第六章 汽车发动机燃油喷射系统

第六章汽车发动机燃油喷射系统（理论30学时，实训16学时，共46学时）学习目标：能简单叙述电控汽油喷射系统的分类和组成，能正确描述电控汽油喷射系统中空气供给、燃油供给、电子控制三个子系统的组成、主要部件结构和工作原理；能简单叙述电控汽油喷射系统常用检测诊断仪的使用性能、使用方法；能正确描述电控汽油喷射系统主要部件和3个子系统的检修方法；能正确描述电控汽油喷射系统常见故障排除方法。讲授内容：汽油发动机对混合气的要求一、发动机的动力性、经济性对混合气的要求1．冷车起动此时发动机温度和转速都低，混合气雾化的效果不好，加上气缸内部温度低，不易点燃混合气，因此需要很浓的混合气，A/F为2~8。2．热车起动此时发动机转速较低，温度较高，混合气雾化的效果稍好，因此不需要很浓的混合气，A/F为8~13。3．暖机冷车时混合气雾化效果不好，发动机从冷车怠速向热车怠速过渡，混合气由浓向稀变化，A/F为8~14。4．正常怠速A/F比理论空燃比略浓，为13~14。5．小、中负荷此时主要考虑发动机的经济性，A/F为经济空燃比，为15~17。6．大、全负荷此时主要考虑发动机的动力性，A/F为功率空燃比，为11~13。7．急加速此时真空度突然减小，汽油汽化速度突然下降，因此此时应该瞬间多供油。8．缓加速此时真空度缓慢减小，汽油汽化速度不是突然变化，因此此时供油量应逐渐增多。9．减速此时真空度突然增大，汽油汽化速度突然上升，此时进气管内壁的汽油瞬间蒸发，因此应减少供油，甚至停供。二、排放对混合气的要求1．HC当A/F在14和17之间时，HC的排放量很低，小于14或大于17时排放量明显上升。2．COA/F大于14后，排放量下降。3．NOX在15.5到16之间，排放最高。三、现代汽车的相关措施1．采用EFI系统，精确控制A/F；2．安装废气净化和控制系统，如TWC、EGR等；3．改进点火电路，提高点火能量，改善燃烧效果。电控燃油喷射系统概述一、作用及优点精确计算喷油量，有效控制A/F，提高发动机的动力性和经济性，高效抑制废气的排放，能实现良好的自动控制。二、汽油喷射系统类型1．K型：30~50年代；2．KE型：50~2003年，现已逐渐淘汰；3．EFI型：起源于60年代后期，现已发展为多种类型。（1）按进气检测分：L（LH、LD）型、Ｄ型；（2）按喷油器数量分：MPI（MFI）、SPI；（3）按喷射时序分：同时喷射、分组喷射、顺序喷射；（4）按喷油位置：缸外喷射、缸内喷射。三、EFI的控制功能1．燃油喷射控制：由传感器向ＥＣＵ输送各种信号，如ＣＰＳ、ＭＡＦ、ＴＰＳ等，ＥＣＵ计算出最佳喷油量，然后控制ＩＮＪ喷油。2．点火控制：ECU根据传感器信号和发动机的工作要求，计算最佳点火提前角，并进行闭环控制。3．怠速控制：ECU根据传感器信号和发动机的工作要求，计算和控制发动机的怠速转速、点火、喷油量。4．排放控制：通过TWC和O2S、EGR来减少废气排放。5．进气控制：有废气涡轮增压、惯性增压等，提高进气效率。6．警告：系统出现故障后，通过警报灯告知驾驶员。7．自诊断：检修时帮助维修人员查找故障。8．失效保护：某些元件（或系统）失效后，ECU启动备用系统。四、EFI基本组成1．燃油供给系统：（1）电动燃油泵：将汽油泵到燃油分配管，并达到一定油压；（2）燃油滤清器：过滤汽油中的杂质；（3）油压调节器：调节系统油压，保持喷油压力恒定；（4）燃油分配管：固定喷油器，分配燃油；（5）喷油器：受ECU控制，将燃油喷入进气歧管末端；（6）冷起动喷油器（已少用）：冷车起动额外供油，改善冷车起动。２．空气供给系统：（1）空气滤清器：过滤空气；（2）MAF：计量进气量，作为ECU计算喷油量的基本信号；（3）MAP：检测进气歧管真空度，作为ECU计算喷油量基本信号；（4）TPS：检测节气门开度，作为ECU修正喷油量的信号；（5）ISCV：接受ECU的控制信号，调整怠速转速；（6）THA：检测进气温度，作为ECU检测修正喷油量的信号。