单元5 汽油机燃料供给系统

单元5汽油机燃料供给系统5.1概述5.2汽油供给系统5.3空气供给系统5.4电子控制系统知识目标：1.了解汽油喷射系统的分类和优点；2.了解汽油机燃料供给系统中各部件的定义和种类；3.掌握汽油机燃料供给系统中各部件的组成及功用。能力目标：1.掌握汽油机燃料供给系统各部件的相对位置；2.掌握汽油机燃料供给系统各部件的构造及结构特点。建议学时：14学时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、经济性、可靠性和使用寿命都有很大的影响汽油使用性能良好的蒸发性高抗爆性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化油器式发动机燃油系统燃油系统的组成可燃混合气成分的表示法1.过量空气系数2.空燃比

混合气过稀过浓带来的危害5.1概述5.1.1汽油喷射系统的优点5.1.2汽油喷射系统的分类5.1.1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。5.1.2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、依喷油器的数目分五、依汽油的喷射方式分一、按照空气的检测方法分1.质量流量(MassAirFlow,MAF)方式2.速度密度方式3.节气门速度方式质量-流量方式空气流量计进气管发动机喷油量喷油器ECU转速吸入空气量速度-密度方式进气管发动机喷油量喷油器ECU转速压力传感器进气管压力节气门-速度方式各种空气量的检测方法二、按照喷射系统的控制方式分1.机械控制式2.机械电子控制式3.电子控制式1.机械控制式2.机械电子控制式3.电子控制式三、按照汽油的喷射位置分1.缸内喷射式2.缸外喷射式1.缸内喷射式2.缸外喷射式（1）进气总管喷射式。（2）各缸进气口喷射式。单点喷射式系统多点喷射式系统四、依喷油器的数目分1.单点喷射(SPI)式2.多点喷射(MPI)式1.单点喷射(SPI)式2.多点喷射(MPI)式五、依汽油的喷射方式分1.连续喷射(ContinuousInjection,CI)式2.间歇喷射(TimedInjection)式1.连续喷射(ContinuousInjection,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。2.间歇喷射(TimedInjection)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。进气歧管多点汽油喷射系统的组成5.2汽油供给系统5.2.1概述5.2.2汽油箱5.2.3汽油泵5.2.4汽油滤清器5.2.5压力调节器5.2.6汽油脉冲缓冲器5.2.7喷油器5.2.1概述（1）汽油供给系统的组成。（2）汽油的流动路线。（1）汽油供给系统的组成。（2）汽油的流动路线。5.2.2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。（1）汽油箱的结构。（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，部分采用合成树脂制成汽油箱。（3）加油口盖的结构。5.2.3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1.汽油泵的功用吸出然后压送汽油至汽油喷射装置。2.电动式汽油泵电动式汽油泵用于汽油喷射式发动机，常装在汽油箱内。箱内式电动汽油泵的结构。箱内式电动汽油泵箱内式电动汽油泵的结构3.电动汽油泵的控制（1）汽油泵开关控制式。（2）ECM控制式。（1）汽油泵开关控制式。（2）ECM控制式。5.2.4汽油滤清器1.汽油滤清器的功用2.高压式汽油滤清器1.汽油滤清器的功用过滤汽油中的杂质及水分。2.高压式汽油滤清器5.2.5压力调节器1.概述2.压力调节器的结构及作用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，就是用来维持汽油压力与进气歧管压力两者相加为固定的压力总和。压力调节器的功能2.压力调节器的结构及作用压力调节器的安装位置压力调节器的结构5.2.6汽油脉冲缓冲器（1）汽油压力是由压力调节器维持在与进气歧管负压有关的一定范围内。（2）汽油脉冲缓冲器装在燃油共轨上，利用膜片及弹簧装置的缓冲效果来达到目的。汽油脉冲缓冲器的作用5.2.7喷油器1.喷油器的功用2.喷油器的安装方法及结构3.电压控制高电阻式喷油器的电路及作用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。2.喷油器的安装方法及结构喷油器的安装方法喷油器的结构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12～16Ω，工作电压为12V。电压控制高电阻式喷油器的电路ECM送给喷油器不同的脉冲宽度信号5.3空气供给系统5.3.1空气流量计5.3.2节气门位置传感器5.3.3歧管绝对压力传感器5.3.4进气温度传感器空气从空气滤清器，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。5.3.1空气流量计1.概述2.翼板式(VaneType)空气流量计3.热线(HotWire)式空气流量计4.卡门涡流(KarmanVortex)式空气流量计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(AirFlowSensor)，全名称为质量空气流量传感器(MassAirFlowSensor)，简称为MAF传感器。MAF传感器的安装位置2.翼板式(VaneType)空气流量计（1）翼板式空气流量计的结构。（2）翼板式空气流量计的缺点。（1）翼板式空气流量计的结构。（2）翼板式空气流量计的缺点。整个传感器所占空间大，质量增加，不符合小型轻量的原则。