发动机电控系统故障分析—04

发动机电控系统故障分析1、汽油喷射式汽油机燃料供给系2、柴油机燃料供给系3、汽油机点火系4、新型车用发动机简介汽油喷射式汽油机燃料供给系概述电子控制汽油喷射系统的组成电子控制汽油喷射系统主要元件结构及工作原理电子控制汽油喷射系统的控制几种车型电子控制汽油喷射系统§5.1概述一、汽油喷射的基本概念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气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。二、汽油喷射系统发展概况汽油喷射技术始于20世纪30年代，最初用于飞机上，50年代开始用于汽车上；目前，大部分轿车均装配了汽油喷射系统。三、汽油喷射优点1.提高了发动机的充气效率；2.可采用较高的压缩比；3.可使发动机燃用稀薄的可燃混合气；4.冷起动性和加速性能较好；5.使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态；6.使各缸可燃混合气分配更加均匀；7.可节省燃油并减少废气中的有害成分气门喷油器输油管进气支管四、电控燃油喷射系统的分类1.按喷射器安装位置分每一个气缸有一个喷油器。（1）多点喷射SPI调压器喷油器节气门体位置传感器节气门（2）单点喷射SPI几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。将燃料直接喷入气缸内，需较高的喷射压力。（3）气缸内喷射4.按多点喷射的喷油间隔来分（1）同时喷射（2）分组喷射（3）顺序喷射3.按进气量检测方法来分（1）间接测量（2）直接测量（2）闭环控制传感器电子控制单元执行器发动机开环控制氧传感器闭环控制2.按控制方式来分（1）开环控制§5.2电子控制汽油喷射系统的组成一、基本组成：1、燃油供给系统功用：向气缸内供给供给燃烧时所需一定量的燃油.组成：汽油泵回油管汽油滤清器油压调节器输油管路喷油器2、空气供给系统功用：为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。组成：节气门体空气滤清器空气流量计怠速控制阀电子控制单元空气阀3、电子控制系统电控单元：接受来自各个传感器传来的信号，并完成对这些信息的处理和发出指令控制执行器的动作组成：各种传感器：把各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数（非电量参数）转变为电信号（电压或电流）提供给电控单元，使电控单元正确地控制发动机运转或汽车运行。执行器：用来完成电控单元发出的各种指令，是电控单元指令的执行者。§5.3电子控制汽油喷射系统主要元件结构及工作原理一、电控单元（ECU）ECUCPU：中央处理器ROM：只读存储器PRAM：可编程的只读存储器RAM：运行数据存储器I/O：输入/输出接口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执行器二、传感器1.空气流量传感器作用：将空气流量转换成电信号送给电控单元，该信号作为决定喷油量的基本信号之一。（1）叶板式空气流量计补偿挡板缓冲室弹簧测量板温度传感器旁通气道封口调节螺钉电位计测量板打开的角度随进气量大小而变化（2）热线式空气流量传感器原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，使铂丝温度和吸入空气温度差保持一定。铂丝成为惠斯顿电桥中的一个臂。控制电路热膜温度传感器防护网A：集成电路；RH：热线电阻RK：温度补偿电阻RA：精密电阻RB：电桥电阻（3）卡门涡流式空气流量传感器在气流中央放置一个锥体状涡流发生器。当空气流过时，在涡流发生器下游将产生有规律交错的旋涡，当流经空气通道的空气流速变化时，将影响卡门涡流旋涡的频率。节气门取样管整流器涡流发生体超声波发射器空气流2.进气管绝对压力传感器半导体压敏电阻式：由硅片、集成电路和真空室组成。原理：压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出电压变化。线性输出节气门位置传感器：利用滑动阻值的变化，测得与节气门开度相对应的输出电压。3.节气门位置传感器4.转速和曲轴位置传感器（1）磁电式传感器磁电式传感器触发轮气缸识别槽输出信号当转子旋转时，线圈中磁通量发生变化，线圈产生感应电动势。磁电式转速传感器的转子信号盘通常安装在曲轴或凸轮轴上，也可安装在分电器内。（2）霍尔效应式传感器永久磁铁霍尔元件触发轮当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场被叶片旁路，不产生霍尔电压；当缺口部分进入磁铁与霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，传感器输出电压信号。信号盘随分电器轴转动，产生透光和遮光交替变化。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被挡住时，光敏二极管电压为0。（3）光电式传感器发光管分火头密封盖信号盘电路光敏二极管输出信号光敏二极管发光二极管遮光盘5.温度传感器（水温传感器、空气传感器）6.氧传感器热敏电阻电插头在采用三元催化转换器的发动机上，氧传感器安装在排气管内，检测排气中氧的含量。7.爆震传感器8.车速传感器用于发动机怠速及汽车加速、减速时空燃比的控制。9.起动及空挡开关信号用来判断发动机是否处于起动状态。安装在发动机缸体上，检测发动机的爆震状况。三、电动燃油泵滚柱式电动燃油泵电刷电枢磁极滚柱泵泵壳单向阀卸压阀滤网泵盖组成：油泵电机、滚柱泵、单向阀、卸压阀、外壳、泵盖及滤网等。作用：供给各喷油器及冷起动喷油器所需要的燃油。四、燃油压力调节器进油口回油口阀门支承膜片弹簧接进气支管作用：调节喷油器的燃油压力，使燃油压力与进气管压力之差保持常数。五、喷油器作用：在恒定压力下定时、定量地喷油并使之雾化。电插电磁线圈滤网衔铁针阀结构：六、冷起动喷油器作用：冷起动时，额外加大喷油量，使混合气瞬时加浓，便于着火起动。电插头电磁线圈阀门弹簧阀门喷嘴结构：七、电控喷射工作演示§5.4电子控制汽油喷射系统的控制一、喷油时刻的控制1、同时喷射：所有喷油器并联，同时喷油。两次喷完一个循环的供油量。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605407200喷油喷油将气缸分为两组，所需燃油一次喷完。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油2、分组喷射按各缸的进气顺序间歇喷油。