３．电子控制系统：（1）THW：检测发动机冷却水，作为ECU检测修正喷油量的信号；（2）O2S：检测排气中含氧量，作为ECU检测修正喷油量的信号；（3）CPS：检测曲轴位置和转速，作为ECU计算点火和喷油的主控制信号；（4）CPS：检测凸轮轴位置，是气缸判定信号，是点火主控制信号；（5）KS：检测爆燃信号，作为ECU修正点火提前角的依据；（6）VSS：检测汽车行驶速度，作为ECU控制点火、喷油、自动变速器的信号；（7）开关信号：有STA、PS、AC、Brake、NSW等，作为ECU控制喷油、点火、怠速的信号；（8）ECU：是电控系统的核心，各输入信号经过它计算、分析、比较和处理后，输出控制指令，使执行器按预定要求工作；４．辅助系统：（1）EVAP：回收燃油箱内的蒸气，送入进气管，然后进入气缸内燃烧，减少浪费和污染；（2）EGR：将少量废气引入气缸内，降低气缸内的最高温度，减少NOX生成；（3）进气控制装置：根据发动机的工况，调整进气量；（4）自诊断系统：自行诊断电控制系统中的故障。电动燃油泵一、电动燃油泵作用将汽油从汽油箱泵到燃油分配管，并达到一定的压力（MPI为0.25Mpa以上，SPI为0.075~0.13MPa）。二、安装位置BENZ、VOLVO在油箱外，其余大多在油箱内。三、结构及工作由直流电动机、油泵、滤网、限压阀、单向阀组成。油泵在电机的转动下，汽油经滤网、油泵、电机、单向阀输送到滤清器；发动机熄火后单向阀防止汽油回流，以利于下一次起动；限压阀防止油压过高时损坏油泵。为避免电机过早损坏，油箱存油量不应太少。四、常见故障1．现象：发动机动力不足，发抖。原因：泵油量少，滤网堵，限压阀关闭不严。2．现象：发动机不能工作。原因：泵油量太少或油泵不工作，滤网严重堵塞。3．现象：发动机有时会突然熄火。原因：电机轴承磨损，偶尔拖滞。五、电动燃油泵的检测方法1．检测电机电阻值，1~5欧姆；2．检测工作电流值，3~6安培；3．检测泵油量，大于1L/40S；4．测量不着车时系统油压，大于250Kpa；5．发动机熄火后，油压应保持5min不下降。六、电动燃油泵控制电路1．油泵电路的工作要求（1）接通点火开关，油泵工作3~5S；（因车而异）（2）起动时油泵工作；（3）发动机运行时油泵工作；（4）发动机转速高时油泵的转速也高，泵油量多，反之转速低，泵油少，延长油泵使用寿命。（因车而异）2．典型油泵控制电路（1）无转速控制的油泵电路根据电路图讲解两种典型电路的工作过程。（2）有转速控制的油泵电路根据电路图讲解有级和无级调速两种典型电路的工作过程。3．油泵电路的检查（1）短接油泵检查插头，油泵工作，说明油泵良好，否则检查油泵及其连接线路；（2）检查油泵继电器，良好则检查控制信号。燃油滤清器一、作用滤除燃油中的杂质，减少喷油器堵塞的可能性。二、位置装在燃油泵出油口与燃油分配管之间的油管上，多位于车架或发动机室内。三、结构及要求由纸质滤芯和金属外壳组成。一次性使用，每3~4万公里更换一只。四、常见故障1．现象：发动机动力不足，怠速发抖。原因：燃油滤清器堵塞，油压下降。2．现象：发动机不能起动。原因：燃油滤清器严重堵塞，油压极低，甚至不来油。五、检测方法1．检测进、出油管的油压，压差应少于0.05MPa；2．外壳无渗漏。油压调节器一、作用调节系统油压，保持喷油压力恒定为0.25MPa。二、位置燃油总管末端（连有真空管）。三、结构与工作有真空室、弹簧及膜片、阀门、进回油管。进气歧管的真空作用在膜片上方，使阀门向上运动，作用力随真空度而变化；弹簧与汽油压力使阀门向下运动，作用力基本不变；当真空度上升时，阀门开度增加，油压下降，反之压力上升，保持压力差恒定。四、常见故障1．现象：发动机怠速偏高100rpm左右，油耗偏高。原因：真空管脱、裂，阀门胶粘不开启，油压升高，混合气浓。2．现象：冒黑烟，热起动困难，油耗高。原因：膜片破裂，汽油从真空管漏入进气管，混合气过浓。3．现象：发动机动力不足，怠速发抖，起动困难。