发动机构造(3)

1、汽车构造课教案 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：班级：第 讲题目：第一章 电控汽油喷射系统第 讲 电子控制系统第 周 星期 本讲教学目标：知识点：·节气门位置传感器的结构原理及控制过程·进气和冷却液温度传感器的结构原理及控制过程·曲轴转速和位置传感器的结构原理及控制过程·氧传感器及爆震传感器的结构原理及控制过程能力点：·能够正确理解电子控制系统主要元件的结构原理·能够正确分析电子控制系统主要元件的控制电路及控制过程本讲主要内容：·节气门位置传感器·进气温度传感器·冷却液温度传感器·曲轴转速与

2、位置传感器·氧传感器·爆震传感器·电子控制器本讲教学要求及适合专业：·汽车检测与维修专业（2课时）·汽车维修与营销专业（2课时）·重点讲解电子控制系统主要元件的结构原理·启发分析电子控制系统主要元件的控制电路及控制过程教学重点： ·电子控制系统主要元件的结构原理及控制过程教学难点： ·电子控制系统主要元件的控制电路及控制过程教学方法及手段：导入、重点讲解、对比介绍、简单介绍、对比分析、归纳总结、多媒体作业或课外阅读资料：本讲教学内容由电控燃油喷射系统组成导入电子控制系统如图6-44：电子控制系统组成

3、83;电子控制系统由传感器、电子控制器、执行器组成（如图6-44）·部分传感器和执行器在有关章节中讲授，注意衔接。重点讲解：一、节气门位置传感器·要求学生了解节气门位置传感器功能及类型1功能及类型（1）功能·检测节气门开度转换为电压信号传递给ECU ·判定发动机运转工况的依据（2）类型·线性输出型(滑动电阻式)·开关量输出型(触点式)重点介绍：·要求学生理解掌握线性输出型节气门位置传感器结构原理与控制电路2线性输出型（1）结构和原理（图6-45a）·VCC：传感器电源端子。由ECU提供 ·VTA：节气门开

4、度信号端子。节气门开度越大，VTA-E2间电阻越大，开度电压信号越大·IDL：怠速开关端子。节气门关闭时，怠速开关闭合；节气门打开时，怠速开关断开·E2：传感器通过ECU接地（2）输出特性（图6-45b）·输出电压随节气门开度的增大而线性增大·当节气门完全关闭时，怠速触点闭合，发动机处于怠速状态（3）控制电路（图6-45c）·VTA信号：节气门由关闭逐渐开大，在05V间变化·IDL信号：怠速时0V，节气门打开时12V图6-5：线性输出型节气门位置传感器（a）结构和原理 （b）输出特性 （c）控制电路对比介绍：·要求学生了解开

5、关量输出型节气门位置传感器结构原理与控制电路图6-46：开关量输出型节气门位置传感器结构与原理3开关量输出型（1）结构与原理（图6-46） （a）怠速工况 （b）大负荷工况（2）输出特性（图6-47a）·传感器有开和关两种信号·怠速触点闭合：节气门全闭，发动机处于怠速状态·全开触点闭合：节气门开度>50，发动机处于大负荷状态（3）控制电路（图6-47b）（4）带ACC信号输出的开关量输出型（图6-47c）·怠速触点闭合，怠速状态；如高速时怠速触点闭合，减速状态·加减速检测触点闭合，同时该触点与ACC1和ACC2交替闭合/断开，急加速工况&

6、#183;大负荷触点闭合，大负荷工况·加减速检测触点断开，同时该触点与ACC1和ACC2交替闭合/断开，减速工况图6-46：开关量输出型节气门位置传感器输出特性及控制电路 （a）输出特性 （b）控制电路 （c）带ACC信号结构原理重点讲解：·要求学生理解掌握进气温度传感器原理及控制电路二、进气温度传感器1功能与结构（图6-48a）·检测进气温度转化为电信号，送给ECU作为喷油量修正信号，获得最佳空燃比·热敏电阻传感器2工作原理（图6-48b）·负温度系数热敏电阻特性：进气温度升高，热敏电阻值降低3控制电路（图6-48c）·THA信号：

7、进气温度越高，热敏电阻越低，电路总电阻减小，电路电流增大，ECU内电阻R分压增加，热敏电阻分压降低，即THA信号电压减小·E2：传感器接地图6-48：进气温度传感器 （a）结构 （b）特性曲线 （c）控制电路对比介绍：·要求学生理解掌握冷却液温度传感器原理及控制电路图6-49：冷却液传感器控制电路三、冷却液温度传感器1功能·检测冷却液温度转化为电信号，送给ECU作为喷油量、点火正时的修正信号2结构与原理·热敏电阻传感器 ·负温度系数热敏电阻特性：冷却液温度升高，热敏电阻值降低3控制电路（图6-49）·THW信号：冷却液温度越高，热敏电

8、阻越低，电路总电阻减小，电路电流增大，ECU内电阻R分压增加，热敏电阻分压降低，即THW信号电压减小·E2：传感器接地重点讲解：四、曲轴/凸轮轴位置和转速传感器·要求学生了解曲轴/凸轮轴位置和转速传感器功能及类型1功用、类型及位置·功用：检测发动机上止点、曲轴转角、发动机转速信号送给ECU，以确认曲轴位置，用来控制喷油正时和点火正时·类型：磁电式、光电式、霍尔式·位置：经常安装在发动机的曲轴端、凸轮轴端、飞轮上或分电器内重点介绍：·要求学生理解掌握磁电式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器结构原理与控制电路图6-50：磁电式曲轴/凸轮轴位置和

