电控汽油喷射系统课件

1、1、熟悉电控汽油喷射系统的分类、组成和工作原理。2、掌握电控汽油喷射系统主要零部件的构造和工作原理。学习目标： 汽油喷射技术的发展历史起源于20世纪初期，由德国Wright兄弟首先在飞机发动机上采用了向进气管连续喷射汽油的混合气配制方法。第二次世界大战以后，汽油喷射技术才逐渐应用于汽车发动机上。 ，其控制功能借助于机械装置来实现，结构复杂、价格昂贵，因此发展缓慢，技术上无重大突破，应用范围也仅限于赛车和为数不多的追求高速和大功率的豪华型轿车上，在车用汽油发动机领域内化油器仍占有绝对的优势。 60年代，在一些发达国家中随着汽车数量与日俱增，汽车排气对大气的污染日趋严重，欧、美、日各国相继制订了严

2、格汽车排放法规，限制排气中CO、HC和NOX等有害物质的排放。70年代初，由于受能源危机影响各国又制定了汽车燃油经济性法规。两种法规的要求逐年提高，愈来愈严格，已达到传统的机械式化油器和分电器式点火系统难以胜任的地步，迫使世界汽车工业寻求各种技术途径来降低燃油牦和减少排放污染。 由于该系统的主要功能仍由机械装置完成，控制精度偏低，至90年代初已趋于淘汰。，后经改进发展为采用翼板式空气流量计直接测量进气空气体积流量来控制空燃比的，开创了汽油电控喷射新时代。1 1 概述概述1.1 1.1 电控汽油喷射系统的发展与应用电控汽油喷射系统的发展与应用 全球电子技术有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集

3、成电路和超大规模集成电路的发展，迅速推动了计算机控制技术在汽车技术上的应用并快速发展。发动机电子控制技术从单一的点火时刻控制和单一的燃油喷射空燃比控制开始，逐步扩展到发动机怠速控制、排气再循环(EGR)控制、燃油蒸发控制(EVAP)、可变进气控制、涡轮增压控制等多项内容的发动机综合控制系统，称为。 ，伴随着计算机网络技术的发展，。1997年以后，内燃式汽油机已开始采用汽油直喷技术进行稀薄燃烧，进一步降低了油耗和排放。 国产汽车电子控制技术的开发和应用相对较晚，90年代初期只有少数汽车厂家，如一汽奥迪、北汽切诺基汽车上开始装备电控燃油喷射发动机，并且基本上是对国外生产的部件进行组装，与国外先进的

4、汽车制造技术相比差距较大。随着形势的发展，如城市汽车数量的增多，汽车尾气污染日趋严重等，国家出台了新的安全、油耗、排放法规并逐渐与国际标准接轨，我国汽车工业，特别是轿车工业大大加快了电控化、信息化的步伐，电控汽油喷射系统在我国许多车型上得到了广泛的应用和迅猛的发展。 1 1 概述概述1.1 1.1 电控汽油喷射系统的发展与应用电控汽油喷射系统的发展与应用 电控汽油喷射尽管形式多样，但它们都具有相同的控制原则，即以电子控制单元(ECU)为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气浓度，以满足发动机动力性、经济性和排放要求。相同的控制原则

5、决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构，如图5.1所示。电控汽油喷射系统都由以下三个子系统组成：空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统。 1 1 概述概述1.2 1.2 电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统的组成1、空气供给系统 空气供给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。空气供给系统的组成和流程如图所示。1 1 概述概述1.2 1.2 电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统的组成节气门体节气门体空气滤清器空气滤清器空气流量计空气流量计怠速控制阀怠速控制阀电子控

6、电子控制单元制单元空气阀空气阀2、燃油供给系统 燃油供给系统的功用是用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。燃油供给系统的组成和流程如图所示。1 1 概述概述1.2 1.2 电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统的组成汽油泵汽油泵回油管回油管汽油滤清器汽油滤清器油油压压调调节节器器输油管路输油管路喷油器喷油器3、电子控制系统 电子控制系统的主要作用是。电子控制系统的工作示意图，如图所示。将发动机的运行工况(如进气量、节气门位置、曲轴位置及转速、冷却液温度、进气温度、排气成分信息等)和车辆运行状况(如车速等)信息，通过传感器转

7、换成为相应的电信号并输送给电控单元，电控单元对这些电信号进行分析、判断、比较、计算等实时处理后，得出最佳控制方案并向各有关执行元件发出控制指令，控制最佳的空燃比和点火时刻，使得发动机在各种工况下都处于最佳工作状态。电控单元还具有故障自诊断功能。1 1 概述概述1.2 1.2 电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统的组成1、按进入气缸空气量的检测方式分 按进入气缸空气量的检测方式分，有直接检测型和间接检测型。（1） 直接检测空气流量的汽油喷射系统采用空气流量计直接测量单位时间发动机吸入的空气量。然后，电控单元根据发动机的转速计算每一循环的空气量，并由此计算出循环基本喷油量。直接检测型包括体积流量

