电，以及求

36、出发动机转速等。 曲轴位置传感器的种类：电磁式、霍尔效应式、光电式。第132页/共210页2.电磁式曲轴位置传感器的结构与作用原理 电磁式曲轴位置传感器的结构第133页/共210页3.装在分电器的电磁式曲轴位置传感器 丰田汽车将装在分电器内的电磁式曲轴位置传感器产生的信号分成两种，Ne信号与G信号。第134页/共210页4.光电(Optical)式曲轴位置传感器 光电式曲轴位置传感器的结构及作用第135页/共210页5.装在分电器的光电式曲轴位置传感器 光电式曲轴位置传感器的结构第136页/共210页 光束切断圆盘（信号盘）的结构第137页/共210页二、温度传感器1.概述2.热阻器式发动机冷

37、却液温度传感器3.进气温度传感器第138页/共210页1.概述 发动机冷却液温度传感器是用来检测冷却液的温度，因电阻变化的不同电压信号送给ECM，进行对喷油量、点火时间、怠速转速等许多项目的修正或控制。第139页/共210页140 电控汽油电控汽油喷射系统中有喷射系统中有两个温度传感两个温度传感器器，即即冷却液冷却液温度传感器和温度传感器和进气温度传感进气温度传感器器。第140页/共210页2.热阻器式发动机冷却液温度传感器 发动机冷却液温度传感器是用来检测冷却液的温度，因电阻变化的不同电压信号送给ECM，进行对喷油量、点火时间、怠速转速等许多项目的修正或控制。安装在发动机缸体或缸盖的水套上，

38、与冷却水接触。 热阻器也常称为热敏电阻，热阻器是根据温度高低而改变电阻的可变电阻装置。 热阻器可分成两种，负温度系数(Negative Temperature Coefficient, NTC)型与正温度系数(Positive Temperature Coefficient, PTC)型。第141页/共210页 NTC与PTC型热阻器电阻的变化第142页/共210页 发动机冷却液温度传感器电路第143页/共210页144主要元件： 热敏电阻 1.作用：检测空气温度，修正进气量和喷油量 2.位置：D型在进气总管内，L型在空气流量计内第144页/共210页三、爆震传感器1.概述2.压电(Piezo

39、electric)式爆震传感器第145页/共210页1.概述 一般的爆震是因为燃烧室内油气点火后，火焰尚未完全扩散，远程未燃的油气即因为高温或高压而自燃，其火焰与正规燃烧的火焰撞击而产生极大压力，使得发动机产生不正常的敲击 爆震传感器(KS)，在发动机将要产生爆震时，将振动转变为电压信号，送给ECM，来延迟点火时间，避免发动机产生爆震。第146页/共210页 爆震传感器的安装位置第147页/共210页2.压电(Piezoelectric)式爆震传感器 爆震传感器常采用压电式，其压电元件是由特殊半导体材料所制成的晶体，当承受压力时，晶体变形而产生电压输出。第148页/共210页 爆震传感器的结构

40、第149页/共210页 爆震传感器的电路及点火时间修正第150页/共210页4.4.2 发动机控制模块1.概述2.计算机的结构及各主要零件的基本功能3.汽油喷射正时控制4.汽油喷射量控制5.点火时间控制6.怠速控制7.自我诊断、故障安全及备用功能第151页/共210页152ECU实物图实物图第152页/共210页1.概述 发动机控制模块(ECM)是整个电子控制系统的中枢，由各传感器、开关送来的信号，进行喷射正时控制、基础喷油量控制、汽油喷射量修正、点火时间控制、怠速控制、汽油泵控制、减速汽油切断控制、冷气切断控制、水箱冷却风扇控制等。ECM本身并具备自我诊断、故障安全及备用等功能。第153页/

41、共210页2.计算机的结构及各主要零件的基本功能（1）计算机内部的结构。（2）计算机内各主要零件的基本功能。第154页/共210页（1）计算机内部的结构。 计算机的结构第155页/共210页 计算机内各主要零件的配置图第156页/共210页（2）计算机内各主要零件的基本功能。 参考电压调节器 放大器 转换器 微处理器 存储器时钟(Clock)输出驱动器印刷电路板(Circuit Board)线束插座外壳第157页/共210页3.汽油喷射正时控制（1）同步喷射式。（2）分组喷射式。（3）顺序喷射式。第158页/共210页（1）同步喷射式。第159页/共210页（2）分组喷射式。第160页/共21