9、转速传感器结构与原理2磁电式（1）结构与原理（图6-50）·丰田TCCS系统，位于分电器内·利用转子旋转使磁通量变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势信号，将此信号放大后，送入电脑图6-51：发动机转速（Ne）信号（2）发动机转速（Ne）信号（图6-51） ·曲轴转角1°信号=30°转角时间/30等分·发动机转速：Ne信号以2个脉冲时间（曲轴60°）为基准计算和检测图6-52：曲轴位置（G）信号（3）曲轴位置（G）信号（图6-52）·G信号：辨别气缸及检测活塞上止点位置。G1为第6缸压缩上止点前10°

10、，G2为第1缸压缩上止点前10°·G信号：ECU利用Ne信号计算曲轴转角的基准信号 图6-53：磁电式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器控制电路（4）控制电路（图6-53）·G1-G-：第6缸上止点位置电脉冲信号·G2-G-：第1缸上止点位置电脉冲信号·Ne-G-：曲轴转速电脉冲信号对比分析：·要求学生理解掌握光电式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器结构原理与控制电路图6-54：光电式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器结构与原理3光电式（1）结构与原理（图6-54）·NISSAN公司，位于分电器内·利用发光二极管，造成信号发生器输出

11、表征曲轴位置和转角的脉冲信号图6-55：1°和120°信号（2）1°和120°信号（图6-55）·曲轴1°信号：供ECU计算曲轴转角和发动机转速·曲轴120°信号：供ECU确认活塞上止点(前70°)位置 图6-56：光电式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器控制电路（3）控制电路（图6-56）对比分析：·要求学生理解掌握霍尔式曲轴/凸轮轴位置和转速传感器结构原理与控制电路图6-57：霍尔效应原理3霍尔式·利用霍尔效应原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号。·霍尔效应原理（图6-57

12、）（a）叶片对永久磁铁和霍尔元件隔磁，不产生霍尔电压 （b）叶片离开空气隙，产生霍尔电压 （a） （b）重点介绍：·要求学生理解掌握触发叶片式霍尔传感器结构和输出信号图6-58：信号轮（1）触发叶片式（GM公司）1）结构型式（图6-58）·外信号轮：均布18个叶片和窗口，宽度10°弧长 ·内信号轮：3个叶片宽度100°、90°、110°弧长；3个窗口宽度20°、30°、10°弧长。图6-59：输出信号2）输出信号（图6-59）·18X信号：一个脉冲为20 °/20等份= 1&

13、#176;信号控制点火时刻·3X信号：120°信号判断气缸和点火时刻基准信号·100°弧长触发叶片前沿：1、4缸上止点前75 °·90°弧长触发叶片前沿：3、6缸上止点前75 °·110°弧长触发叶片前沿：2、5缸上止点前75 ° 对比介绍：·要求学生理解掌握触发轮齿式霍尔传感器结构和控制电路图6-60：触发轮齿式霍尔传感器（2）触发轮齿式（克莱斯勒公司）1）结构型式（四缸发动机飞轮壳）（图6-60a）·轮槽通过时：霍尔效应输出高电位（5V） ·轮齿通过时

14、：霍尔效应输出低电位（0.3V）·第4个槽脉冲下降沿：活塞上止点前(TDC)4°·1组4个脉冲信号：1、4缸接近上止点·另1组4个脉冲信号：2、3缸接近上止点2）控制电路（图6-60b）·CPS信号：确定活塞上止点和发动机转速 ；但并不知道有哪两个缸的活塞接近上止点，·同步信号传感器：装在分电器内，协助传感器判缸。 （a）结构型式 （b）控制电路对比介绍：·要求学生理解掌握同步信号霍尔传感器结构和控制电路图6-61：同步信号霍尔传感器（3）同步信号传感器（霍尔式）1）结构型式（四缸发动机分电器内）（图6-61a）·

15、脉冲环前沿通过时：产生5V高电压 ·脉冲环后沿离开时：产生0V信号电压·分电器旋转一周：高低电位各占180°（曲轴转角360°）2）控制电路（图6-61b）·产生5V电压信号时：表示下一个到达上止点的是1、4缸，1缸为压缩行程，4缸为排气行程。·产生0V电压信号时：表示下一个到达上止点的仍是1、4缸，但气缸工作行程与前述相反。 （a）结构型式 （b）控制电路重点讲解：五、氧传感器·要求学生了解氧传感器功能及类型1功用与类型·功用：在使用三元催化转换器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。氧传感器测定排气中氧

