單元5 汽油機燃料供給系統(tǒng)

單元5汽油機燃料供給系統(tǒng)5.1概述5.2汽油供給系統(tǒng)5.3空氣供給系統(tǒng)5.4電子控制系統(tǒng)知識目標：1.了解汽油噴射系統(tǒng)的分類和優(yōu)點；2.了解汽油機燃料供給系統(tǒng)中各部件的定義和種類；3.掌握汽油機燃料供給系統(tǒng)中各部件的組成及功用。能力目標：1.掌握汽油機燃料供給系統(tǒng)各部件的相對位置；2.掌握汽油機燃料供給系統(tǒng)各部件的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)特點。建議學時：14學時汽油及其使用性能汽油是石油制品，它是多種烴的混合物，其主要化學成分是碳(C)和氫(H)。汽油使用性能的好壞對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性和使用壽命都有很大的影響汽油使用性能良好的蒸發(fā)性高抗爆性若在火焰?zhèn)鞑ミ^程中,末端混合氣自行發(fā)火燃燒,這時氣缸內(nèi)的壓力急劇增高,并發(fā)生強烈的振蕩,在氣缸內(nèi)產(chǎn)生清脆的金屬敲擊聲,稱這種不正常燃燒現(xiàn)象為爆燃化油器式發(fā)動機燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)的組成可燃混合氣成分的表示法1.過量空氣系數(shù)2.空燃比

混合氣過稀過濃帶來的危害5.1概述5.1.1汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點5.1.2汽油噴射系統(tǒng)的分類5.1.1汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點低油耗；低排氣污染；較高轉(zhuǎn)矩及功率輸出；低溫起動性良好；發(fā)動機熱車性能良好；汽車加速性能良好。5.1.2汽油噴射系統(tǒng)的分類一、按照空氣的檢測方法分二、按照噴射系統(tǒng)的控制方式分三、按照汽油的噴射位置分四、依噴油器的數(shù)目分五、依汽油的噴射方式分一、按照空氣的檢測方法分1.質(zhì)量流量(MassAirFlow,MAF)方式2.速度密度方式3.節(jié)氣門速度方式質(zhì)量-流量方式空氣流量計進氣管發(fā)動機噴油量噴油器ECU轉(zhuǎn)速吸入空氣量速度-密度方式進氣管發(fā)動機噴油量噴油器ECU轉(zhuǎn)速壓力傳感器進氣管壓力節(jié)氣門-速度方式各種空氣量的檢測方法二、按照噴射系統(tǒng)的控制方式分1.機械控制式2.機械電子控制式3.電子控制式1.機械控制式2.機械電子控制式3.電子控制式三、按照汽油的噴射位置分1.缸內(nèi)噴射式2.缸外噴射式1.缸內(nèi)噴射式2.缸外噴射式（1）進氣總管噴射式。（2）各缸進氣口噴射式。單點噴射式系統(tǒng)多點噴射式系統(tǒng)四、依噴油器的數(shù)目分1.單點噴射(SPI)式2.多點噴射(MPI)式1.單點噴射(SPI)式2.多點噴射(MPI)式五、依汽油的噴射方式分1.連續(xù)噴射(ContinuousInjection,CI)式2.間歇噴射(TimedInjection)式1.連續(xù)噴射(ContinuousInjection,CI)式又稱為穩(wěn)定噴射，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間是連續(xù)噴射汽油。連續(xù)噴射都是噴入進氣歧管內(nèi)，而且大部分的汽油是在進氣門關(guān)閉時噴射的，因此大部分的汽油是在進氣歧管內(nèi)蒸發(fā)。2.間歇噴射(TimedInjection)式又稱為脈沖噴射。噴射是以脈沖方式在某一段時間內(nèi)進行，因此有一定的噴油持續(xù)期間。進氣歧管多點汽油噴射系統(tǒng)的組成5.2汽油供給系統(tǒng)5.2.1概述5.2.2汽油箱5.2.3汽油泵5.2.4汽油濾清器5.2.5壓力調(diào)節(jié)器5.2.6汽油脈沖緩沖器5.2.7噴油器5.2.1概述（1）汽油供給系統(tǒng)的組成。（2）汽油的流動路線。（1）汽油供給系統(tǒng)的組成。（2）汽油的流動路線。5.2.2汽油箱（1）汽油箱的結(jié)構(gòu)。（2）汽油箱的材料。（3）加油口蓋的結(jié)構(gòu)。（1）汽油箱的結(jié)構(gòu)。（2）汽油箱的材料。一般采用鋼制，內(nèi)部經(jīng)防銹處理；現(xiàn)代汽車為減輕重量，部分采用合成樹脂制成汽油箱。（3）加油口蓋的結(jié)構(gòu)。5.2.3汽油泵1.汽油泵的功用2.電動式汽油泵3.電動汽油泵的控制1.