原因：弹簧变软，调节油压过低。五、检测方法1．拔下真空管，管内不能有油渗出，观察真空管不能有漏气现象，与进回油管之间不相通。2．发动机正常怠速时，拔下真空管，油压应上升0.05Mpa，转速提高100rpm左右。3．如果油压偏低，拔下真空管后，油压不上升，则夹紧回油管，此时油压若上升，说明调节器有故障；如果油压不上升，则说明是供油不足造成的故障。电磁喷油器一、作用将汽油从燃油分配管喷入各进气歧管末端，并形成良好雾状。二、位置进气歧管末端；进气总管（单点和冷喷嘴）。三、结构与工作由电磁线圈、小滤网、回位弹簧、针阀偶件组成。ECU给电磁线圈通电时，磁力使针阀开启，汽油经小滤网、阀门喷出，并形成良好雾状；断电后针阀关闭，喷油停止；由通电时间决定喷油量。四、常见故障1．现象：发动机动力不足，发抖。原因：喷油量少，个别喷嘴不工作，雾化不良，滤网堵，阀门堵，针阀卡滞。2．现象：发动机不能工作。原因：喷油量太少或多个喷嘴不工作，滤网严重堵塞。3．现象：油耗大（黑烟），热起动困难。原因：针阀磨损，关闭不严，滴油。检修：检测滴油、喷油，清洗或更换。五、检测方法1．检测线圈电阻值，11—17欧姆；2—3欧姆（低阻）；2．直通电，检测工作情况；3．检测喷油量（拆离歧管，保持系统油压正常），连续喷油量为50—70ml/15S，之间相差小于10%(5ml)；4．滴油量不超过1滴/60S；5．喷油雾状均匀，并有一定锥度。六、喷油量控制1．冷车加浓2．加速加浓3．高速和减速断油七、冷起动喷油器及其电路1．电路组成与工作过程由冷起动喷油器和热控正时开关组成。发动机冷车起动时，冷起动喷油器喷油（喷油时间由热控正时开关控制，与水温成反比，一般为3~7秒）；连续冷车起动和热车起动（冷却水温超过50度）时不喷油。2．常见故障与检测方法（1）冷车起动困难喷油器或热控正时开关有故障，不能喷油。（2）热车起动困难喷油器关闭不严，热控正时开关有故障，起动时常喷油。（3）油耗高冷起动喷油器关闭不严，滴油。燃油系常见故障检修一、故障现象发动机不能起动或很难起动，怠速不稳，动力不足。1．故障原因不来油或油压低，多个喷油器堵塞或喷油不良。2．故障部位（1）油箱内无油或油太少；（2）汽油泵不工作或泵油量不足；（3）汽油滤清器堵塞；（4）油压调节器调节油压太低；（5）燃油管泄漏或被夹扁；（6）喷油器不良。3．故障检修（1）检查油箱存油是否足够；（2）检查油管有无泄漏或夹扁；（3）检查系统油压是否达到0.20Mpa以上；（4）若油压正常，则检查喷油器；（5）若油压为0，检查油泵是否工作或损坏；（6）若油压低，检查滤清器、调节器。二、故障现象发动机热起动困难，油耗高，冒黑烟。1．故障原因油压高，汽油泄漏到进气管内。2．故障部位（1）调节器真空管脱落、开裂；（2）调节器膜片漏油或调节油压高；（3）调节器回油管被夹扁；（4）喷油器滴油；3．故障检修（1）检查调节器真空管有无脱落、开裂、回油；（2）检查回油管有夹扁；（3）检查系统油压是否过高；（4）检查喷油器有无滴油或雾化不良。空气流量计一、作用检测进气量，并转换成电信号送给ECU，作为ECU计算喷油量的基本信号之一。二、位置空气滤清器与节气门体之间。三、结构与工作1、叶片式由叶片（或圆柱滑体）、电位器、电路板、回位弹簧、壳体等组成；用于早期车，如CAMRY2.0、PREVIA、MAZDA929、BMW525。叶片在流动空气的作用时旋转，受回位弹簧的反作用力保持平衡，进气量变化，叶片和电位器的转角也不同，电位器输出电压信号给ＥＣＵ，作为进气量信号。回位弹簧的预紧度可调。调整旁通气道的开度可改变ＣＯ排放。油泵开关决定油泵的工作与否。2、热线式与热膜式铂合金热线、惠斯通电桥、放大电路、壳体，热膜式在热线上覆有保护膜；多用于中高档车，如BENZ，GM车。热线作为电桥的一臂，工作时被加热到120゜C左右，电桥平衡；有空气流动时热量被带走，电桥失衡，热线电流增加，温度回升，电桥恢复平衡为止，取样电阻两