8、方式和质量流量方式两种。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类体积流量方式： 如图所示，利用翼，直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。电控单元根据已测出的空气体积和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气体积流量体积流量，并进行大气压力和温度修正大气压力和温度修正，再计算出循环基本喷油量。这种测量方式测量精度较高，有利于提高混合气空燃比的控制精度。但存在需要进行大气压力和温度修正等缺点。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类质量流量方式： 如图所示，利用，直接测量单位时间发动机吸入的空气质量流量。电控单元根据已测出

9、的空气质量和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气质量流量，计算出循环基本喷油量。这种测量方式除测量精度高，响应速度快，结构紧凑外，由于其测出的是空气的质量，因此，不需要进行大气压力和温度修正。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类（2）间接检测型（D型） 在间接检测空气流量方式的汽油喷射系统中，电控单元通过对。间接测量型有节流速度方式和速度密度方式两种。：电控单元根据节气门开度和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。这种方式由于直接检测节气门的开度，因此，发动机过渡工况响应特性较好，被用在一些赛车上。但是空气量与节气门开度和

10、发动机转速之间的函数关系相当复杂，因此，要精确测量空气量存在一定的困难。：电控单元根据进气歧管压力和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。这种方式测量方法简单，喷油量调整精度容易控制。但是由于进气歧管压力和进气量之间函数关系比较复杂，在过渡工况和采用废再循环时，由于进气歧管内压力波动较大，因此，这些工况空气量测量的精度较低，需进行流量修正，对这些工况混合气空燃比精确控制造成不利影响。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类2、按喷油器与气缸的数量关系分 按喷油器与气缸的数量关系分类，有单点燃油喷射(SPI)系统和多点燃油喷射(MP

11、I)系统。（1）单点燃油喷射系统 单点燃油喷射系统是在节气门体上安装一个或两个喷油器，向进气歧管中喷射燃油形成可燃混合气。如图所示，这种喷射系统又被称为节气门体燃油喷射系统(TBI)或集中燃油喷射系统。这种燃油喷射系统对混合气的控制精度比较低，各个气缸混合气的均匀性也较差，现已很少使用。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类调压器调压器喷油器喷油器节气门体节气门体位置传感器位置传感器节气门节气门（2）多点燃油喷射系统 多点燃油喷射系统根据喷油器的安装位置又可分为进气道喷射(PFI) 和缸内喷射(GDI)。进气道喷射（PFI）： 在每一个气缸的进气门前安装一

12、个喷油器，如图所示。喷油器喷射出燃油后，在进气门附近与空气混合形成可燃混合气，这种喷射系统能较好地保证各缸混合气总量和浓度的均匀性。目前大多数车型如奥迪A6、本田雅阁、捷达、桑塔纳以及GM公司的MFI系统、日产公司的EGI系统、ECCS系统、丰田公司的TCCS系统等都采用这种多点燃油喷射系统。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类气门气门喷油器喷油器输油管输油管进气支管进气支管缸内喷射（GDI）： 如图所示，将高压燃油直接喷到气缸内。这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油喷雾效果更好，并可在缸内产生浓度渐变的分层混合气(从火花塞往外逐渐变稀)。因此可以用超稀的

13、混合气(急速时可达40：1)工作，油耗和排放也远远低于普通汽油发动机。此外这种喷射方式使混合气体积和温度降低，爆震燃烧的倾向减小，发动机的压缩比可比进气道喷射时大大提高。但喷油器直接安装在缸盖上，必须能够承受燃气产生的高温、高压，且受发动机结构限制，采用较少。比较典型的缸内喷射系统有福特PROCO缸内喷射系统，丰田D4缸内喷射系统和三菱4G缸内喷射系统。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类3 3、按喷油器的喷射方式分、按喷油器的喷射方式分 按喷油的持续性进行分类，电控燃油喷射系统分为连续喷射性和间歇喷射性两类。连续喷射性燃油喷射系统：在每个气缸口均安装一

14、个机械喷油器，只要系统给它提供一定的压力，喷油器就会持续不断的喷射出燃油，其喷油量的多少不是取决于喷油器，而是取决于燃油分配器中燃油计量槽孔的开度及计量槽孔内外两端的压差。间歇喷射性燃油喷射系统：在发动机运转期间间歇性地向进气歧管中喷油，其喷油量多少取决于喷油器的开启时间，即发动机控制模块(ECU)发出的喷油脉冲宽度。这种燃油喷射方式广泛地应用于现代电控燃油喷射系统中。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类 间歇性燃油喷射系统按喷油器控制方式又可以分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射，如图所示。1 1 概述概述1.3 1.3 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射