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。3.热线(HotWire)式空气流量计热线式空气流量计，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。热线式空气流量计的结构一热线式空气流量计的结构二吸入空气量与输出电压的关系4.卡门涡流(KarmanVortex)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。（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。（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。卡门涡流的基本原理（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。超声波式卡门涡流空气流量计的结构及作用（4）光学式卡门涡流测量法。由卡门涡流所造成的压力变化，经压力导引孔传至反射镜，使镜片产生振动；而LED与光敏二极管的角度是一定的，当反射镜因振动而发生角度的改变时，LED射出的光线折向光敏二极管的比例也发生改变，故光敏二极管产生的电流也发生变化，电流的变化即受到卡门涡流的影响，因此ECM检测电流的变化，即可算出进气量。光学式卡门涡流空气流量传感器的结构及作用反射镜角度的变化5.3.2节气门位置传感器1.概述2.电位计(Potentiometer)式TP传感器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动。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。电位计式TP传感器的结构及电路5.3.3歧管绝对压力传感器1.概述2.压阻(Piezoresistive)式MAP传感器1.概述歧管绝对压力传感器（ManifoldAbsolutePressureSenser），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。歧管压力传感器的安装位置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。压阻式MAP传感器的结构及作用5.3.4进气温度传感器（1）进气温度传感器的工作原理。（2）进气温度传感器的位置。（3）进气温度传感器的结构。进气温度传感器的结构5.4电子控制系统5.4.1传感器5.4.2发动机控制模块5.4.3执行器电子控制系统是由发动机控制模块(EngineContolModule,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。电子控制系统组成电子控制系统的作用5.4.1传感器一、曲轴位置传感器二、发动机冷却液温度传感器三、爆震传感器四、氧传感器一、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。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交流电压的变化情形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。G1、G2与Ne信号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光束切断圆盘的结构二、发动机冷却液温度传感器1.概述2.热阻器式发动机冷却液温度传感器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。2.热阻器式发动机冷却液温度传感器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(NegativeTemperatureCoefficient,NTC)型与正温度系数(PositiveTemperatureCoefficient,PTC)型。NTC与PTC型热阻器电阻的变化发动机冷却液温度传感器电路三、爆震传感器1.概述2.压电(Piezoelectric)式爆震传感器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1.概述爆震传感器(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。爆震传感器的安装位置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。爆震传感器的结构爆震传感器的电路及点火时间修正四、氧传感器1.概述2.二氧化锆(ZrO2)式氧传感器3.二氧化钛(TiO2)式氧传感器1.概述氧传感器(O2S)是用来检测排气中的氧浓度，将电压信号送给ECM，以修正喷油量，将供应给发动机的空燃比控制在理论空燃比附近的狭小范围内，使三元催化转换器对CO、HC与NOx的净化比率保持在最佳状态。三元催化转换器的净化特性氧传感器的各种安装位置2.二氧化锆(ZrO2)式氧传感器ZrO2氧传感器的结构ZrO2氧传感器产生的电压3.二氧化钛(TiO2)式氧传感器TiO2氧传感器的结构及电路5.4.2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。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。（1）计算机内部的结构。计算机的结构计算机内各主要零件的配置图（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(CircuitBoard)线束插座外壳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。（1）同步喷射式。（2）分组喷射式。（3）顺序喷射式。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。（