4第四章汽油机燃料供给系统Word格式文档下载.docx

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（1）空燃比

含义：

可燃混合气中空气与燃油的质量比，一般用A/F表示

A/F=空气质量/燃油质量

空燃比的大小可以直接反映混合气的浓稀，值越大混合气越稀，越小混合气越浓，但必须要与一个标准的参数14.7比较才可准确的判断混合气浓稀。

而这个比较的标准参数14.7理论空燃比。

理论空燃比：

理论上1千克汽油完全燃烧生成CO2和H2O需要消耗14.7千克的空气，那么这种混合气的空燃比即为理论空燃比，这种混合气称为理论混合气。

也就是说只要混合气以理论混合气的浓度配比，它就可以完全燃烧尽，任何一样都没有剩余。

混合气不浓也不稀，是理想的一种混合气。

因此判断混合气浓稀的方法：

1、当A/F=14.7混合气为理论混合气；

2、当A/F>

14.7时混合气为稀混合气；

3、当A/F<

14.7时混合气为浓混合气。

例1通过解码器检测到发动机在工作过程中吸入到气缸中的28mg的空气，此缸喷油器喷射了2mg的汽油，计算此缸的混合气的空燃比，并判断混合气的浓稀。

（比较简单，按照公式计算即可）

=

=14

=14<

14.7

所以此混合气为浓混合气。

混合气的浓稀还可以用另外一个参数来表示，也就是过量空气系数。

（2）过量空气系数

过量空气系数含义：

气缸中每千克汽油燃烧实际消耗的空气量与每千克汽油消耗的理论空气量14.7千克的比值称为过量空气系数，一般用λ表示。

λ=

过量空气系数的大小也可直接反应混合气的浓稀，值越大混合气越稀，越小混合气越浓。

但是一必须要与一个标准的混合气进行比较才能判断出浓稀，这个标准的混合气同样是理论混合气。

计算理论混合气的过量空气系数。

理论混合气过量空气系数λ=

=1

1、λ=1时，混合气为理论混合气。

2、λ>

1时，混合气为稀混合气。

3、λ<

1时，混合气为浓混合气。

例2：

现测得发动机气缸内燃烧了2mg的汽油同时消耗了32mg空气，计算此时可燃混合气空燃比，过量空气系数，并分别用两种方法判断混合气浓稀。

=16

=16>

所以此混合气为稀混合气。

=1.09

λ=1.09>

1

2、可燃混合气浓度对发动机性能的影响

（1）标准混合气，发动机所需要的，发动机动力足且污染物排放量最少。

（2）稀混合气，发动机动力不足，满足不了符合要求。

过稀直接导致发动机熄火。

（3）浓混合气，发动机动力足但燃油消耗率增加，燃油经经济性不好且污染物排放量增加。

4.1.3车用汽油机对可燃混合气浓度的要求

（1）稳定工况对混合气成分的要求

①怠速工况，需要由浓变理论的混合气

②小负荷工况，需要理论混合气

③中等负荷工况，需要理论混合气

④大负荷及全负荷工况，需要浓混合气

（2）过渡工况对混合气成分的要求

①冷起动工况，需要浓混合气

②暖机工况，需要由浓变理论的混合气

③加速工况，需要浓混合气

4.2电控汽油喷射式发动机燃料供给系统概述

4.2.1电控汽油喷射式发动机燃料供给系统组成

电控汽油喷射式发动机燃料供给系统由进气系统、燃油供给系统、排气系统、电子控制系统组成。

4.2.2电控汽油喷射系统的类型

电控发动机燃油喷射系统分类

1、按对进入气缸空气量的检测方式分

（1）直接检测型（简称L型）

（2）间接检测型（简称D型）

2、按喷射位置分

（1）缸内喷射（GDI）：

（2）进气管喷射（PFI）：

进气管喷射系统按喷油器的数量不同，又可分为单点喷射系统和多点喷射系统。

①单点燃油喷射系统（SPI）

②多点燃油喷射系统（MPI）

3、按喷油器的喷射方式分

（1）连续喷射系统

（2）间歇喷射系统

4、按燃油喷射系统的控制方式分

（1）机械控制式燃油喷射系统

（2）机电结合式燃油喷射系统

（3）电子控制式燃油喷射系统

4.2.3电控汽油喷射系统的优点

（1）能提供发动机在各种运行工况下最佳的混合气浓度，使发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。