汽油泵的功用吸出然后壓送汽油至汽油噴射裝置。2.電動式汽油泵電動式汽油泵用于汽油噴射式發(fā)動機，常裝在汽油箱內(nèi)。箱內(nèi)式電動汽油泵的結(jié)構(gòu)。箱內(nèi)式電動汽油泵箱內(nèi)式電動汽油泵的結(jié)構(gòu)3.電動汽油泵的控制（1）汽油泵開關(guān)控制式。（2）ECM控制式。（1）汽油泵開關(guān)控制式。（2）ECM控制式。5.2.4汽油濾清器1.汽油濾清器的功用2.高壓式汽油濾清器1.汽油濾清器的功用過濾汽油中的雜質(zhì)及水分。2.高壓式汽油濾清器5.2.5壓力調(diào)節(jié)器1.概述2.壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)及作用1.概述發(fā)動機所需的汽油噴射量，是由ECM控制噴油器的通電時間來實現(xiàn)的。為了獲得精確的噴油量，要利用壓力調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器的功能，就是用來維持汽油壓力與進氣歧管壓力兩者相加為固定的壓力總和。壓力調(diào)節(jié)器的功能2.壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)及作用壓力調(diào)節(jié)器的安裝位置壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)5.2.6汽油脈沖緩沖器（1）汽油壓力是由壓力調(diào)節(jié)器維持在與進氣歧管負壓有關(guān)的一定范圍內(nèi)。（2）汽油脈沖緩沖器裝在燃油共軌上，利用膜片及彈簧裝置的緩沖效果來達到目的。汽油脈沖緩沖器的作用5.2.7噴油器1.噴油器的功用2.噴油器的安裝方法及結(jié)構(gòu)3.電壓控制高電阻式噴油器的電路及作用1.噴油器的功用根據(jù)控制器的控制信號，使噴油器閥門打開噴油，噴油量的多少，由信號時間的長短來控制。2.噴油器的安裝方法及結(jié)構(gòu)噴油器的安裝方法噴油器的結(jié)構(gòu)3.電壓控制高電阻式噴油器的電路及作用高電阻式噴油器，噴油器內(nèi)部電阻為12～16Ω，工作電壓為12V。電壓控制高電阻式噴油器的電路ECM送給噴油器不同的脈沖寬度信號5.3空氣供給系統(tǒng)5.3.1空氣流量計5.3.2節(jié)氣門位置傳感器5.3.3歧管絕對壓力傳感器5.3.4進氣溫度傳感器空氣從空氣濾清器，流經(jīng)空氣流量計后，進入節(jié)氣門體、進氣總管及進氣歧管，再送入汽缸，如圖所示。5.3.1空氣流量計1.概述2.翼板式(VaneType)空氣流量計3.熱線(HotWire)式空氣流量計4.卡門渦流(KarmanVortex)式空氣流量計1.概述空氣流量計用以計測發(fā)動機的進氣量，將信號送給ECM，配合發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以決定基本噴射量?？諝饬髁坑嬘址Q為空氣流量傳感器(AirFlowSensor)，全名稱為質(zhì)量空氣流量傳感器(MassAirFlowSensor)，簡稱為MAF傳感器。MAF傳感器的安裝位置2.翼板式(VaneType)空氣流量計（1）翼板式空氣流量計的結(jié)構(gòu)。（2）翼板式空氣流量計的缺點。（1）翼板式空氣流量計的結(jié)構(gòu)。（2）翼板式空氣流量計的缺點。整個傳感器所占空間大，質(zhì)量增加，不符合小型輕量的原則。翼板增加進氣道的阻力，使容積效率降低。依靠機械動作后才能輸出信號，反應(yīng)性較差。長時間使用后易積污垢。3.熱線(HotWire)式空氣流量計熱線式空氣流量計，是由白金制的熱線、溫度補償電阻（又稱冷線）、電子電路及防護網(wǎng)等所組成的。電流流入來加熱熱線，因為熱線是置于氣流中，空氣流過會帶走熱線的熱量，而使熱線冷卻。熱線式空氣流量計的結(jié)構(gòu)一熱線式空氣流量計的結(jié)構(gòu)二吸入空氣量與輸出電壓的關(guān)系4.卡門渦流(KarmanVortex)式空氣流量計（1）卡門渦流式空氣流量計的優(yōu)點。（2）卡門渦流式空氣流量計的基本原理。（3）超聲波式卡門渦流測量法。（4）光學式卡門渦流測量法。（1）卡門渦流式空氣流量計的優(yōu)點。空氣通道結(jié)構(gòu)簡化，能降低進氣阻力。傳感器送出的是數(shù)字信號，ECM可直接處理。不同的空氣流量下，均能提供精確的輸出信號。無運動零件，耐久性好。（2）卡門渦流式空氣流量計的基本原理。在均勻氣流的中間放置一個圓柱體或三角柱，圓柱體或三角柱又稱為渦流產(chǎn)生器，當氣流通過渦流產(chǎn)生器后，在其下游會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的渦流，稱為卡門渦流?？