15、系统的分类（1）能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度，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物控制系统后，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。 1 1

16、概述概述1.4 1.4 电控汽油喷射系统的优点电控汽油喷射系统的优点（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

17、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。1 1 概述概述1.4 1.4 电控汽油喷射系统的优点电控汽油喷射系统的优点1、电动燃油泵 电动燃油泵是电控燃油喷射发动机的基本部件之一。它一般由小型直流电动机驱动，其作用是把燃油从油箱中吸出、加压后输送到管路中，和燃油压力调节器配合建立合适的系统压力。（1）电动燃油泵的结构与原理 电动燃油泵按安装形式可分为两种：油箱外置型和油箱内置型。油箱外置型电动燃油泵安装在油箱外，串连在输油管上；油箱内置型电动燃油泵安在油箱内部，

18、浸泡在燃油里，这样可以防止产生气阻和燃油泄露，且噪声小。此外内置式还在油箱中设一个小油箱，将燃油泵放在小油箱中，这样可以防止在燃油不足而汽车转弯或倾斜时，燃油泵吸入空气而产生气阻，如图所示。目前大多数电控燃油喷射系统目前大多数电控燃油喷射系统均采用油箱内置型电动燃油泵。均采用油箱内置型电动燃油泵。油箱外置式主要采用滚柱式燃油泵，油箱内置式主要采用涡轮式燃油泵，也可以采用滚柱式燃油泵。 无论是油箱内置式还是油箱外置式电动燃油泵，其结构基本上是相同的，都是由泵体、电动机和外壳等部分组成，如图所示。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要

19、元件的构造2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造 电动机通电即带动泵体旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动燃油泵内部，再从出油口压出，给燃油系统供油。在泵油过程中，燃油不断穿过油泵和电动机，油泵本身及电动机中的线圈、炭刷、轴承等部位都靠燃油来润滑和冷却。由此，绝对禁止在无油的情况下运转电动汽油泵，以免烧坏电动汽油泵。电动燃油泵的电动机部分包括固定在外壳上的永久磁铁和产生电磁力矩的电枢以及安装在外壳上的电刷装置。电刷与电枢上的换向器相接触，其引线连接到外壳的接柱上，将控制电动燃油泵的电压引到电枢绕组上。电动燃油泵的外壳两端卷

20、边铆紧，使各部件组装成一个不可拆卸的总成。 燃油进入燃油泵前要先经过燃油滤网，以过滤燃油中的杂质。燃油滤网最好定期清洗，若滤网太脏会使燃油系统压力降低，喷油器喷油量不足，导致汽车高速行驶或急加速时动力不足、加速困难。此外，如果燃油在滤网处堵塞，说明油箱中的沉积物或水分过多，最好拆下整个油箱进行彻底的清洗。 燃油泵的附加功能由安全阀和单向阀完成。安全阀可以避免燃油管路出现阻塞时压力过高而造成油管破裂或燃油泵损坏；单向阀的设置是为了发动机熄火后密封油路，使燃油管路中保持一定的压力，以便发动机下次起动(特别是热起动)更加容易。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主

21、要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造（2）常见的几种电动燃油泵 电动燃油泵根据泵体的结构不同可分为：滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵。1）滚柱泵 如图所示，滚柱泵由转子、滚柱和泵套组成滚柱泵由转子、滚柱和泵套组成。转子偏心地置于泵套内，燃油泵的电动机带动转子运转时，由于离心力的作用使滚柱向外侧移动而与泵套内壁接触，这样，由转子、滚柱和泵套围成的腔室将随转子的转动而产生容积大小变化，在容积由小变大一侧燃油被吸入，在容积由大变小的一侧燃油被压出。图 滚柱式电动燃油泵2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2）齿轮泵 齿轮泵的工作原理与

22、滚柱泵相似。它由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和泵套组成，如图所示，后者与主动齿轮偏心。主动齿轮被燃油泵电动机带动旋转，由于齿轮啮合，主动齿轮带动从动齿轮一起旋转。在从动齿轮和主动齿轮的内外齿啮合的过程中，由内外齿所围合的腔室将发生容积大小的变化，这样，若合理地设置进出油口的位置，即可利用这种容积的变化将燃油以一定的压力泵出。 齿轮泵与滚柱泵相比较，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的数目齿轮泵与滚柱泵相比较，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的数目较多，因此，齿轮泵输油的流量和压力波动都比较均匀较多，因此，齿轮泵输油的流量和压力波动都比较均匀。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.