（2）电控燃油喷射系统配用排放控制系统后，大大降低了HC、C0和N0X三种有害气体的排放。

（3）增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；

由于每个气缸均安装一个喷油器（多点喷射系统），所以各缸的燃油分配比较均匀，有利于提高发动机运转的稳定性。

（4）当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制电脑（ECU）能及时准确地作出补偿。

（5）在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能够迅速的作出反应，使汽车加速、减速性能更加良好。

（6）具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油。

减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入气缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。

在化油器系统中，此时会使粘附于进气歧管壁面的燃油由于进气歧管内真空度骤升而蒸发后进入气缸．他混合气变浓，燃烧不完全，排气中HC和CO的含量增加。

而在电控燃油喷射发动机中，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，喷油就会减少或停止，使排气中HC和CO的含量减少，降低燃油消耗。

（7）在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力减小。

再加上进气管道的合理设计，就能充分利用吸入空气惯性的增压作用，增大充气量，提高发动机的输出功率，增加动力性。

（8）在发动机起动时，可以用发动机控制模块（ECU）计算出起动时所需的供油量，使发动机起动容易，暖机更快，暖机性能提高。

4.3进气系统的构造与维修

4.3.1进气系统的作用和组成

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。

4.3.2进气系统的主要部件

4.3.2.1空气滤清器

空气滤清器的作用是滤去空气中的尘土和砂粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损，延长发动机的使用寿命。

空气滤清器按滤清方式可分为惯性式、过滤式和综合式（前两种的综合）三种。

1、空气滤清器的构造

2、空气滤清器的维护

4.3.2.2空气流量计

1、热线式空气流量计

根据热线的安装位置不同，热线式空流量计有主流测量式（如图4-16所示）和旁通测量式（如图4-17所示）两种结构形式。

（1）热线式空气流量计的构造

（2）热线式空气流量计的工作原理

（3）热线式空气流量计的输出特性

（4）热线式空气流量计的检测

1）检查电路连接情况

检查空气流量计与微电脑的连接导线是否正常，以及插接器插接是否可靠。

2）检查外观

检查空气流量计的热丝有无折断及脏污现象，护网有无堵塞及破损现象。

若有，则应更换空气流量计。

3）检查输出信号

①就车检测（动态检测）

②车下检测

4）检查自清信号

2、热膜式空气流量计

热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品，其结构及工作原理与热线式空气流量计基本相同，只是将感知元件由热线改为平面形铂金属膜电阻器（简称热膜）。