16、浓度信号，发动机ECU据此信号反馈修正喷油量，控制空燃比收敛于理论值，使三元催化转换器效果最佳。氧传感器的工作使发动机处于闭环控制状态·类型：氧化锆式（应用最多）和氧化钛式重点介绍：·要求学生理解掌握氧化锆式氧传感器结构原理与控制电路图6-62：氧化锆式氧传感器结构2氧化锆式（1）结构型式（图6-62）·锆管：氧化锆固体电解质制作的多孔陶瓷体试管·锆管内侧：大气·锆管外侧：排气·锆管元件：微电池图6-63：氧化锆式氧传感器原理与输出信号（2）工作原理（图6-63a）·混合气稀：排气中含氧多，两侧氧浓度差小，产生电压信号较低

17、·混合气浓：排气中含氧少，两侧氧浓度差大，产生电压信号较高（3）输出电压信号特点（图6-63b）·氧传感器电压在 =1（理论空燃比14.7）时突变： >1时输出电压几乎为0 ，< 1时输出电压接近1V·反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动：故氧传感器输出电压在0.10.9V之间不断变化，如果变化过缓或不变则表明存在故障 （a）工作原理 （b）输出电压信号图6-64：氧化锆式氧传感器的加热器和控制电路（4）带加热器的氧传感器原理（图6-64a）·氧传感器输出信号与工作温度有关： 早期通过排气加热，发动机起动数分钟后才能工作&

18、#183;带加热器的氧传感器，起动后2030s内工作（5）控制电路（图6-64b）·OX端子：产生氧传感器信号电压·HT端子：控制加热丝电路通断 （a）加热器 （b）控制电路对比介绍：·要求学生了解氧化钛式氧传感器结构原理与控制电路图6-65：氧化钛氧传感器的结构与控制电路3氧化钛式（1）结构型式（图6-65a）·又称电阻型氧传感器：氧化钛常温下为高电阻半导体，一旦缺氧，电阻随之减小·也有电加热器：保证传感器工作温度不变（2）控制电路（图6-65b）·与ECU连接的输出端子电压：0.10.9V ·混合气稀：输出电压高于参考电

19、压·混合气浓：输出电压低于参考电压 （a）结构 （b）控制电路重点讲解：六、爆震传感器·要求学生了解爆震传感器功能及类型1功用与类型·功用：检测发动机有无爆震现象，并将信号送入发动机ECU，判定有无爆震及爆震强弱，推迟点火提前角·类型：磁致伸缩式和压电式重点介绍：·要求学生理解掌握压电式爆震传感器结构原理与控制电路图6-66：压电式爆震传感器2压电式（1）结构原理（图6-66a）·压电效应：当缸体振动时，配重受振动影响产生加速度，压电元件受到加速度惯性力的作用而产生电压信号（2）输出特性（图6-66b） （a）结构原理 （b）控制电路

20、对比介绍：·要求学生了解磁致伸缩式爆震传感器结构原理与控制电路图6-67：磁致伸缩式爆震传感器3磁致伸缩式（图6-67）·缸体出现振动时，传感器在7kHz左右处产生共振，铁心的导磁率发生变化，致使永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变化，从而在绕组中产生感应电动势图6-68：爆震传感器控制电路4控制电路（图6-68） 简单讲解：·要求学生了解电子单元组成及工作过程图6-69：电子单元组成归纳小结：·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容七、电子单元（ECU）1电子单元组成（图6-69）2电子单元工作过程·从传感器来的信号，首先进入输入回路，

21、对具体信号进行处理。如是数字信号，根据CPU的安排，经I/O接口直接进入微机；如是模拟信号，还要经过A/D转换，转换成数字信号后，才能经I/O接口进入微机。·大多数信息，暂时存储在RAM内，根据指令再从RAM送至CPU。下一步是将存储在ROM中的参考数据引入CPU，使输入传感器的信息与之进行比较。·CPU对这些数据比较运算后，作出决定并发出输出指令信号，经I/O接口，必要的信号还经D/A转换器转变成模拟信号，最后经输出回路去控制执行器动作。例如喷油器驱动信号，通过控制喷油正时和喷油脉宽，完成控制喷油功能。汽车构造课教案 200 /200 学年 第 学期课程名称：汽车构造（一

22、） 授课教师：班级：第 讲题目：第一章 电控汽油喷射系统第 讲 电控汽油喷射系统的功能第 周 星期 本讲教学目标：知识点：·喷油正时控制功能·喷油量控制功能·燃油停供控制功能能力点：·能够正确理解喷油正时控制功能·能够正确理解喷油量控制功能本讲主要内容：·喷油正时控制·喷油量控制·燃油停供控制本讲教学要求及适合专业：·汽车检测与维修专业（2课时）·汽车维修与营销专业（2课时）·重点讲解喷油正时控制、喷油量控制·启发分析燃油停供控制教学重点： ·喷油正时控制·

23、;喷油量控制教学难点： ·喷油正时控制·喷油量控制教学方法及手段：导入、重点讲解、对比介绍、启发分析、归纳总结、多媒体作业或课外阅读资料：本讲教学内容：由化油器汽油喷射系统控制导入电控汽油喷射系统的控制·电控汽油喷射系统的控制功能包括喷油正时控制、喷油量控制、燃油停供控制和燃油泵控制。其中燃油泵控制已在燃油供给系统中讲解。重点讲解：一、喷油正时控制·喷油正时控制包括同步喷油正时控制和异步喷油正时控制 重点介绍·要求学生理解掌握顺序喷射正时控制图6-70：顺序喷射控制电路1同步喷油正时控制（1）顺序喷射正时控制1）顺序喷射控制电路（四缸发动机）（