23、1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造3）涡轮泵。 涡轮泵以完全不同于前两种泵的方式工作，泵的燃油输送和压力泵的燃油输送和压力升高完全是由液体分子之间动量转换实现的升高完全是由液体分子之间动量转换实现的。涡轮泵的特点是燃油输涡轮泵的特点是燃油输出脉动小，其结构非常简单出脉动小，其结构非常简单，如图所示。当叶轮与电动机一起转动时，由于转子的外圆有很多齿槽，在其前后利用摩擦而产生压力差，重复运转则泵内产生涡流而使压力上升，由泵室输出。这种泵由于使用薄型叶轮，所需转矩较小，可靠性高。此外由于不需消声器，故可小型化，因此这种燃油泵被广泛用于多种车型上。由于燃油泵工作时温度升高，使燃油

24、更容易气化，这必将使泵油量减少，导致输油压力不足和压力波动。为此，现在有些车型采用双级泵的形式，即将初级泵和主输油泵组合成一个组件，由二只电动机分别驱动。初级泵一般采用涡轮泵，用以改善输送性能；主输油泵一般采用齿轮泵或涡轮泵，起主导作用。2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造（3）燃油泵的控制 燃油泵的控制分为：。1）燃油泵转动控制 现代轿车燃油泵的工作是由发动机控制模块ECU来控制的：如图所示。 电动燃油泵只有在发动机起动和运转时才工作。有些车型在打开点火开关时，为建立系统油压，电动燃油泵会先运行26s后停

25、止，以便发动机能顺利起动。而在其他情况下，即使点火开关接通，只要发动机没有转动，油泵就不工作。油泵工作的控制，通常是指对油泵电路开路继电器的控制。即继电器触点闭合，油泵通电工作；继电器触点断开，油泵停止工作。 发动机起动时，点火开关的ST(起动)端接通，开路继电器线圈L2通电，其触点闭合，油泵通电工作。发动机运转时，发动机转速信号(Ne)输入，ECU使晶体管VT导通，开路继电器线圈L1通电。因此，只要发动机运转，开路继电器触点总是闭合的。ECU通过发动机转速信号，来检测发动机运转状态。如发动机停止转动，此时没有转速信号(Ne)输入ECU，晶体管VT截止，开路继电器线圈L1断电，其触点断开，燃油

26、泵停止工作。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造 2）燃油泵转速的控制 燃油泵在发动机低速或中小负荷下工作时，需要的供油量相对较小，此时油泵也应低速运转，这样可减少油泵的磨损、噪声以及不必要的电能消耗；而在发动机高转速或大负荷下工作时，需要供油量相对较大，此时油泵应高速运转，以增加油泵的泵油量。一般油泵转速控制分低速和高速两级。 目前常见到的油泵转速控制方式有以下两种：利用串联电阻器控制油泵的转速

27、；利用油泵控制模块(油泵ECU)控制油泵的转速。2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造利用串联电阻器控制油泵的转速 如图所示为电阻器式油泵转速控制电路。它在油泵控制电路中，增设一个电阻器(降压电阻)和“油泵控制继电器”(或叫电阻器旁路继电器)对油泵转速进行二级控制(高速，低速)。发动机工作时，发动机控制模块(ECU)根据发动机转速和负荷，对油泵控制继电器进行控制，油泵控制继电器则控制电阻器是否串入油泵电路中，使加载在油泵电动机上的电压不同，进而实现油泵转速变化。 发动机在低速或中小负荷下工作时，油泵控制继电器

28、触点B闭合，电阻器串入油泵电路中，油泵以低速运转。当发动机处于高转速、大负荷下工作时，发动机控制模块(ECU)输出信号，切断“油泵控制继电器”线圈电路，使继电器触点A闭合，此时电阻器被旁路，油泵电动机直接与电源相通，油泵处于高速运转。2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造利用油泵控制模块(ECU)控制油泵的转速 该种方式为了对油泵进行控制，特别是油泵转速的控制，专设一个控制油泵工作的油泵控制模块(E

29、CU)，如图所示，油泵控制模块(ECU)对油泵转速的控制，是通过控制加到油泵电动机上的电压来实现的。当发动机在起动阶段或高转速、大负荷下工作时，发动机控制模块向油泵控制模块的FPC(油泵控制)端子输入一个高电位信号，此时油泵控制模块(ECU)的FP端子向油泵电动机供应较高的电压(相当于蓄电池电压)，使油泵高速运转。 发动机起动后，在怠速或小负荷下工作时，发动机控制模块(ECU)向油泵控制模块的FPC端输入一个低电位信号，此时油泵控制模块的FP端子向油泵电动机供应低于蓄电池的电压(约9V)，使油泵低速运转。 当发动机的转速低于最低转速(120rmin)时，油泵控制模块断开油泵电路，使油泵停止工作