（1）热膜式空气流量计构造

（2）热膜式空气流量计的输出特性

（3）热膜式空气流量计的检测

3）就车检测

4）车下检测

4.3.2.3进气歧管绝对压力传感器

1、压阻效应式进气歧管绝对压力传感器

（1）压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的构造

（2）压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的工作

（3）压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的输出特性

（4）压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的检测

1）检测电源电压

2）检测输出信号电压

2、电容式进气歧管绝对压力传感器

3、电感式进气歧管绝对压力传感器

4.3.2.4节气门体

节气门体安装在空气流量计之后的进气管上，用以控制发动机正常运行工况下的进气量。

节气门体主要由节气门和怠速空气道组成，在节气门体上还安装有节气门位置传感器、怠速控制阀等装置。

4.3.2.5节气门位置传感器

节气门位置传感器的作用是把汽油机运转过程中节气门的位置及开启角度的变化转换成电信号输入发动机ECU，用于控制燃油喷射及其他辅助控制。

节气门位置传感器安装在节气门体上节气门轴的一端，通过节气门轴带动其内部的电刷、触点转动，从而把节气门开度转化为电信号输出。

常见的节气门位置传感器有触点开关式、线性电位计式和综合式三种类型。

1、触点开关式节气门位置传感器

（1）触点开关式节气门位置传感器的构造

（2）触点开关式节气门位置传感器工作原理

（3）触点开关式节气门位置传感器输出特性

（4）触点开关式节气门位置传感器的检测

2、线性电位计式节气门位置传感器

（1）线性电位计式节气门位置传感器的构造与检测

（2）线性电位计式节气门位置传感器的输出特性

3、综合式节气门位置传感器

（1）综合式节气门位置传感器的构造和原理

（2）综合式节气门位置传感器的输出特性

（3）综合式节气门位置传感器的检测

1）检查搭铁电路

2）检查电压

3）检查传感器

（4）节气门位置传感器的调整

4.3.2.6怠速控制阀

1、节气门直动式怠速控制机构

节气门直动式怠速控制机构是通过控制节气门的开度调节空气流通面积来控制进气量，从而实现怠速控制的。

（1）节气门控制组件的构造

（2）节气门控制组件的怠速控制过程

2、旁通气道式怠速控制机构

（1）步进电机式怠速控制阀

1）步进电机式怠速控制阀的构造

2）步进电机式怠速控制阀的工作原理

3）步进电机式怠速控制阀的检测

（2）旋转滑阀式怠速控制阀

1）旋转滑阀式怠速控制阀的构造

2）旋转滑阀式怠速控制阀的工作原理

3）旋转滑阀式怠速控制阀的检测

（3）电磁式怠速控制阀

1）电磁式怠速控制阀的构造与原理

2）电磁式怠速控制阀的检测

4.3.2.7温度传感器

1、冷却液温度传感器

冷却水温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水接触，用来检测发动机的冷却水温度。

（1）冷却液温度传感器结构和电路

（2）冷却液温度传感器的检测

2、进气温度传感器

（1）进气温度传感器的结构和电路

（2）进气温度传感器的检测

4.3.2.8进气管

进气管的作用是较均匀地分配可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）到各气缸中，对汽油机来说，进气管的另一作用是使可燃混合气和油膜继续得到汽化。