ㄩT渦流的基本原理（3）超聲波式卡門渦流測量法。在渦流產(chǎn)生器下游設(shè)置超聲波信號發(fā)射器與信號接收器，信號接收器接收的信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后送給ECM。超聲波式卡門渦流空氣流量計的結(jié)構(gòu)及作用（4）光學式卡門渦流測量法。由卡門渦流所造成的壓力變化，經(jīng)壓力導(dǎo)引孔傳至反射鏡，使鏡片產(chǎn)生振動；而LED與光敏二極管的角度是一定的，當反射鏡因振動而發(fā)生角度的改變時，LED射出的光線折向光敏二極管的比例也發(fā)生改變，故光敏二極管產(chǎn)生的電流也發(fā)生變化，電流的變化即受到卡門渦流的影響，因此ECM檢測電流的變化，即可算出進氣量。光學式卡門渦流空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)及作用反射鏡角度的變化5.3.2節(jié)氣門位置傳感器1.概述2.電位計(Potentiometer)式TP傳感器1.概述節(jié)氣門位置傳感器是用來檢測節(jié)氣門開角度，將電壓信號送給ECM，以控制對應(yīng)節(jié)氣門開角度的。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門體旁，由節(jié)氣門軸帶動，使傳感器內(nèi)的觸點開、閉，或使可動點在電阻上移動。2.電位計(Potentiometer)式TP傳感器電位計式TP傳感器，又稱為線性式TP傳感器，能連續(xù)提供節(jié)氣門從關(guān)閉到全開的任何位置的信號。電位計式TP傳感器的結(jié)構(gòu)及電路5.3.3歧管絕對壓力傳感器1.概述2.壓阻(Piezoresistive)式MAP傳感器1.概述歧管絕對壓力傳感器（ManifoldAbsolutePressureSenser），常簡稱為MAP傳感器，用來計測進氣歧管壓力，將壓力信號與發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號送給ECM，來間接求出發(fā)動機的進氣量。歧管壓力傳感器的安裝位置2.壓阻(Piezoresistive)式MAP傳感器半導(dǎo)體材料制成的硅膜片，約厚3mm，分隔成上、下兩室，上室接進氣歧管，下室為真空。所謂壓阻式，表示當材料因壓力而變形時，其電阻會發(fā)生變化。壓阻式MAP傳感器的結(jié)構(gòu)及作用5.3.4進氣溫度傳感器（1）進氣溫度傳感器的工作原理。（2）進氣溫度傳感器的位置。（3）進氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)。進氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)5.4電子控制系統(tǒng)5.4.1傳感器5.4.2發(fā)動機控制模塊5.4.3執(zhí)行器電子控制系統(tǒng)是由發(fā)動機控制模塊(EngineContolModule,ECM)、各傳感器與各執(zhí)行器所組成，由各傳感器檢測發(fā)動機的各種狀況，將信號送給ECM，由ECM進行各種不同的控制作用。電子控制系統(tǒng)組成電子控制系統(tǒng)的作用5.4.1傳感器一、曲軸位置傳感器二、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器三、爆震傳感器四、氧傳感器一、曲軸位置傳感器1.概述2.電磁式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)與作用原理3.裝在分電器的電磁式曲軸位置傳感器4.光電(Optical)式曲軸位置傳感器5.裝在分電器的光電式曲軸位置傳感器1.概述曲軸位置傳感器的信號送給ECM，用來判定活塞在上止點位置，判別指定的汽缸，使點火線圈的一次電流適時切斷以產(chǎn)生高壓電，以及求出發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。曲軸位置傳感器的種類：電磁式、霍爾效應(yīng)式、光電式。2.電磁式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)與作用原理電磁式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)交流電壓的變化情形3.裝在分電器的電磁式曲軸位置傳感器豐田汽車將裝在分電器內(nèi)的電磁式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號分成兩種，Ne信號與G信號。