30、，所以此时尽管点火开关处于接通状态，油泵也不工作。图中发动机控制模块与油泵控制模块间的DI电路，为油泵控制模块的故障诊断信号线路。2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2 2 燃油供给系统的构造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2、燃油管汽车一般有三条燃油管。（1）供油管：其作用是将燃油从燃油箱输送到发动机；（2）回油管：其作用是使多余的燃油返回燃油箱；（3）燃油蒸气排放管(仅某些车型有)：其作用是将HC气体(即挥发的燃油蒸气)从燃油排出。 燃油

31、管有的是钢质的硬管，也有的是尼龙的软管。这三条燃油管通常装在车身地板下或车架下。为防止路面飞起的石子损坏管道，一般安装有防护板。由于发动机的振动，在燃油管与其他部件的连接处要用橡胶软管。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造 此外一些新型轿车采用了无回油管燃油系统，这套系统使燃油不从发动机部位回流燃油，燃油滤清器和喷油器之间只有一条燃油管，这样，可以降低发动机对燃油的加热效应从而防止油箱内温度升高，降低了燃油蒸发排放。天津一汽丰田生产的花冠、威驰，东风标致307等车型采用这类无回油管燃油系统供油。2 2 燃油供给系统的构

32、造与检修燃油供给系统的构造与检修2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造3、燃油滤清器 燃油滤清器串联在供油管路上。它的作用是在燃油进入燃油导轨之前把含在油中的水分和氧化铁、粉尘等杂物除去，防止燃油系统堵塞(特别是喷油器处)，确保发动机稳定运行，提高可靠性。燃油滤清器的具体结构见图 燃油滤清器为一次性使用零件，燃油滤清器阻塞会导致供油压力和供油不足，影响发动机的动力性。若使用的燃油含杂质较多时应缩短更换周期。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造4、燃油压力调节器 燃油压力调节器的主要功用是使

33、系统油压(即供油总管内油压)与进气歧管内压力之差保持为恒定值，一般为。这样，从喷油器喷出的燃油量便唯一地取决于喷油器的开启时间。因为发动机所要求的燃油喷射量，是根据ECU加给喷油器的通电时间长短来控制的，随着节气门开度和发动机转速的变化，进气歧管内压力即喷射环境压力肯定发生变化，如果不控制燃油压力，即使加给喷油器的通电时间相同，当进气歧管内压力高时，燃油喷射量也会减少；进气歧管内压力低时，燃油喷射量会增加。为了使系统油压与进气歧管压力差保持稳定，燃油压力调节器所控制的系统油压应能随进气歧管压力的变化而变化。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃

34、油供给系统主要元件的构造 燃油压力调节器位于燃油分配管的一端，其结构如图所示。膜片将金属壳体内部分成弹簧室和燃料室两部分。弹簧室一侧通过管路与进气歧管相通，膜片下方承受油压，膜片上方为歧管负压与弹簧压力之和。由于电动汽油泵泵送的油量远大于喷射所需的油量，故在油压作用下膜片移向弹簧室一侧，阀门打开，部分燃油流回油箱，燃油分配管内保持一定的油压。当歧管真空度增大时，膜片进一步上移，使阀门开度增大，回油量增加，从而使燃油分配管内油压略降，保持与变化了的歧管压力差值恒定；反之亦然，如图5.23所示。油泵停止工作时，油泵单向阀关闭，在弹簧力作用下，调压器阀门关闭，使油泵单向阀与调压器阀门之间的油路内保持

35、一定的残余压力。 燃油压力调节器是不可调节器件，它的主要故障是弹簧张力疲劳后变小或膜片破裂。由于燃油压力调节器的作用是调节喷油压力，所以2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造 2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造5 、燃油分配管 燃油分配管安装在进气歧管或气缸盖上，它的作用是安装喷油器并将高压燃油输送给各个喷油器。燃油分配管与喷油器之间用0形圈和卡环密封，0形圈可防止燃油渗漏，并具有隔热和隔振的作用。卡环将喷油器固定在燃油分配管上，如图所示。 大

36、多数燃油分配管上都有燃油压力测试口，可用于检查和释放油压。另外，燃油压力调节器一般也安装在燃油分配管上。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造6、喷油器 喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件，在ECU的控制下，将汽油呈雾状喷入进气歧管内。（1）喷油器的结构 电控喷射系统的喷油器结构如图所示。它的一端为进油口，与燃油分配管连接；另一端为喷油口，插入进气歧管中，两端分別用0形密封圈密封。 喷油器内部有一个电磁线圈，经线束与电脑连接。喷油器头部的针阀与衔铁连接为一体。当电磁线圈通电时，便产生吸力，将衔铁和针阀吸起，打开