进气管有进气总管和进气歧管。

1、进气总管

2、进气歧管

4.3.3进气系统的检修

1、检测进气流量

2、进气道的真空泄漏

3、检测怠速转速

4.3.4进气控制

为了使发动机在怠速工况时具有良好的经济性和排放性，必须对发动机怠速转速进行有效控制，因而设置了怠速控制系统；

为了使发动机在工作时增大进气量而改善动力性能，发动机进气系统中还设置了各种增压控制系统。

4.3.4.1怠速控制

1、怠速控制系统的组成

2、怠速控制的实质

3、怠速控制过程

4、怠速控制项目

4.3.4.2增压控制

采用增压的方式是为了提高发动机的充气量，从而达到提高发动机动力性的目的。

增压的方式很多，各种发动机上采用的方法有所不同，现介绍几种。

1、转换阀控制系统

（1）转换阀控制系统的结构和原理

（2）转换阀控制系统的控制过程

2、谐波增压控制系统

（1）谐波增压控制系统的工作原理

（2）谐波增压控制系统的控制过程

3、废气涡轮增压系统

（1）废气涡轮增压控制系统的结构原理

（2）废气涡轮增压控制系统的控制过程

4.4燃油供给系统的构造与维修

4.4.1燃油供给系统的作用和组成

4.4.2燃油供给系统的主要部件

4.4.2.1汽油箱

4.4.2.2电动汽油泵

1、电动汽油泵的基本结构和工作原理

2、常见的几种电动汽油泵

（1）滚柱式电动汽油泵

（2）涡轮式电动汽油泵

3、电动汽油泵的控制

电动汽油泵的控制包括以下功能：

①预运转功能。

即当点火开关打开而不起动发动机时，油泵能预先运转3-5s，向油管中预防充压力燃油，保证顺利起动。

②起动运转功能。

即在发动机起动过程中，油泵能同时运转，保证起动供油。

③恒速运转功能。

即在发动机正常运转过程中，油泵能始终恒速运转，保证正常的泵油压力和泵油量。

④变速运转功能。

即根据发动机工况的变化控制油泵高、低速运转变换。

发动机高速、大负荷工况下耗油较多时，燃油泵以高速运转；

发动机在低速、中小负荷工况工作时，使燃油泵以低速运转，以减少不必要的燃油泵磨损和电能消耗。

⑤自动停转保护功能。

发动机熄火后，即使点火开关仍处于接通状态，油泵也能自动停转。

这一功能可防止汽车因碰撞等事故造成油管破裂时的燃油大量外溢，而避免因点火开关处于接通位置引起火灾。

油泵控制电路的上述功能不一定全反映在某一车型上，各车型控制电路所能实现的控制功能不尽相同，有的控制功能较少，有的控制功能较多，下面介绍几种常见的油泵控制电路。

（1）由ECU控制的油泵控制电路

（2）具有转速控制的油泵控制电路

1）电阻器控制式

2）专用ECU控制式

4、电动汽油泵及其控制电路的检测

（1）电动汽油泵的检测

1）就车检查电动汽油泵

2）汽油泵的拆装与检验

（2）汽油泵控制电路的检测

（3）电动汽油泵继电器的检测

1）四脚电动汽油泵继电器的检查

2）五脚电动汽油泵继电器的检测

4.4.2.3汽油滤清器

1、汽油滤清器的构造

2、汽油滤清器的维护

4.4.2.4燃油压力调节器

1、燃油压力调节器的构造

2、燃油压力调节器的工作原理

3、燃油压力调节器的检修

4.4.2.5燃油分配管

4.4.2.6电磁喷油器

1、喷油器的构造和原理

2、喷油器的驱动

（1）电压驱动式

（2）电流驱动式

3、喷油器的控制电路

4、喷油器的检修

（1）喷油器的就车检查

（2）喷油器的车下检查

4.4.3燃油供给系统的检修

1、燃油供给系统检修的注意事项

2、燃油供给系统压力的卸除

3、燃油供给系统压力的预置

4、燃油供给系统压力的检测

（1）卸除燃油系统的压力。

（2）安装汽车专用燃油压力表。

（3）检测静态油压。

（4）检测怠速工作压力

（5）检测急加速压力

（6）检测油泵最大供油压力

（7）检测调节压力

（8）检测燃油供给系统保持压力

4.4.4燃油喷射控制

4.4.4.1喷油正时控制

喷油正时就是指喷油器何时喷油。

在多点燃油喷射系统中，燃油喷射可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种喷射方式。

1、同时喷射

2、分组喷射

3、顺序喷射

4.4.4.2喷油量控制

1、起动时的喷油量控制

2、起动后的喷油量控制

（1）基本喷油量

（2）喷油修正量

（3）喷油增量

4.4.4.3断油控制

1、减速断油控制

2、超速断油控制

3、清除溢流控制

4.5排气系统的构造与维修

4.5.1排气系统的作用和组成

排气系统的作用是汇集各气缸的废气，减小排气噪声和消除废气中的火焰和火星，使废气安全地排入大气，并对废气中的有害物质进行排放控制。

整个排气系统包括排气歧管、氧传感器、三元催化转换器、排气消声器、隔热装置等。

4.5.2.1排气歧管

4.5.2.2三元催化转换器

三元催化转换器的作用是利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。

三元催化转换器一般安装在排气消声器前面。

1、三元催化转换器的构造

2、三元催化转换器的工作原理

4.5.2.3氧传感器

1、氧化锆式氧传感器

（1）氧化锆式氧传感器的构造

（2）氧化锆式氧传感器的工作原理

（3）氧化锆式氧传感器的输出特性

（4）氧化锆式氧传感器的类型

氧化锆式氧传感器有以下几种型式：

①单引线。

氧传感器只有一根信号线，以外壳做搭铁回路。

②两线式。

一条为信号线，另一条则为搭铁线。

③三线式。

使用在加热型的氧传感器上，其中两条引线同上述，第三条线为来自继电气（或点火开关）的12V加热电源线。

④四线式。

信号线与加热线各自有搭铁回路，即有两条搭铁线。

（5）氧化锆式氧传感器的检测

2、氧化钛式氧传感器

（1）氧化钛式氧传感器的构造

（2）氧化钛式氧传感器的工作原理

4.5.2.4排气消声器

排气消声器的作用是抑制发动机的排气噪声，消除废气中的火焰和火星。

消声器的基本原理是：

消耗废气流的能量，平衡气流的压力波动，有吸收式和反射式两种基本消声方式。

在吸收式消声器上，通过废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量。

反射式消声器则由多个串联的谐振腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起，废气在其中经多次反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻了振动。