24、图6-70）·喷油器驱动回路数与气缸数目相等图6-71：顺序喷射喷油正时2）顺序喷射喷油正时（图6-71）·可以设立最佳喷油时间，对混合气形成有利·喷油正时在排气上止点前6070°·控制软件复杂对比介绍·要求学生理解掌握分组喷射正时控制图6-72：分组喷射控制电路（2）分组喷射正时控制1）分组喷射控制电路（图6-72）·喷油器分为2组（四缸机）或3组（六缸机）·ECU用2路或3路控制电路控制各组喷油器图6-73：分组喷射喷油正时2）分组喷射喷油正时（图6-73）·以各组最先进入作功行程的气缸为基准

25、3;每个工作循环各组均喷射1次（或2次）对比介绍·要求学生理解掌握同时喷射正时控制图6-74：同时喷射控制电路（3）同时喷射正时控制1）同时喷射控制电路（图6-74）·ECU控制各缸喷油器同时喷油·喷油正时与发动机工作过程没有联系图6-75：同时喷射喷油正时2）同时喷射喷油正时（图6-75）·每个工作循环同时喷油2次·各缸喷油时间不可能最佳，混合气质量不一致·电路结构与软件较简单，早期多采用启发分析：·启发学生理解起动时、加速时异步喷油正时控制2异步喷油正时控制（1）起动时异步喷油正时控制·起动时，为改善起动性能，

26、除同步喷油外，还增加一次异步喷油·在起动开关（STA）处于接通状态时，ECU接收到第一个G信号后，接收到第一个Ne信号时，开始进行起动时的异步喷射（2）加速时异步喷油正时控制·由怠速过渡到起步时，为改善起步加速性能，ECU接受到IDL信号从接通到断开时，增加一次固定量的喷油·（有些发动机）ECU接受到IDL信号从接通到断开后，检测到第一个Ne信号时，增加一次固定量的喷油·（有些发动机）当节气门突然开启或进气量突然增加时（急加速），增加异步喷油重点讲解：·要求学生了解喷油量控制概念及分类二、喷油量控制·喷油量控制即控制喷油时间，分同步喷

27、射喷油时间控制和异步喷射喷油时间控制·同步喷射喷油时间控制又分为起动时喷油时间控制和起动后喷油时间控制两种模式·异步喷射喷油时间控制又分为起动异步喷油时间控制和加速异步喷油时间控制两种模式。每次异步喷油都为固定喷油量重点介绍·要求学生理解掌握起动时的同步喷油量控制内容图6-76：起动时的同步喷油量控制1起动时的同步喷油量控制·起动时的喷油量由起动时的基本喷油时间和进气温度修正和电压修正决定（图6-76）·要求学生理解掌握起动时的基本喷油时间和控制信号图6-77：起动时的基本喷油时间（1）起动时的基本喷油时间（图6-77）1）起动时的基本喷油时间

28、·由ECU内存的冷却液温度喷油时间曲线确定2）控制信号·点火开关STA挡·THW信号·转速低于规定值·要求学生理解掌握起动喷油时间的进气温度修正和电压修正内容图6-78：起动喷油时间的电压修正（2）进气温度修正（图6-76）·根据THA信号修正喷油时间（TA）延长或缩短，起动时进气温度低时延长，进气温度高时缩短（3）电压修正（图6-78）·实际喷油时刻晚于ECU发出喷油指令时刻，会使喷油量不足·蓄电池电压越低，喷油滞后时间越长，电压修正喷油时间（TB）越长重点介绍：·要求学生理解掌握起动后喷油持续时间控制

29、2起动后的同步喷油量控制·发动机起动后转速超过预定值，ECU确定的喷油持续时间：=起动后基本喷油时间×喷油修正系数电压修正值·要求学生理解掌握起动后基本喷油时间图6-79：D型EFI中的基本喷油时间三维图（三元MAP图）（1）起动后基本喷油时间1）D型EFI中（图6-79）·起动后基本喷油时间由ECU内存的基本喷油时间三维图（三元MAP图）确定·控制信号：Ne信号（转速）和PIM信号（进气管压力）2）L型EFI中·起动后基本喷油时间由ECU内存的实现既定空燃比（理论空燃比14.7:1 ）所需的喷射时间确定·控制信号：Ne信号

30、（转速）和Vs信号（空气流量计）·要求学生理解掌握起动后各工况下喷油量修正图6-80：暖机加浓修正（2）起动后各工况下喷油量修正1）起动后加浓修正·发动机ECU根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值，然后以一固定速度下降，逐步达到正常。使发动机保持稳定运转·控制信号：点火开关由STA转到ON、转速已达到或超过预定值、冷却液温度THW信号2）暖机加浓修正（图6-80）·发动机温度较低时，燃油蒸发性差，为使发动机迅速进入最佳工作状态，必须供给较浓混合气·根据水温确定暖机加浓修正值，当水温上升为正常值后，暖机修正趋于零·暖机加浓还受IDL信

