发动机燃油系统

发动机燃油系统第一节概述一、空燃比：（1）定义：空气和燃油的混合比，即空气质量与燃油质量之比称为空燃比，通常用A/F表示，其公式为A/F=空气质量/燃油质量（2）过量空气系数（λ）汽油完全燃烧并生成CO2和H2O时的空燃比称为理论空燃比，约为14.7左右。在实际的发动机燃烧过程中，燃烧1kg燃油所消耗的空气不一定就是理论所需求的空气量，它与发动机的结构和使用工况密切相关，所供实际空气量可能大于或小于理论空气量。实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数，可以用下面公式表明：过量空气系数λ=实际空气量/理论空气量如λ＞1，表示所供的空气量大于理论空气量，这种混合气称为稀混合气。如λ＜1，表示空气量不足以让燃料完全燃烧，这种混合气称为浓混合气。（3）空然比对发动机性能的影响：•空然比为12.5时，动力性最好，功率混合气。•空然比为16时，油耗最低，经济混合气•空然比略大于理论空然比14.7时，HC和CO较低，但NOx很高（4）发动机各工况对混合气的要求：•怠速和小负荷、中等负荷：空然比闭环控制为14.7，以改善排放性。•大负荷和全负荷：全负荷加浓。•冷起动：加浓2：1。•暖机：随水温的升高，空然比减小。•加速和减速：加速加浓，减速减油。•超速：发动机超速或汽车超速，为了保证安全，进行断油。二、电子燃油系统的组成：油箱、燃油泵、燃油滤清器、脉减器、调压器、供油架、和各缸主喷油器，管路、发动机ECU等组成。三、分类：1、按燃油喷射部位分节气门体喷射进气岐管喷射缸内喷射2、按喷油器的数目分•单点喷射•多点喷射3、按进气量的检测方式分•速度密度控制型(D型)速度密度控制型不是直接检测吸入发动机的空气量，而是通过检测进气歧管压力(真空度)，再根据发动机转速和进气温度等信号，计算出吸入的空气量。如进气歧管压力传感器。•体积流量控制型(L型)检测进入空气的体积，发动机ECU再根据大气压力和进气温度等信号计算出进入气缸中的空气量，如翼片式、卡门涡流式空流计，又称为间接式空气流量传感器。•质量流量控制型（LH型）可以直接检测出进入气缸内的空气质量，如热线式和热膜式空流计，又称为直接式空气流量传感器。4、按喷射时序分•同时喷射：指发动机在运行期间，各缸喷油器同时开启且同时关闭。•分组喷射：发动机工作期间喷油器分成两组到四组交替喷射。•顺序喷射：指喷油器按发动机的工作顺序轮流喷射，它具有喷射正时。5、按燃油系统结构分：①普通回油系统：指系统通过回油管将多余的燃油输送会燃油箱。②机械无回油系统：指油压调节器位于燃油箱内，不通过回油管进行回油，采用机械方式控制。③电子无回油系统：取消了油压调节器，通过控制油泵转速调节供油量。6、按控制方式分类•开环控制：用于不装氧传感器的电控汽油喷射系统中。由于其控制精度低，故现逐渐被淘汰。•闭环控制：用于有氧传感器的电控汽油喷射系统中。氧传感器未达到工作温度之前，它不能向ECU反馈信号，这时电控汽油喷射系统是开环控制。反之，称为闭环控制。但由于开环控制的时间较短，因此目前把装有氧传感器的电控汽油喷射系统称为闭环控制系统。第二节普通燃油系统结构及原理一、系统组成：油箱、油泵、燃油滤清器、脉减器、调压器、供油架、喷油器，以及供油管和回油管等组成。二、部件分析：1、燃油箱：（1）结构一般由镀铅锡合金钢板或高密度基乙烯成型的塑料板制成，用来储存燃油。（2）常见故障：1）油箱盖单向阀堵塞使油泵抽油阻力变大，造成燃油系统油压不足时发动机加速无力，跑不起高速甚至熄火。2）油箱生锈或过脏使油泵滤网堵塞，造成燃油系统油压不足，影响发动机的动力性。2、电动燃油泵：（1）作用：用来给燃油系统建立工作油压。（2）分类：1）从安装形式分：①箱内泵：油泵位于油箱内，噪音小，不易产生气阻，维修麻烦。②箱外泵：油泵位于油箱外，噪音大，容易产生气阻，维修简单。部分车型两种油泵同时使用，例如奔驰车系。2）从结构分：滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵（3）附加功能•安全阀：可以避免燃油管路阻塞时压力过分升高，而造成油管破裂或油泵损坏的现象发生。