42、0页（3）顺序喷射式。第161页/共210页4.汽油喷射量控制（1）基本喷射量控制。（2）汽油喷射量修正。（3）起动时与起动后增量。（4）暖车时增量。（5）暖车时加速增量。（6）热车时加速增量。（7）减速时减量。（8）全负荷时增量。（9）进气温度修正。（10）电压修正。（11）空燃比反馈修正。第162页/共210页 基本喷射量的控制第163页/共210页 与汽油喷射有关的各传感器及开关第164页/共210页5.点火时间控制（1）低温时修正。（2）高温时修正。（3）怠速时修正。（4）爆震时修正。（5）换挡时修正。第165页/共210页 与点火时间控制有关的各传感器及开关第166页/共210页6.

43、怠速控制（1）怠速修正。（2）暖车时修正。（3）车辆长期使用后修正。（4）电器负荷时修正。（5）换挡杆在N、P以外位置时修正。（6）动力转向时修正。（7）空调时修正第167页/共210页 与怠速控制有关的各传感器及信号第168页/共210页7.自我诊断、故障安全及备用功能（1）自我诊断(Self-Diagnosis)与故障码显示功能。（2）故障安全(Fail-Safe)功能。（3）备用功能。第169页/共210页（1）自我诊断(Self-Diagnosis)与故障码显示功能。 MIL与维修检查接头第170页/共210页 DTC的显示方法第171页/共210页诊断数据连接器（DLC）及诊断器的使

44、用第172页/共210页（2）故障安全(Fail-Safe)功能。 当ECM的自我诊断功能检测到任一传感器或执行器故障时，ECM将不理会此不良信号，该项目就由预先储存在存储器中的设定值来取代，让发动机能继续保持运转。第173页/共210页（3）备用功能。 当ECM内部的CPU发生故障时，原有的控制程序会切换为备用IC控制，以预设值控制点火正时及汽油喷射量等，让发动机以基本功能维持运转。第174页/共210页4.4.3 执行器 发动机电子控制系统的各种控制功能的实现，都是借助于各自的执行器来完成的。 根据发动机电子控制系统具备的控制功能强弱不同，各种车型上控制发动机的执行器亦有多有少。第175页

45、/共210页176执行元件的类型执行元件的类型 常用的执行元件有：常用的执行元件有：喷油器、点火器、怠速控喷油器、点火器、怠速控制阀、制阀、EGR阀、炭罐电阀、炭罐电磁阀、油泵继电器、节气磁阀、油泵继电器、节气门控制电机、二次空气喷门控制电机、二次空气喷射阀、仪表显示器等。射阀、仪表显示器等。第176页/共210页177执行元件实物图执行元件实物图第177页/共210页178执行元件实物图执行元件实物图第178页/共210页179执行元件实物图执行元件实物图第179页/共210页4.5 排气系统4.5.1 概述4.5.2 三元催化器4.5.3 氧传感器4.5.4 消声器4.5.5 排气控制系统

46、第180页/共210页181一、发动机排放控制技术一、发动机排放控制技术1 1、主要污染物：、主要污染物：HCHC，COCO，COCO2 2，NONOX X，PMPM（颗粒物），（颗粒物），SOSOX X2 2、控制污染物排放方法：抑制它的生成；对排出的污染物、控制污染物排放方法：抑制它的生成；对排出的污染物进行后处理进行后处理3 3、应用在汽油机上的排放控制系统：应用在汽油机上的排放控制系统：汽油蒸汽排放（汽油蒸汽排放（EVAP）控制系统）控制系统废气再循环（废气再循环（EGR）系统、）系统、曲轴箱强制通风系统曲轴箱强制通风系统三元催化转换（三元催化转换（TWC）系统）系统二次空气供给系统二