37、喷孔，燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出，并被粉碎成雾状。电磁线圈不通电时，磁力消失，弹簧将衔铁和针阀下压，关闭喷孔，停止喷油。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造（2）喷油器的驱动方式 喷油器按电磁线圈的控制方式不同，可分为电压驱动式和电流驱动式两种，如图5.27所示。 电压驱动是指正ECU驱动喷油器喷油电脉冲的电压是恒定的。这种喷油器又可分为高阻型和低阻型两种。低阻型喷油器是用5-6V的电压

38、驱动；其电磁线圈的电阻较小，约3-4；不能直接和12V电源连接，否则，会烧坏电磁线圈，因此需串联附加电阻。高阻抗型喷油器是用12V电压驱动；其电磁线圈电阻较大，约为12-16；在检修时，可直接和12V电源连接。 在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。电流驱动脉冲开始时是一个较大的电流，使电磁线圈产生较大的吸力，以打开针阀，然后再用较小的电流保持针阀的开启。2 2 燃油供给系统的构造燃油供给系统的构造2.1 2.1 燃油供给系统主要元件的构造燃油供给系统主要元件的构造1、空气计量装置 空气计量装置的作用是对进入气缸的空气质

39、量进行直接或间接地计量，并把空气流量的信息输送到ECU。作为电控燃油供给系统的主控信号,在电控汽油喷射系统中用空气流量计或进气歧管绝对压力传感器两种方式测量进入气缸的空气量。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（1）空气流量计（MAF）1）热线式空气流量计 热线式空气流量计进气道内布置有冷丝(前)和热丝(后)，如图所示。冷丝是一个温度电阻，用于检测进气温度；热丝用铂制成，直径约70m。冷丝和热丝为惠斯通电桥的两个臂。在传感器工作时，热丝被控制电路提供的电流加热到高于冷丝温度100，此时惠斯通电桥处于平衡状态；进气时气流

40、带走了热丝上的热量使热丝变冷，破坏了电桥的平衡；控制电路加大通过热丝的电流使热丝升温以保持始终比冷丝温度高100，维持电桥的平衡，进气量越大热丝被带走的热量也就越多，控制电路的补偿电流也就越大，即空气流量与控制电路的补偿电流成正比，控制电路把这一根据空气质量流量变化的电流在输出端转换成电压信号并输入ECU。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造 根据热丝的安装部位有主流测量式（如图所示）和旁通测量式（如图所示） 热丝长时间暴露在进气中，会因空气中灰尘附着在热丝上而影响测量精度，需增加自洁净功能：关闭点火开关时ECU向空气

41、流量计发出一个信号，控制电路立即给热丝提供较大电流，使热丝瞬时升温至1000左右，把附着在热丝上的杂质烧掉。自洁净功能持续时问约1-2s。 热线式空气流量计空气入口和出口处都设有防止传感器受到机械损伤的防护网，入口防护网兼具将进气紊流变为层流以提高测量精度入口防护网兼具将进气紊流变为层流以提高测量精度的功能，出口防护网兼具防止回火火焰损伤热丝的功能。的功能，出口防护网兼具防止回火火焰损伤热丝的功能。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造2）热膜式空气流量计 热膜式空气流量计采用板式热电阻，结构如图所示。被电流加热的热电阻

42、放在进气通道中，由于进气气流的冷却作用，使热电阻温度下降。其温度下降的程度与进气流量、空气温度、空气密度有关。当热电阻温度下降时，电阻值变小，流过热电阻的电流随之增大，直至热电阻恢复原来的温度和电阻值为止。这一电流由流量计的控制电路来控制。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造控制电路控制电路热膜热膜温度传感器温度传感器防护网防护网 控制电路还将电流的变化转换成电压的变化输入电脑，电脑根据电压的大小计算出进气量。热膜式空气流量计工作原理如图所示，加热电阻和环境补偿电阻组成惠斯登电桥，控制电路使加热电阻的温度始终保持比空气

43、流的温度高出一定值，例如，保持100的温度差，当空气流量增大时，对加热电阻吹拂使其冷却，电阻值减小，从而改变了电桥的电压平衡，控制电路立即增大通过加热电阻的电流量给予修正。并将其修正量通过晶体管控制电路进行控制、放大、整形，输出信号给ECU。所以加热电流大小就反映了空气质量流量数。 热膜式空气流量计的特点是测量精度高、响应速度快、进气阻力小，而且可靠、耐用，不会因粘附污物而影响测量精度。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（2）进气歧管绝对压力传感器（MAP） 进气歧管绝对压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器。进气

