汽油机燃料供给系统(第四章)

1项目四汽油机燃油供给系统能力目标：能进行汽油机燃油供给系统的拆装；能简单描述汽油机可燃混合气浓度与负荷的关系；会简单使用发动机的故障诊断仪；知识目标：汽油机燃油供给系统的作用和类型；车用汽油机对可燃混合气浓度的要求；进、排气系统主要零部件构造与检修；2汽油机燃油供给系统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）燃油供给系统1燃油供给系统23汽油的特性汽油的使用性能指标主要是蒸发性、热值、抗爆性三个指标；1、蒸发性：直接影响可燃混合气质量的好坏，可用蒸馏试验来测定。蒸发性过强夏天会产生气阻现象，冬天会导致结冰。2、热值：指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000kJ/kg。3、抗爆性：指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，亦即抗自燃能力。汽油的不同类型是通过辛烷值来区分的，辛烷值越高，点着燃油所需温度就越高；普通汽油的标准辛烷值范围是85～90，高级汽油的辛烷值范围是90～95。汽油辛烷值越高，爆燃的发生越少(抗爆性愈好)4汽油牌号的选择测定辛烷值的方法有马达法和研究法，相对应的辛烷值分别叫马达法辛烷值（MON）和研究法辛烷值（RON）。汽油的牌号根据汽油的辛烷值确定，我国现用研究法辛烷值（RON），如RON-85号汽油指用研究法测定的辛烷值不小于85。选择汽油牌号的主要根据是发动机压缩比的高低。一般来说，压缩比愈高，相应选择的汽油牌号就愈高。5可燃混合气的浓度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α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。α=1标准混合气α＞1实际空气＞理论空气稀混合气α＜1实际空气＜理论空气浓混合气6可燃混合气的浓度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称为稀混合气A/F＜14.7称为浓混合气7混合气浓度的影响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α=1.1左右，燃料消耗率最低。这即经济混合气概念。8混合气浓度的影响9混合气浓度的影响经济混合气成分一般为：1.05~1.15稀混合气（α＞1.15）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（α＜1）从图中可以看出，=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：=0.8810混合气浓度的影响过浓的混合气（α＜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；11发动机对浓度的要求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。12发动机对浓度的要求1、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=0.6~0.82、中等负荷工况发动机大部分时间处于中等负荷工况，因此，要求化油器应供给较稀的经济混合气成分：=0.9~1.113发动机对浓度的要求3、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；大负荷和全负荷工况时要求化油器供给浓混合气成分：=0.85~0.952、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。14发动机对浓度的要求1、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=0.2~0.62、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。这段过渡期间，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。15发动机对浓度的要求3、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，要求化油器供给加浓混合气成分（额外供给一部分燃料）。16电控喷射系统的结构与维修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。系统的介绍桑塔纳2000电控汽油喷射系统故障诊断工艺，电控汽油喷射系统故障实例及实操训练项目等。为了学生毕业后走上工作岗位，检修电控汽油喷射发动机打下良好的基础。17发动机电喷系统简介发展历程20世纪30年代首次用于军用飞机发动机上，1954年德国奔驰公司首次在奔驰300SL汽车上装用机械式汽油喷射系统。简称K型汽油喷射系统。（连续喷射）20世纪60年代末期，在K型的基础上出现机电组合式汽油喷射系统（比K型：增加了一个由电脑控制的电液式压差调节器），简称KE型。如德国奔驰380SE、500SL轿车。18192021发动机电喷系统简介20世纪60年代后期，德国BOSCH公司研制成功电控燃油喷射系统EFI，并历经晶体管、集成电路到微机处理三大发展进程。目前各国汽车上应用的电控燃油喷射系统都是以BOSCH公司产品为原形发展而来的。