47、次空气供给系统第181页/共210页 应用在柴油机上的排放控应用在柴油机上的排放控制系统：制系统：废气再循环（废气再循环（EGR）系统、）系统、催化转换系统催化转换系统颗粒过滤系统颗粒过滤系统第182页/共210页183汽油机与柴油机排放污染比较污染物种类柴油机汽油机备注CO (%)0.510汽油机为柴油机的20倍以上HC (ppm)5003000汽油机为柴油机的5倍以上NOx (ppm)1000-40002000-4000二者相当PM (g/km)0.50.01柴油机为汽油机的50倍以上第183页/共210页184 排气系统的作用：是汇集各气缸的废气，排气系统的作用：是汇集各气缸的废气，减小

48、排气噪声和消除废气中的火焰和火星，减小排气噪声和消除废气中的火焰和火星，使废气安全地排入大气，并对废气中的有害使废气安全地排入大气，并对废气中的有害物质进行排放控制。物质进行排放控制。第184页/共210页185排气歧管一般由铸铁制成；特点：1、排气歧管结构上应尽可能长2、各缸排气互不干扰；3、长的排气管不易出现排气倒流；4、利用惯性排气； 容易出现的故障： 接合面漏气第185页/共210页186三元催化器作用：利用三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体变为无害；安装位置：排气消声器前面三元催化器的结构：第186页/共210页三元催化器实物图三元催化器实物图第187页/共210页188由催化

49、剂（触媒）、催化剂载体（蜂窝状的陶瓷或铁片）、外壳组成。催化剂主要成分是铂(或钯)和铑的混合物。铂能促使CO、HC氧化；而铑则能加速NOx的还原。第188页/共210页189第189页/共210页190 在正常工作时，发动机排出的废气： HC、CO、NOX和O2在500也不会发生变化，从而对大气造成污染； 但当这些气体经过铂、铑后，将发生下列反应： NOX + CO N2 + CO2 NOX + HC N2 + CO2 + H2O CO + O 2 CO2 HC + O2 H2 O+ CO2 在电喷中，为使发动机发挥较高的废气转化，采用了氧传感器进行空燃比的反馈控制制第190页/共210页19

50、1作用：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，并将氧含量信号转化为电信号，传给ECU；氧传感器有氧化锆、氧化钛两种类型第191页/共210页锆管电极导入排气孔罩导线氧化锆氧传感器结构氧传感器结构第192页/共210页193有些发动机采用了两个氧传感器，前氧传感器起到监测排气中的氧含量来获得混合气的实际空燃比信号的作用，后氧传感器主要起到监控三元催化转换器工作情况的作用。当温度达到400时，氧气发生电离。第193页/共210页194 氧化锆氧传感器原理是一个化学电池发动机运转时，排气管内的废气从发动机运转时，排气管内的废气从锆管外电极表面的陶瓷层渗入，与锆管外电极表面的陶瓷层渗入，

51、与外电极接触，内电极与大气接触。外电极接触，内电极与大气接触。因此在锆管内外侧存在氧浓度差，因此在锆管内外侧存在氧浓度差，使氧化锆电解质内部的氧离子开始使氧化锆电解质内部的氧离子开始向外电极扩散，扩散的结果是在内、向外电极扩散，扩散的结果是在内、外电极之间产生电位差，形成了一外电极之间产生电位差，形成了一个微电池，在两铂极间产生电压个微电池，在两铂极间产生电压第194页/共210页195单引线。氧传感器只有一根信号线，以外壳做单引线。氧传感器只有一根信号线，以外壳做搭铁回路。搭铁回路。两线式。一条为信号线，另一条则为搭铁线。两线式。一条为信号线，另一条则为搭铁线。三线式。使用在加热型的氧传感器上，其中两三线式。使用在加热型的氧传感器上，其中两条引线同上述，第三条线为来自继电气（或点火条引线同上述，第三条线为来自继电气（或点火开关）的开关）的12V加热电源线。加热电源线。四线式。信号线与加热线各自有搭铁回路，即四线式。信号线与加热线各自有搭铁回路，即有两条搭铁线。有两条搭铁线。 第195页/共210页196 氧化钛氧传感器是一种电阻型气敏传感器。当敏感的氧化钛 ( TiO2)与氧气接触时，就发生氧化还