•单向阀：在燃油泵停止工作时密封油路，使燃油管路内保持一定残压，以便发动机下次启动容易。（4）油泵的检查1）汽车使用的油泵为免拆式，工作电压一般为12V，绕组和碳刷的电阻值为0.5-3欧姆，油压为250—350KPA，流量为80—120L//h。2）在燃油系统内接上油压表，静态油压应略高于动态油压，夹住回油管，油压应升高100KPA以上，发动机转速应升高100r/min以上为正常，否则为油泵故障。3）在发动机熄火后，燃油系统内的油压在5分钟内不应下降，否则为油泵单向阀损坏。（5）油泵常见故障：1）油泵不转原因：电源故障、电机损坏或泵体卡死。检测：①直接向油泵供电，若转动证明电源故障。②若不转，应拆下油泵清洗后再试验，若仍不转证明电机损坏。2）油泵有噪音原因：电机零部件磨损，有噪音是出现故障的前兆，应及时更换。3）油泵过脏现象：油泵转动正常，但油压低。排除：拆下后清洗，需要接通电源，用清洗剂喷入油泵入口处，直到干净为止，且不可用水试验（一定注意安全）。4）单向阀失效现象：停机后系统不能保持残余油压，造成再次起动时时间较长。5）油泵激活现象：当某车停放1个月以上时，油泵内出现发卡，或油泵无法转动，此时应激活油泵。方法：拆下来后，用改锥振动几下油泵外壳，然后接通电源试验，或将电源正负极反接，可使油泵运转正常，最后清洗干净后即可使用。3、燃油滤清器（1）作用是把含在发动机燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物清除，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损。（2）滤清器是一次性使用部件，一般每行驶40000㎞更换一次，若使用中有堵塞现象，应更换或清洗。（3）燃油滤清器有装配标记，安装时不要装反，如装反会导致油泵泵油阻力增大，更换之前应进行泄压，如滤清器带有密封圈，应同时更换。4、燃油压力脉动减振器（脉减器）（1）作用：用来降低油泵泵油和喷油器喷油时在油管内产生燃油脉动，并降低燃油噪声。（2）安装位置：脉减器一般位于油泵与油压调节器之间，通常装在油泵出口侧、油管中或供油架上。（3）结构内部分膜片室和燃油室，中间以膜片隔开，并在膜片室内设计有弹簧，将膜片压向燃油室。当燃油压力出现波动时，膜片在弹簧力的作用下使燃油室内的空间产生大小变化，从而起到平稳油压的作用。5、燃油压力调节器（1）作用使系统油压与进气歧管压力之差，保持常数，一般为250kpa—300kpa，使喷油器喷出的燃油量只取决于喷油器的打开时间。（2）结构：油压调节器一般按装在供油总管上，采用膜片式结构，外形为一个金属壳件，中间通过一个膜片将壳体分或两个小室，一个是弹簧室，弹簧室由一个真空软管连接至进气歧管；另一个室为燃油室，直接通入供油总管。1—弹簧室；2—弹簧；3—膜片；4—壳体；5—阀（3）原理燃油压力超过弹簧预定数值时，就将膜片向上顶，使阀门打开，使过剩的燃油流回油箱，让供油压力保持在设定的油压值上。如此时节气门的开度发生变化，膜片上方的真空度也会随之产生变化，在弹簧设定力的基础上再次进行调节，从而使油压与进气歧管压力之差，始终保持在常数。（4）故障1）球阀卡死现象：造成油压高2）弹簧老化现象：造成油压低3）真空管漏气现象：油压高、油耗大和怠速高4）膜片损坏现象：造成燃油从膜片和真空管进入进气岐管二油耗大冒黑烟。6、电磁喷油器（1）作用：在ECU的控制下打开或关闭，将燃油以雾状喷入进气歧管或气缸内。（2）分类：1）按结构分：①轴针式喷油器：喷油时衔铁带动针阀从其座面上升约0.1mm，燃油从精密环形间隙中以环状喷出，为使燃油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针。喷油器吸动及下降时间约为1～1.5ms，针阀在喷口处往复运动，不易引起喷口堵塞。但针阀本身质量较重，控制灵敏性相对较差。②球阀式喷油器：球阀的阀针质量轻，运动惯性小，且弹簧预紧力大，可获得较好的动态流量范围。球阀具有自动定心作用，密封性好。