G1、G2與Ne信號4.光電(Optical)式曲軸位置傳感器光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)及作用5.裝在分電器的光電式曲軸位置傳感器光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)光束切斷圓盤的結(jié)構(gòu)二、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器1.概述2.熱阻器式發(fā)動機冷卻液溫度傳感器1.概述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器是用來檢測冷卻液的溫度，因電阻變化的不同電壓信號送給ECM，進行對噴油量、點火時間、怠速轉(zhuǎn)速等許多項目的修正或控制。2.熱阻器式發(fā)動機冷卻液溫度傳感器熱阻器也常稱為熱敏電阻，熱阻器是根據(jù)溫度高低而改變電阻的可變電阻裝置。熱阻器可分成兩種，負溫度系數(shù)(NegativeTemperatureCoefficient,NTC)型與正溫度系數(shù)(PositiveTemperatureCoefficient,PTC)型。NTC與PTC型熱阻器電阻的變化發(fā)動機冷卻液溫度傳感器電路三、爆震傳感器1.概述2.壓電(Piezoelectric)式爆震傳感器一般的爆震是因為燃燒室內(nèi)油氣點火后，火焰尚未完全擴散，遠程未燃的油氣即因為高溫或高壓而自燃，其火焰與正規(guī)燃燒的火焰撞擊而產(chǎn)生極大壓力，使得發(fā)動機產(chǎn)生不正常的敲擊1.概述爆震傳感器(KS)，在發(fā)動機將要產(chǎn)生爆震時，將振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，送給ECM，來延遲點火時間，避免發(fā)動機產(chǎn)生爆震。爆震傳感器的安裝位置2.壓電(Piezoelectric)式爆震傳感器爆震傳感器常采用壓電式，其壓電元件是由特殊半導(dǎo)體材料所制成的晶體，當承受壓力時，晶體變形而產(chǎn)生電壓輸出。爆震傳感器的結(jié)構(gòu)爆震傳感器的電路及點火時間修正四、氧傳感器1.概述2.二氧化鋯(ZrO2)式氧傳感器3.二氧化鈦(TiO2)式氧傳感器1.概述氧傳感器(O2S)是用來檢測排氣中的氧濃度，將電壓信號送給ECM，以修正噴油量，將供應(yīng)給發(fā)動機的空燃比控制在理論空燃比附近的狹小范圍內(nèi)，使三元催化轉(zhuǎn)換器對CO、HC與NOx的凈化比率保持在最佳狀態(tài)。三元催化轉(zhuǎn)換器的凈化特性氧傳感器的各種安裝位置2.二氧化鋯(ZrO2)式氧傳感器ZrO2氧傳感器的結(jié)構(gòu)ZrO2氧傳感器產(chǎn)生的電壓3.二氧化鈦(TiO2)式氧傳感器TiO2氧傳感器的結(jié)構(gòu)及電路5.4.2發(fā)動機控制模塊1.概述2.計算機的結(jié)構(gòu)及各主要零件的基本功能3.汽油噴射正時控制4.汽油噴射量控制5.點火時間控制6.怠速控制7.自我診斷、故障安全及備用功能1.概述發(fā)動機控制模塊(ECM)是整個電子控制系統(tǒng)的中樞，由各傳感器、開關(guān)送來的信號，進行噴射正時控制、基礎(chǔ)噴油量控制、汽油噴射量修正、點火時間控制、怠速控制、汽油泵控制、減速汽油切斷控制、冷氣切斷控制、水箱冷卻風扇控制等。ECM本身并具備自我診斷、故障安全及備用等功能。2.計算機的結(jié)構(gòu)及各主要零件的基本功能（1）計算機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。（2）計算機內(nèi)各主要零件的基本功能。（1）計算機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。計算機的結(jié)構(gòu)計算機內(nèi)各主要零件的配置圖（2）計算機內(nèi)各主要零件的基本功能。參考電壓調(diào)節(jié)器放大器轉(zhuǎn)換器微處理器存儲器時鐘(Clock)輸出驅(qū)動器印刷電路板(CircuitBoard)線束插座外殼3.汽油噴射正時控制（1）同步噴射式。（2）分組噴射式。（3）順序噴射式。（1）同步噴射式。（2）分組噴射式。（3）順序噴射式。4.汽油噴射量控制（1）基本噴射量控制。（2）汽油噴射量修正。（3）起動時與起動后增量。（4）暖車時增量。（5）暖車時加速增量。（6）熱車時加速增量。（7）減速時減量。（8）全負荷時增量。（9）進氣溫度修正。（10）電壓修正。（