目前K型和KE型汽油喷射系统己基本淘汰，EFI系统成为汽油机燃料供给系统的主流22发动机电喷系统简介EFI系统（ElectronicFuelInjection）发动机电控汽油喷射系统（EFI）汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到汽缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。其目的是为了增进汽油的雾化效果，改善燃烧性能，以提高发动机的功率。利用安装在不同部位的传感器所测得的参数，输入到中央控制单元（ECU）；ECU通过对汽油喷射时间控制喷油器的喷油量，从而改变混合气浓度；使发动机在各种工况下都能得到最佳空燃比；23EFI的组成24EFI的组成25EFI的类型二.分类1、按安装方式分为以下两种:单点汽油喷射系统多点汽油喷射系统26单点喷射几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI调压器喷油器节气门体位置传感器节气门27多点喷射气门喷油器输油管进气支管每个气缸有一个喷油器28气缸内喷射将燃料直接喷入气缸内，需较高的喷射压力。2930EFI的类型2、按喷油方式分为:连续喷射系统间歇喷射系统31EFI的类型3、按喷射时序分为：同时喷射、分组喷射、顺序喷射同时喷射——不考虑发动机的工作顺序，发动机曲轴转两周（即每缸完成一个工作循环），每缸的喷油器喷两次油。32EFI的类型分组喷射：不考虑发动机的工作顺序，在发动机的一个工作循环中，每一组喷油器喷一次油。33EFI的类型分组喷射示意图：34EFI的类型顺序喷射：按发动机的工作顺序喷油，发动机曲轴转动两周，每缸喷油器各喷一次油。3536EFI的类型类型燃料供给方式连续喷射方式（K型、KE型）在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射到进气道内。间歇喷射方式（EFI型）在发动机运转期间，将汽油间歇喷入进气道内。同时喷射所有喷油器同时喷油、同时断油分组喷射将喷油器分成几组。同组喷油器同时喷油及断油顺序喷射各喷油器按发动机工作顺序喷油37EFI的类型4、电控汽油喷射系统按对空气量检测分：D型和L型D型喷射系统：歧管空气压力计量式38EFI的类型L型喷射系统：歧管空气流量计量式39EFI的类型L型又可分为质量－流量测量方式和体积流量测量方式两种。404142EFI的类型何种燃油喷射系统比较精确？43EFI的类型按电控系统的控制模式分类开环控制：对空燃比不进行反馈控制。闭环控制：对空燃比进行反馈控制。混合气浓度的表示：空燃比、过量空气系数。汽油机理论空燃比：14.7：1信号输入装置（各种传感器）电子控制单元(ECU)执行元件信号输入装置（各种传感器）电子控制单元(ECU)执行元件反馈信号4445EFI的类型开环控制系统：对发动机及控制系统的精度要求高，控制精度低。（无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制。闭环控制系统：装有氧传感器。可达到较高的空燃比控制精度。（有氧传感器）在系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。46EFI的优点1、精确控制喷油量，动力性、经济性、排放性好。2、进气阻力小，不需进气预热，充气效率高。3、多点喷射使各缸混合气分配均匀，排放降低。4、喷油雾化好，冷起动性好。5、电子控制系统响应迅速，加、减速灵敏性好。6、对空燃比反馈控制，排放更低。47进气系统进气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；同时于有限的气缸容积中尽可能多和均匀地供气。进气系统由空气滤清器、空气流量计或进气管绝对压力传感器、节气门体、怠速控制阀、进气总管、进气歧管等组成，如图4-11所示。48491-节气门体衬垫2-节气门限位螺钉3-螺钉孔护套4-节气门体5-加热水管6-节气门位置传感器7-螺钉8-怠速控制阀9-O形密封圈10-螺钉50进气系统空气滤清器进气管绝对压力传感器节气门体进气总管进气歧管怠速控制阀空气滤清器空气流量计节气门体进气总管进气歧管怠速控制阀L型空气供给系统D型空气供给系统空气供给系统功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量51进气系统空气滤清器功用：滤除空气中的杂质或灰尘，以减少气缸、活塞、活塞环等有关零件的磨损，延长发动机的使用寿命。结构：由外壳1、滤清器盖2、滤芯3、前、后进气导流管4、5、谐振6组成52纸滤芯重量轻、结构简单、安装及保养容易、滤清效率高，但对油类污染十分敏感。纸滤芯经过浸油处理后即成为湿式滤芯其优点是使用寿命长、吸附杂质能力强和滤清效果好，但不能反复使用，需定期更换。53油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器用于多尘条件下工作的发动机上，滤芯清洗后可重复使用。1—外壳2—滤芯3—密封圈4—滤清器盖5—蝶形螺母54离心式及复合空气滤清器离心滤清器多用于大型载货汽车上；在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结合的复合式空气滤清器55EFI的部件蓄电池水温传感器节气门位置传感器起动信号空气流量计(或进气压力传感器)转速传感器车速传感器氧传感器稳压电源输入接口A/D转换器喷油控制点火控制怠速控制EGR控制蒸发排放控制故障诊断CPU存储器输出接口传感器ECU执行器156发动机电子控制系统5758空气流量计M