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油3、顺序喷射二、喷油持续时间的控制控制喷油器的喷射持续时间实际上是控制喷油量，即喷油脉宽。（1）对于质量流量式的电控燃油喷射系统基本喷射时间=K进气流量/发动机转速K为修正系数。（2）采用热式空气流量传感器：输出反映就是质量流量，直接用上式求得基本燃油喷射时间。（3）采用叶片式和卡门涡流式空气流量传感器：测得是进气的体积流量，需要进行密度修正。1）基本喷油量（4）对于速度密度方式的电子控制燃油喷射系统：采用三维图形将数据按一定形式存储在电子控制单元中，根据发动机转速和进气管绝对压力确定吸入的空气质量，确定基本燃油喷射时间。高低长短高低发动机转速基本喷油持续时间§5.5几种车型电子控制汽油喷射系统一、上海桑塔纳2000轿车发动机电子控制汽油喷射系统油箱汽油泵滤清器压力调节器电控单元冷起动阀节气门开关怠速调整螺钉节气门空气流量传感器辅助空气阀油压调节器喷油器燃油分配器空气温度传感器氧传感器曲轴转角传感器转速传感器二、上海-通用别克轿车电子控制汽油喷射系统重点：电控汽油喷射系统的组成和工作原理。1.了解电控汽油喷射系统的分类和系统的主要控制功能；2.知道电控汽油喷射系统的基本组成工作原理。难点：电控汽油喷射系统及各种传感器的工作原理。小结柴油机燃料供给系调速器喷油提前角调节装置喷油器PT燃油供给系统废气涡轮增压器柴油机电子控制燃油喷射系统概述可燃混合气的形成与燃烧室柴油滤清器输油泵喷油泵转子分配式喷油泵§6.1概述柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。一、功用二、组成燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。空气供给装置：空气滤清器、进气管道。混合气形成装置：燃烧室。废气排出装置：排气管道、消音器。燃油滤清器低压油管高压油管喷油泵喷油器回油管燃油箱输油泵油水分离器调速器限压阀喷油提前器发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度——决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度。三、柴油1、使用性能指标2、分类按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。3、牌号根据凝点编定。如10号、0号、-10号、-20号等§6.2可燃混合气的形成与燃烧室一、可燃混合气的形成与燃烧高温压缩空气柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射可燃混合气形成方法有：空间雾化和油膜蒸发。柴油燃烧的主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内）。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期（1）备燃期Ⅰ从喷油开始→开始着火燃烧为止（2）速燃期Ⅱ从燃烧开始→气缸内出现时为止（3）缓燃期Ⅲ从出现→出现为止（4）后燃期Ⅳ缓燃期以后的燃烧二、燃烧室分类：统一式燃烧室ω型球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室{{§6.3柴油滤清器一、作用：除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件的磨损，从而提高功率，降低油耗。二、分类柴油粗滤器柴油细滤器限压阀出油口盖进油口壳体滤芯中心杆放油螺塞三、柴油滤清器结构四、两级柴油滤清器第一级粗滤器（纸质滤芯）第二级细滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）§6.4输油泵一、作用：保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油。输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3～4倍。二、结构型式：活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等三、活塞式输油泵的组成：机械泵总成手油泵总成手柄手油泵活塞手油泵体进油阀出油阀出油管接头进油管接头滚轮挺杆弹簧推杆活塞泵体活塞弹簧螺塞（1）吸油和压油行程偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时，上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中的柴油经出油口压出。（2）准备压油行程偏心轮推动滚轮、挺杆和活塞向下运动，下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。四、活塞式输油泵工作原理（4）手油泵工作手柄喷油泵凸轮轴偏心轮手油泵进油阀进油口出油口出油阀推杆挺杆滚轮泵体活塞活塞弹簧AB用手油泵上下运动来泵油清除燃油系统内的空气（3）输油量的自动调节输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。输油泵工作情况示意图§6.5喷油泵一、功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压地向喷油器输送高压柴油。二、分类：①柱塞式喷油泵②喷油泵-喷油器③转子分配式喷油泵（VE）输油泵调速器三、A型喷油泵泵体分泵驱动轴泵体部分分泵油量调节机构传动机构组成：（一）泵体部分形式：整体式、可分开式。A型喷油泵的构造柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构分泵：每个气缸所对应的一套柱塞偶件、出油阀偶件等零件组成的高压泵油机构。分泵组成：高压油管接头、减容体、出油阀弹簧、出油阀副、柱塞副、柱塞弹簧及座、挺杆。（二）分泵的构造（以柱塞式喷油泵为例）直槽45°斜槽径向油孔精密配合偶件：配合间隙为0.0015~0.0025mm要求：成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。（1）结构柱塞—直槽、45°斜槽（两槽相通）柱塞套—径向油孔（与低压油腔相通）定位槽1.柱塞偶件柱塞上行a.从下止点到柱塞头部封闭径向油孔之前。b.从柱塞头部封闭径向油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。c.从柱塞斜槽露出径向油孔到柱塞上行至上止点。abc（2）工作原理a.从上止点到