31、号控制，怠速触点接通或断开时，转速不同，喷油时间有少量变化·控制信号：达到正常工作温度之前、冷却液温度THW信号、怠速信号（IDL信号）图6-81：进气温度修正3）进气温度修正（图6-81）·发动机进气温度影响进气密度，ECU根据进气温度传感器提供的进气温度信号，对喷油时间进行修正·最大修正量约为10%4）大负荷工况喷油量修正·发动机在中小负荷工况下运转时，在保持排放性能的前提下，尽量提供经济混合气，以使油耗达到最低·发动机在大负荷工况下运转时，要求使用较浓的功率混合气以获得大功率，ECU根据发动机负荷修正喷油时间·大负荷的喷油加浓量

32、约为正常喷油量的10%30%（空燃比保持在12.51）·控制信号：进气管压力传感器PIM信号或空气流量计Vs信号、全负荷PSW信号或节气门开度VTA信号。ECU接受以上信号判断发动机负荷状况，大负荷时适当增加喷油时间5）过渡工况喷油量修正·发动机在过渡工况（加速或减速）下运行时，为获得良好的动力性、经济性和响应性，需要适当修正喷油时间·控制信号：PIM或Vs信号、Ne信号、SPD信号（车速信号）、VTA信号（节气门开度）、NSW信号（空档起动开关）。ECU接受以上信号判断发动机过渡状况，对喷油时间进行修正图6-82：怠速稳定性修正6）怠速稳定性修正（仅D系统）（图

33、6-82）·进气管绝对压力在过渡工况时，相对于发动机转速的变化将产生滞后·节气门之后进气管容积越大，怠速时发动机转速越低，这种滞后时间越长，怠速越不稳定·进气管压力变动，发动机转矩也变动。由于压力较转速滞后，转矩也较转速滞后：怠速转速上升时转矩也上升，怠速转速下降时转矩也下降，造成怠速运转不稳定·控制信号：PIM信号、Ne信号启发分析：·要求学生理解减速断油控制图6-83：减速断油控制三、燃油停供控制1减速断油控制（图6-83）·发动机高速运行下，节气门突然关闭为汽车减速工况，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，避免混合气过浓、

34、燃油经济性和排放变坏·当发动机转速降至预设转速时又恢复正常喷油·要求学生理解限速断油图6-84：限速断油控制归纳小结：·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容2限速断油控制（图6-84）·发动机加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速·当发动机转速降至预设转速时又恢复正常喷油汽车构造课教案 200 /200 学年 第 学期课程名称：汽车构造（一） 授课教师：班级：第 17 讲题目：第七章 柴油机燃料供给系第17讲 柴油机供给系组成及喷油器第 周 星期 本讲教学目标

35、：知识点：·柴油机供给系的组成及功用·柴油的使用特性 ·柴油机混合气的形成及燃烧·柴油机燃烧室·喷油器的结构能力点：·具备识别汽油机供给系各组成部分的能力·理解柴油机混合气的形成及燃烧·了解柴油机燃烧室·掌握喷油器的结构与工作原理本讲主要内容：·柴油机供给系的组成及功用·柴油的使用特性 ·柴油机混合气的形成及燃烧·柴油机燃烧室·喷油器的结构与工作原理本讲教学要求及适合专业：·汽车检测与维修专业（2课时）·汽车维修与营销专业（2课时）&#

36、183;汽车电子技术专业 （2课时）·汽车制造与维修专业（2课时）·启发分析柴油机供给系的组成及功用、柴油机混合气的形成及燃烧·简单介绍柴油的使用特性、柴油机燃烧室·重点讲解喷油器的结构与工作原理教学重点： ·柴油机供给系的组成及燃油供给路线·喷油器的结构与工作原理教学难点： ·柴油机混合气的形成特点及燃烧过程教学方法及手段：导入、简单介绍、启发分析、重点讲解、归纳小结、多媒体作业或课外阅读资料：不同专业本章内容比较：·汽车检测与维修专业（8课时）·简单介绍柴油机供给系的组成及功用·重点讲解喷油

37、器的结构与工作原理·重点讲解喷油泵的结构与工作原理·重点讲解调速器的结构与工作原理·简单介绍供给系辅助装置·启发分析柴油机电控喷射技术·汽车维修与营销专业（8课时）·汽车制造与维修专业（6课时）·简单介绍柴油机供给系的组成及功用·重点讲解喷油器的结构与工作原理·重点讲解喷油泵的结构与工作原理·重点讲解调速器的结构与工作原理·简单介绍供给系辅助装置·简单介绍电控柴油喷射技术概述（详细内容在汽车电子技术或电喷发动机课中重点讲解）·汽车电子技术专业 （6课时）本讲教学内容

38、：由发动机总体构造导入柴油机燃料供给系一、 柴油机供给系的组成及功用简单讲解：·要求学生了解柴油机供给系的功用1柴油机供给系的功用 ·在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。各缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应·在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致·根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其是稳定怠速，限制超速·储存一定数量的燃油，保证汽车的最大续驶里程启发分析：·要求学生理解掌握柴油