4.5.3.1曲轴箱强制通风控制

曲轴箱强制通风系统的作用是防止从燃烧室窜入曲轴箱的窜缸混合气排入大气造成污染，同时达到节能和改善发动机机油工作条件的目的。

1、曲轴箱强制通风系统的结构

2、PCV阀

4.5.3.2燃油蒸发排放控制

燃油蒸发（EVAP）排放控制系统的作用是防止燃油箱的燃油蒸气排入大气造成污染。

1、燃油蒸发排放控制系统的结构

2、燃油蒸发排放控制系统的工作原理

4.5.3.3废气再循环控制

废气再循环（EGR）控制系统的作用是将适量的废气重新引入气缸内参加燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少NOX的排放量。

1、开环控制的废气再循环控制系统

（1）开环控制的废气再循环控制系统的结构

（2）开环控制的废气再循环控制系统的工作原理

2、闭环控制的废气再循环控制系统

（1）闭环控制的废气再循环控制系统的结构

（2）闭环控制的废气再循环控制系统的工作原理

4.5.3.4空燃比反馈控制

1、空燃比反馈控制系统的控制原理

4.6电子控制系统的构造与维修

4.6.1电子控制器

1、电子控制器的组成

（1）输入回路

（2）A/D转换器

（3）微型计算机

（4）输出回路

2、电子控制器的工作过程

4.6.2故障自诊断系统

1、故障自诊断系统的功能

2、故障自诊断系统的工作原理

故障自诊断系统对电子控制系统的不同部分处理方式有所不同。

（1）传感器及其有关电路的故障诊断和故障运行

（2）控制器的故障诊断及故障运行

（3）执行机构及其电路的故障诊断和故障保险

3、故障自诊断测试

4、OBD-Ⅱ简介

（1）OBD-Ⅱ随车诊断系统的特点

5、电脑检测仪简介

6、故障码与故障的关系

（1）有故障码不一定有故障

（2）无故障码控制系统不一定正常

（3）故障码不一定反映具体的故障部位

4.6.3失效保护系统

1、冷却液温度传感器信号故障

2、进气温度传感器信号故障

3、点火确认信号故障

4、节气门位置传感器（线性型）信号故障

5、空气流量传感器（或进气歧管绝对压力传感器）信号故障

6、爆燃传感器信号故障

7、氧传感器信号故障

8、凸轮轴位置传感器信号故障

9、曲轴位置传感器信号故障

4.6.4应急备用系统

4.6.5发动机控制系统的故障诊断

1、发动机控制系统故障诊断注意事项

（1）拆卸电控系统各电线插接件时，首先应关闭点火开关。

如果更换或需要断开蓄电池时，应考虑音响及防盗密码和存储于ECU内的所有故障代码将会全部消失，给发动机故障排除带来困难。

因此应先记住密码和读取故障代码。

（2）拆装控制电脑时，除务必将点火开关关闭外，不要用敲击方式拆装，以免造成接脚或电路板损坏。

（3）控制电脑应避免掉落，并且不能放在高温或磁性环境中。

（4）在检测燃油系统时，经常会有跨接燃油泵继电器的工作，不可将电源接到继电器的电脑控制端。

（5）在测试点火系统时，不应将高压线或点火线圈直接搭铁试火，应接一个火花塞试火。

（6）在测试过程中应使用高阻抗仪表，不允许用测试灯测试任何微机及其相连的电气装置，以防微机和传感器受损。

2、发动机控制系统故障诊断程序

电控发动机的自诊断系统故障指示灯亮后，表明电控系统检测出故障，应当及时排除，而排除故障的前提就是要按正确的诊断程序进行。

作业布置：

课后复习思考题：

第2、3、4、7、10、14、15、16、18题

教学后记