44、歧管绝对压力传感器种类很多，根据信号产生的原理有半导体压敏半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式等。 常见的半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器主要由硅片，IC电路和绝对真空室组成，结构如图所示。其工作原理是：封装在真空室内的硅片，由于一侧受进气压力的作用，另一侧是真空，所以在进气歧管压力发生变化时，硅片产生变形，使扩散在硅片上的电阻的阻值改变，导致输出电压发生变化，如图。集成电路将这一电压放大处理，作为进气歧管压力信号送给ECU。ECU根据发动机转速、节气门开度、进气歧管绝对压力与进入发动机气缸的空气流量的对应关系，由进气歧管内的绝对压力计算出进

45、气量，从而计算出基本喷油量。 3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造2、节气门体和节气门位置传感器（1）节气门体 节气门体位于空气流量计之后的进气管上，它包括节气门、节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、怠速控制阀以及节气门位置传感怠速控制阀以及节气门位置传感器等器等，如图所示。 节气门俗称节气门俗称“油门油门”，是整，是整个发动机上唯一由驾驶人所控制个发动机上唯一由驾驶人所控制的机构

46、，的机构，通过改变节气门开度控制发动机的进气量从而控制发动机的转速。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（2）节气门位置传感器(TPS) 节气门由驾驶员通过加速踏板操纵，通过改变发动机的进气量来控制发动机的运转，不同的节气门开度标志着发动机不同的运转工况。为了使喷油量满足不同工况的要求，电控发动机在节气门上装有节气门位置传感器，它可以把节气门开度转换成电压信号并输送给ECU，作为判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器安装在节气门轴的一端，常见有开关式、滑动电阻式、综合式等几种结构形式。3 3 空气供给系统的构造空气

47、供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造1）开关式节气门位置传感器 开关式节气门位置传感器如图所示，其内部有两副触点怠速开关触点IDL和全负荷开关触点PSW，一个和节气门轴联动的凸轮控制触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭位置时怠速触点闭合，ECU判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油和点火；当节气门打开至一定角度时全负荷触点闭合，ECU进行全负荷加浓控制。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造2）滑动电阻式节气门位置传感器 滑动电阻式节气门位置传感器的设计避免了开

48、关式节气门传感器只能检测发动机怠速工况和全负荷工况的弊端，这种传感器采用滑动电阻，可以获得节气门开关从全闭到全开连续变化的信号，从而更精确地判断发动机的运行工况，控制电路，如图5.43所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造3）综合式节气门位置传感器 综合式节气门位置传感器是在滑动式节气门传感器的基础上加装了一个怠速开关。怠速时怠速触点闭合，输出怠速工况信号，其他工况节气门位置传感器信号电压随节气门开度的增大而随之升高，控制电路如图5.44所示3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主

49、要元件的构造空气供给系统主要元件的构造3、怠速控制装置 怠速控制是指对发动机怠速运转的转速进行控制，控制的实质是对发动机怠速时的进气量进行控制。发动机怠速工作的质量直接影响其工作的稳定性、经济性及排放性能。 电控发动机可在各种怠速使用条件下由ECU控制怠速控制装置，控制怠速时的进气量，同时ECU还修正喷油量和点火正时，保证发动机在最佳怠速转速下稳定运转。在怠速状态下，ECU依据发动机转速信号，通过怠速控制装置对发动机实施怠速转速反馈控制，使怠速保持在目标转速上稳定运转。 按进气量调节方式分，怠速控制装置可分为旁通空气式和节气门直动式两种结构形式，如图所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统

50、的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（1）旁通空气式怠速控制装置1）步进电动机式怠速怠速控制阀 步进电动机式怠速控制阀螺旋机构中的螺母与步进电动机的转子制成一体，螺杆与控制旁通空气道的锥阀制成一体并与步进电动机壳体之间花键连接。步进电动机转动时，螺母驱动轴杆作轴向移动，步进电动机转子每转动l圈螺杆移动1个螺距。螺杆向前或向后移动带动这锥阀关小或开大旁通空气道的流通截面，。ECU通过控制步进电动机的转动方向和转动角度(步级)来控制螺杆的移动方向和移动距离，从而达到控制怠速进气量的目的，如图所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气

51、供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造 步进电动机控制电路，如图5.47所示。当ECU控制4个线圈按S1S2S3S4的顺序依次通电，步进电动机顺时针旋转一步步伸出阀芯；当ECU控制4个线圈按S4S3S2S1的顺序依次通电，步进电动机逆时针旋转一步步缩回阀芯。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造2）旋转滑阀式怠速电控阀 旋转滑阀式怠速电控阀结构如图所示，主要由旁通空气阀和电动机组成。旁通空气阀固定在电动机的转子轴上，在电动机的驱动下可以在限定在90转角范围内转动，通过改变旁通空气道截面大小控制怠速转速。ECU使