39、机供给系组成2柴油供给系的组成（1） 燃料供给装置·主要部件：喷油泵、喷油器和调速器等·辅助装置：燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等（2）空气供给装置·空气滤清器、进气管、进气道、增压器等（3）混合气形成装置·燃烧室（4）废气排出装置·排气道、排气管、消声器等图7-1：柱塞式喷油泵柴油机供给系组成·柱塞式喷油泵柴油机供给系组成（图7-1）图7-2：VE分配式喷油泵柴油机供给系组成·VE分配式喷油泵柴油机供给系组成（图7-2）启发分析：·要求学生理解掌握柴油机供给系燃油供给路线图7-3

40、：柴油机供给系燃油供给路线3燃油供给路线（图7-3）·低压油路：从油箱到喷油泵入口这段油路，其油压由输油泵建立，一般为150300kPa，故称低压油路。主要完成柴油储存、输送和滤清等任务·高压油路：从喷油泵到喷油器这一段油路，其油压由喷油泵建立，一般在1OMPa以上，故称高压油路。柴油供给任务主要由它来完成·回油油路：由于输油泵供油量是喷油泵出油量的34倍，滤清器和喷油泵上都装有溢流阀，使多余燃油经溢流阀和回油管流回输油泵进口或直接流回油箱简单介绍：·要求学生了解柴油的定义及分类·要求学生掌握轻柴油的牌号及规格·要求学生了解轻柴油的使

41、用性能·要求学生了解轻柴油的选用二、柴油的使用特性1柴油定义及分类·定义：在石油蒸馏过程中，温度在200350之间的馏分·分类：轻柴油(用于高速柴油机),重柴油(用于中低速柴油机)2轻柴油的牌号及规格·等级：优等品、一等品、合格品·牌号：10、0、-10、-20、-35、-50 （按凝点划分）3轻柴油的使用性能·发火性：指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45·蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如，50馏出温度

42、即柴油馏出50的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300，但没有规定最低温度限，为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好·低温流动性：用柴油的凝点和冷滤点评定低温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度，而冷滤点则是指在特定的试验条件下，在1min内柴油开始不能流过过滤器20mL时的最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高46C·粘度：是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动性有关。粘度随温度而变化，当温度升高时，粘

43、度减小，流动性增强；反之，当温度降低时，粘度增大，流动性减弱·安定性：用实际胶质、10%蒸余物残炭、氧化安定性三项指标评定·防腐性：用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标评价·清洁性：用柴油中的灰分、水分和机械杂质等指标评价4轻柴油的选用·选择方法：按当地当月风险率为10%的最低气温选用轻柴油牌号启发分析：三、柴油机混合气的形成及燃烧·要求学生了解柴油机混合气的形成·要求学生了解改进柴油机混合气形成条件的措施1柴油机混合气的形成·柴油机在进气行程中进入气缸的是纯空气，在压缩行程接近终了时，由喷油器将已加压的

44、柴油以雾化的形式喷入燃烧室，经过极短的物理和化学准备过程与进入气缸的空气混合形成可燃混合气2改进混合气形成条件的措施·选用十六烷值较高发火性较好的柴油，以使可燃混合气迅速燃烧。·采用较高的压缩比，以提高气缸内的温度，使柴油尽快挥发。·提高喷油压力，一般在10MPa以上，以利于柴油雾化。·采用各式促进气体运动的燃烧室和进气道，以保证柴油与空气的均匀混合。·采用较大过量空气系数(1.31.5)的可燃混合气，以使柴油完全燃烧。·采用适当的喷油提前·要求学生理解掌握柴油机混合气的燃烧过程图7-4：柴油机混合气的燃烧过程3柴油机混合气

45、的燃烧过程（图7-4）·备燃期（AB）：是指由喷油始点到燃烧始点之间的曲轴转角。在此期间，喷入气缸的雾状柴油从气缸内的高温空气吸收热量，逐渐蒸发、扩散，与空气混合，并进行燃烧前的化学准备。备燃期不宜过长，否则会使发动机工作粗暴。·速燃期（BC）：是指从燃烧始点到气缸内的最大压力点之间的曲轴转角。从燃烧始点开始，火焰自火源迅速向各处传播，使燃烧速度迅速增加，急剧放热，导致燃烧室中温度和压力迅速上升，直至压力最大点为止。在此期间，早已喷人或燃烧开始后陆续喷人的柴油在已燃气体的高温作用下，迅速蒸发、混合和燃烧。·缓燃期（CD）：是从最高压力点起到最高温度点止的曲轴转角。

46、在此阶段，开始燃烧很快，但由于氧气减少，废气增多，燃烧条件不利，故燃烧越来越慢，但燃气温度却能继续升高到19732273K。缓燃期内，通常喷油已结束。·后燃期（DE）：从最高温度点起，燃烧在逐渐恶化的条件下于膨胀行程中缓慢进行直到停止。在此期间，压力和温度均降低。简要回顾：·柴油机燃烧室已在气缸盖中讲授，也可安排在本讲讲解四、柴油机燃烧室·要求学生理解柴油机直喷式燃烧室的类型及特点图7-5：直喷式燃烧室1直喷式燃烧室（又称统一式燃烧室）（图7-5）·燃烧室容积集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内（1）型燃烧室·结构简单，燃烧室位于活塞顶，喷油器采用孔式