同时，球阀简化了计量部分的结构，有助于提高喷油量精度。③片阀式喷油器：特点是运动件的惯性质量最小，喷油器开启的滞后时间短，具有较大的动态流量性，且抗堵塞能力强。2）按供油方式分：①顶部供油：大众车系②中（底）部供油：日本车系采用中部供油方式，由于燃油可围绕阀座区经喷油器内腔从上部不断的流出，对喷油器计量部位的冷却效果十分明显，故可有效的防止气阻产生，提高汽车热起动的可靠性。此外，采用中部供油的喷油器可省去燃油总管，并有利于降低成本。（3）喷油器控制喷油器控制方式有电压驱动和电流驱动两种。电流驱动只可以用低电阻喷油器，电压驱动可以用低电阴和高电阻两种喷油器，低电阻喷油器一般为2—5Ω、高电阻喷油器一般为12—17Ω。1）电压驱动①高电阻喷油器：这种驱动方式简单，在发动机工作中，当VT三极管导通时，接通喷油器回路，喷油器工作即会将燃油喷出。②低电阻喷油器在低电阻喷油器中减少了电磁线圈的电阻和匝数，减少了电感，其优点是喷油器本身响应特性好，但由于电阻减小而使是电流增大，会使线圈烧坏，因此在电路中加入附加电阻。在功率管VT截止时，喷油器电磁线圈存在电感，会将三极管击穿，因此与三极管并连设计了消弧回路。2）电流驱动当开启开始阶段，三极管处于饱和导通状态，喷油器内电流最大，称为峰值电流，一般为4—8A。当A点电压达到设定值时，控制回路使三极管VT在喷油期间以约20MHZ的频率交替的导通和截止，使电流保持在1—2A左右，使针阀保持打开状态。（4）喷油正时控制1）同时喷射所有喷油器同时喷射，通常曲轴每转一转，喷一次油，喷油正时与发动机工作行程没有关系。2）分组喷射分组喷射就是把所有气缸的喷油器分成2—4组，四缸机一般分两组，两组轮流交替喷射，每一个工作循环中各喷油器均喷射一次。3）顺序喷射顺序喷射也叫独立喷射，曲转每转两转，各缸喷油器都按照发动机工作顺序依次喷射一次，此种喷射具有喷油正时，且需要判缸信号。（5）喷油器常见故障：1）喷油器堵塞现象：怠速抖动，加速不良。维修：喷油器清洗剂清洗人工清洗2）喷油器磨损现象：喷油器滴油混合气浓怠速不稳加速不良油耗变大维修：更换3）喷油器不工作①听诊法用听诊器或一字改锥接触喷油器并用耳朵倾听，当喷油器工作正常时，会有“嗒嗒”声，如没有“嗒嗒”声，应进一步检查。②用IED灯跨接，起动车或保持怠速运转，跨在喷油器两端,，若闪证明喷油故障，若不闪，再跨在+B与喷油器的控制线上，此时闪烁，证明电源故障。若还不闪，再跨在+B与ECU端子的控制线上，若此时闪，证明控制线开路，若还不闪，证明ECU或ECU接地不良。4）喷油器控制线搭铁现象：一直喷油、油耗过大，而且此缸不工作。三、燃油系统油压的检查1、测试方法在测试油压时，首先把油压表接到油压测试头上，如无油压测试头，应选择合适的位置（如燃油滤清器、脉冲阻尼器、供油管与分油管连接处等）安装好测试头，然后接上油压表。2、泄压方法：（1）拔下燃油泵继电器、保险或油泵插头，启动发动机2-3次，当油压泄掉后插上拔下的继电器、保险、油泵插头。（2）将棉丝或其他吸油性物品包住油管接头，慢慢拧松管路接头，将油压泄完后重新拧紧管路接头。3、测试内容（1）供油压力指发动机怠速运转中燃油系统的实际工作油压，正常油压值在250~300kPa如果指针剧烈摆动油压可能不正常。（2）调节压力指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减去供油压力的差值，就在28~70kPa之间。（3）最大油压指发动机怠速运转中，将回油管夹住时燃油系统的油压，应为供油压力的2~3倍。（4）供油量供油量的判断方法为：在发动机怠速运转中，读取燃油系统的供油压力，然后急加速到3000r/min以上，立刻读取此时油压值，应高于供油压力21kPa以上。（5）系统残压在发动机怠速运转中，读取燃油系统油压。然后将发动机熄火，并等待20min，其系统油压应保持在140kPa以上。如果无法保持残压，则再将发动机起动，并在建立油压后熄火。此时如果将回油管夹住后即能保持正常残压，表示油压调节器漏油；如果夹住进油管后，才能保持正常残压，则表示燃油泵（单向阀）漏油；如果同时夹住进