52、用占空比脉冲信号控制旋转滑阀。占空比是指一个电脉冲内高电位时间与脉冲周期的比值，如图5.49所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造 3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造 旋转滑阀式内部有两个晶体管，在晶体管V1基极占空比信号之间接有反向器，反向器使同一占空比信号输入时晶体管Vl和V2集电极的输出正好反向。举例来说：当线圈L2(顺转线圈)占空比为75时，线圈L1(逆转线圈)占空比为25；当线圈L2占空比为30时，线圈L1占空比为70。当线圈k

53、占空比为50时两个线圈的平均通电时间相等，产生的磁场强度相同。阀轴静止不转动；当线圈L2占空比超过50时线圈L2的磁场强度大于线圈L1的磁场强度，阀轴顺时针转过一定角度，旁通空气道截面变小，怠速转速下降，线圈L2的占空比越大阀轴顺时针转角角度越大；当线圈L2的占空比小于50时线圈L2的磁场强度小于线圈L1的磁场强度，阀轴逆时针转过一定角度，旁通空气道截面变大，怠速转速升高，线圈L2的占空比越小阀轴逆时针转角角度越大。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（2）节气门直动式怠速控制装置 节气门直动式怠速控制装置在发动机怠速

54、运转时利用直流电动机和减速机构来直接驱动节气门的开闭来控制怠速转速在目标转速范围内，如图5.50所示。它由节气门电位计（即节气门位置传感器）、节气门定位电位计（即怠速节气门位置传感器）、节气门定位器（即怠速电动机）和怠速开关（即怠速触点）四个部分组成。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造4、电子节气门 节气门的作用是控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况。驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。操纵节气门开度就能控制可燃混合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。传统节气门采用刚性连接，如图所示。即

55、通过拉杆或拉索传动连接加速踏板和节气门的机械连接方式，因此节气门开度完全取决于加速踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。来隐患。电子节气门（EGAS）与传统节气门比较，采用柔性连接，即用电缆线来代替拉索或者拉杆，通过电控单元控制节气门快速精确地定位，如图所示。它的优点在于能根据驾驶员的需求愿望以及整车各种行驶状况确定节气门的最佳开度，保证车辆最佳的动力性和燃油经济性，并具有牵引力控制、巡航控制等控制功能，

56、提高安全性和乘坐舒适性。3 3 空气供给系统的构造与检修空气供给系统的构造与检修3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造3 3 空气供给系统的构造与检修空气供给系统的构造与检修3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（1）电子节气门系统的基本结构主要包括：加速踏板位置传感器 加速踏板位置传感器由两个无触点线性电位器传感器组成，如图所示。在同一基准电压下工作，基准电压由ECU提供。随着加速踏板位置的改变，电位器阻值也发生线性的变化，由此产生反应加速踏板下踏量大小和变化速率的电压信号输入ECU，如图所示。3 3 空气供给系统的构造与检修空气供

57、给系统的构造与检修3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造节气门位置传感器 和踏板位置传感器类似，节气门位置传感器也是由两个无触点线性电位器传感器组成，如图5.55所示。且由ECU提供相同的基准电压。当节气门位置发生变化时，电位器阻值也随之线性地改变，由此产生相应的电压信号输入ECU，该电压信号反映节气门开度大小和变化速率，如图所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造节气门控制电动机 节气门控制电动机一般选用步进电动机或直流电动机，经过两级齿轮减速来调节节气门开度。早期以使用步进电动机为主

58、，步进电动机精度较高、能耗低、位置保持特性较好，但其高速性能较差，不能满足节气门较高的动态响应性能的要求，所以现在比较多地采用直流电动机，直流电动机精度高、反应灵敏、便于伺服控制，如图所示。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造控制单元（ECU） 控制单元（ECU）是整个系统的核心，包括两部分：信息处理模块和电动机驱动电路模块。 信息处理模块接受来自加速踏板位置传感器的电压信号，经过处理后得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到电动机驱动电路模块。 电动机驱动电路模块接受来自信息处理模块的信号，控制电动机转动相应的

59、角度，使节气门达到或保持相应的开度。电动机驱动电路应保证电动机能双向转动。3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造（2）电子节气门系统的工作原理 电子节气门系统的工作原理如下：驾驶员操纵加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门控制单元，控制单元首先对输入的信号进行滤波，以消除环境电磁波的影响，然后根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图，计算出对发动机转矩的基本需求，得到相应的节气门转角的基本期望值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位

60、、节气门位置、空调能耗等等，由此计算出整车所需求的全部转矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电动机使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控制。 3 3 空气供给系统的构造空气供给系统的构造3.1 3.1 空气供给系统主要元件的构造空气供给系统主要元件的构造 节气门驱动电动机一般为步进电动机或直流电动机，两者的控制方式也有所不同。驱动步进电动机常采用驱动步进电动机常采用H H桥电路结构，控制单元通过发出的脉冲个数、桥电路结构，控制单元通过发出的脉冲个数、频率和方向控制