47、喷油器，混合气的形成以空间雾化为主。（2）球形燃烧室·燃烧室位于活塞顶部的深坑内，采用单孔或双孔喷油器，混合气的形成以油膜蒸发为主。采用螺旋进气道形成强烈的进气涡流。 （a）型燃烧室 （b）球形燃烧室·要求学生理解柴油机分隔式燃烧室的类型及特点图7-5：分隔式燃烧室2分隔式燃烧室（图7-6）·分为两个部分，主燃烧室位于活塞顶，而副燃烧室位于缸盖上，主副燃烧室通过通道相同，喷油嘴位于副燃烧室内。（1）涡流燃烧室·主副燃烧室之间通过狭窄的切向通道相通，空气被挤入涡流室形成强烈有规则涡流运动，大部分柴油在涡流室内燃烧，形成二次涡流混合燃烧（2）预燃燃烧室

48、83;空气被挤入预燃室产生无规则紊流，小部分柴油在预燃室内燃烧，产生二次紊流混合完全燃烧。 （a）涡流燃烧室 （b）预燃燃烧室重点讲解：五、喷油器的结构与工作原理·要求学生了解喷油器的功用、要求与类型1喷油器的功用、要求与类型（1）功用·根据柴油机混合气形成特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位（2）要求·应满足不同类型的燃烧室对喷雾特性的要求。·应有一定的贯穿距离和喷雾锥角；·有良好的雾化质量；·在喷油结束时不发生滴漏现象。（3）类型·孔式喷油器·轴针式喷油器·要求学生理解掌握孔式喷

49、油器的结构原理图7-7：孔式喷油器的结构2孔式喷油器（1）结构1）适用：统一式燃烧室2）结构（图7-7）·由针阀和针阀体构成喷油嘴。喷油嘴有长型和短型两种结构形式。前者将喷油嘴加长，针阀的导向部分远离燃烧室，以减少针阀受热及变形，从而避免针阀卡死在针阀体内，所以长型喷油嘴多用于热负荷较高的柴油机上·针阀的两个锥面承压锥面：承受高压油腔中油压的作用，使针阀产生向上的轴向推力，克服调压弹簧的预紧力及针阀与针阀体间的摩擦力，使喷油器实现喷油。密封锥面：与针阀体内的密封锥面配合，以实现喷油器内腔的密封。·喷孔：有一个或多个喷孔，有一个喷孔的称单孔喷油器，有两个喷孔的称双孔

50、喷油器，有三个以上喷孔的称多孔喷油器。一般喷孔数目为17个，喷孔直径为0.20.5mm。喷孔直径不宜过小，否则既不易加工，又在使用中容易被积炭堵塞。·调压装置：调压弹簧的预紧力通过顶杆作用在针阀上，将针阀压紧在针阀体内的密封锥面上，使喷油嘴关闭。调压弹簧的预紧力由调压螺钉调节。（2）工作原理·来自喷油泵的高压柴油通过高压油管送到喷油器，经进油管接头、喷油器滤芯以及喷油器体和针阀体内的油道进入喷油嘴内的压力室。油压作用在针阀的承压锥面上，产生向上的推力。当此推力超过调压弹簧的预紧力时，针阀升起并将喷孔打开，高压柴油经喷孔喷人燃烧室。·当喷油泵停止供油时，喷油嘴压力室

51、内的油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下瞬即落座，将喷孔关闭，终止喷油。对比分析：·要求学生理解掌握轴针式喷油器的结构原理图7-8：轴针式喷油器的结构3轴针式喷油器（1）结构与原理（图7-8）·适用：分隔式燃烧室·结构原理：轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同，结构相似，只是喷油嘴头部的结构不同而已·特点：常有一个喷孔，直径较大，轴针上下运动，喷孔不易积炭，且能自除积炭 （2）轴针式喷油器的类型·普通型：轴针较短 ·节流型：与普通型相比，节流型喷油嘴的轴针较长，圆环形喷孔的长度或称节流升程较大，喷油初期的喷油速率较小，从而可以减缓燃

52、烧过程初期气缸压力的增长，对降低柴油机燃烧噪声有利·分流型：分流型喷油嘴除主喷孔外，还在针阀体的密封锥面上加工有分流孔，孔径一般为0.2mm，孔中心线与针阀体轴线成30°。当柴油机起动时，由于转速很低，喷油泵供油压力较小，因此喷油器的针阀升程较小，这时大部分柴油经分流孔逆气流方向喷到涡流室中心。因为逆气流喷射，燃油雾化好，加上涡流室中心的温度比较高，所以柴油容易着火燃烧，使柴油机在低温下顺利起动。当柴油机起动后，在正常转速下工作时，针阀升程较大，大部分柴油从主喷孔顺气流方向喷入涡流室图7-9：轴针形状归纳小结：·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

53、（3）轴针形状（图7-9） ·在轴针式喷油器中，针阀密封锥面以下有一段轴针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针阀体之外，使喷孔呈圆环形。因此，轴针式喷油器的喷注是空心的·圆柱形轴针：喷注的喷雾锥角较小·截锥形轴针：喷注的喷雾锥角较大·轴针制成不同形状：可以得到不同形状的喷注，以适应不同形状燃烧室的需要。汽车构造课教案 汽车工程系教案200 /200 学年 第 学期课程名称：汽车构造（一） 授课教师：班级：第 18 讲题目：第七章 柴油机燃料供给系第18讲 喷油泵第 周 星期 本讲教学目标：知识点：·喷油泵的功用·喷油泵的使用要求

54、3;喷油泵的类型·A型泵的结构及工作原理·VE泵的结构及工作原理能力点：·了解喷油泵的结构和类型·理解喷油泵的结构和各工作过程本讲主要内容：·喷油泵概述·A型喷油泵·VE型分配泵本讲教学要求及适合专业：·汽车检测与维修专业（2课时）·汽车维修与营销专业（2课时）·汽车电子技术专业 （2课时）·汽车制造与维修专业（2课时）·简单介绍喷油泵概述·重点讲解A型喷油泵的结构与工作原理·重点讲解VE型分配泵的结构与工作原理教学重点： ·A型泵的结构及工作原

55、理·VE泵的结构及工作原理教学难点： ·A型泵的结构及工作原理·VE泵的结构及工作原理教学方法及手段：导入、简要介绍、重点讲解、启发分析、对比分析、归纳小结、多媒体作业或课外阅读资料：本讲教学内容：由柴油机燃料供给系的组成导入：一、 喷油泵概述简单讲解：·要求学生了解喷油泵功用与使用要求·要求学生理解掌握喷油泵分类与系列1喷油泵功用·功用：按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量地向喷油器输送高压燃油。2使用要求·各缸供油量相等；·各缸供油提前角相同，误差小于0.5°1°曲轴转

56、角；·各缸供油持续角一致；·能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。3分类与系列（1）喷油泵的分类·喷油泵的结构型式较多，车用柴油机的喷油泵按作用原理不同，可分三类1）柱塞式喷油泵·这种喷油泵应用的历史较长，性能良好，工作可靠，为目前大多数汽车柴油机所采用。2）喷油泵一喷油器·将喷油泵和喷油器合为一体，直接安装在发动机气缸盖上，可以消除高压油管带来的不利影响。但要求在发动机上另加驱动机构。PT燃油供给系统即属此类。3）转子分配式喷油泵·这种喷油泵只有一对柱塞副，依靠转子的转动实现燃油的增压与分配。它具有体积小、质量轻、成本低、使用方

57、便等优点。（2）国产系列喷油泵·喷油泵的系列化是以柱塞行程、泵缸中心距和结构型式为基础，再分别配以不同尺寸的柱塞，组成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵，形成几个系列，以满足各种柴油机的需要。·喷油泵的系列化有利于制造和维修。·国产喷油泵分为、和A、B、P、Z等系列。重点讲解：二、A型喷油泵重点介绍：·要求学生理解掌握A型喷油泵结构图7-10：A型喷油泵结构1A型喷油泵结构（图7-10）·泵油机构：主要包括柱塞偶件、出油阀偶件等·供油量调节机构：齿条式油量调节机构或拨叉式油量调节机构·驱动机构：凸轮轴和挺柱组件等

58、83;喷油泵体：是泵油机构、供油量调节机构、驱动机构的安装基体，要求有足够的强度、刚度和良好的密封性；便于拆装、调整和维修。启发分析：·要求学生理解掌握A型泵的工作过程图7-11：A型泵的工作过程2泵油机构（1）柱塞偶件1）柱塞偶件组成·由柱塞套和柱塞组成，在使用中不可互换，柱塞偶件实现对燃油的增压2）工作原理（A型泵的工作过程）（图7-11）·吸油过程：柱塞由凸轮轴的凸轮驱动，当凸轮的凸起部分离开柱塞时，柱塞在柱塞弹簧的作用下下移，油腔容积增大，压力减小；当柱塞套上的径向进油孔露出时，低压油腔中的燃油便顺着进油孔流入泵腔 ·泵油过程：当凸轮的凸起部分将

59、柱塞顶起时，泵腔内的容积减小，压力增大，燃油顺着柱塞套上的径向油孔流回低压油腔；当柱塞上行到将柱塞套上的径向油孔完全堵上时，泵腔上的压力迅速增加；当此压力克服出油阀弹簧的预紧力时，出油阀上移；当出油阀上的减压环带离开阀座时，高压柴油便泵到高压油管中，经喷油器喷入气缸中·回油过程：随着柱塞的继续上移，当柱塞上的斜槽与柱塞套上的径向油孔相通时，泵腔中的燃油便通过柱塞上的轴向油道，斜油道及柱塞套上的油孔流回到低压油腔，泵油停止启发分析：·要求学生理解掌握出油阀偶件的结构与工作过程图7-12：出油阀偶件（2）出油阀偶件（图7-12）·出油阀偶件由出油阀和出油阀座组成·出油阀偶件位于柱塞偶件的上方，通过拧紧出油阀紧座使两者的接触面保持密合。同时，出油阀弹簧将出油阀压紧在出油阀座上。·出油阀减压环带：在出油阀被高压柴油顶起的过程中，当减压环带离开阀座的导向孔时，高压柴油才进入高压油管中，此时出油阀上方的空间被减压环带及部分密封锥面的实体占去一部分空间，当出油阀落座后，上部空间容积增大，高压油管压力迅速降低，喷油立即停止，并且不产生滴漏对比分析：·要求学生理解掌握供油量调节机构的结构与工作过程图7-13：供油量调节机构4供油量调节机