汽油机燃料供给与燃烧

汽油机燃料供给与燃烧第1页，共140页，2023年，2月20日，星期一教学目标与要求●掌握汽油的牌号与选用●掌握汽油机对燃料供给系的基本要求●掌握电控燃油喷射的基本组成与工作原理●掌握电控燃油喷射主要装置的构造原理●学会汽油机燃料供给系的拆装●理解汽油机正常燃烧过程与非正常燃烧现象●学会汽油机燃料供给系的维护第2页，共140页，2023年，2月20日，星期一§4.1-4.3自学思考题1）汽油牌号划分的方法有哪两种？2）汽油的主要性能有哪些?含义分别是什么？3）汽油选用的原则有哪些？4）试分析高（低）标号的汽油加在低（高）压缩比的发动机上会产生什么后果？5）什么是空燃比？理论值是多少？什么是过量空气系数？不同范围表示什么意义？6）五大工况（起动、怠速、小、中、大负荷）分别采用什么样的空燃比？7）汽油正常燃烧分为哪三个阶段？试画出温度-压力示意图说明。8）非正常燃烧有哪些情况？其含义分别是什么？引起的原因分别是什么？第3页，共140页，2023年，2月20日，星期一4．1汽油1.汽油的牌号划分以辛烷值划分：由于试验方法的不同，汽油辛烷值有：

马达法辛烷值（MON）

研究法辛烷值（RON）4.1.1汽油牌号第4页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.汽油机牌号我国国家标准用研究法辛烷值（RON）划分车用汽油牌号。分66、70、85（马达法）和90、93、97（研究法）等牌号代号为RQ-90，"Q"是汽的汉语拼音字头，代表燃汽油-90是辛烷值（表示研究法辛烷值为90），压缩比大的汽油机应选用较高牌号的汽油。返回第5页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.1.2汽油的主要性能（1）汽油的抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。汽油的辛烷值越高，其抗爆性就越好。（2）汽油的蒸发性：液态汽油汽化的难易程度称为汽油的蒸发性，以馏程作为评价汽油蒸发性的指标。（3）汽油的热值：燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000KJ/kg。返回第6页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.1.3汽油的选用1.选择汽油主要依据发动机的压缩比。2.要求汽油必须具有良好的蒸发性。3.在不同的地区、不同的季节应选用不同牌号的汽油。4.高档汽车发动机压缩比也较高，应按使用说明书要求选用较高牌号的汽油返回第7页，共140页，2023年，2月20日，星期一将低标号的汽油加在高压缩比的发动机上，会产生爆震，产生诸如功率下降、油耗上升，发动机内部零件损坏如活塞顶部烧蚀、脱顶等，严重缩短发动机的正常寿命。高标号的汽油加在低压缩比发动机上，除用车成本会增加外，会产生着火慢、燃烧时间长，而导致功率下降，此外还容易因燃烧气体温度过高而烧坏进排气门的座圈，导致气门关闭不严。一般来说，压缩比为7-8的发动机选用90号汽油；压缩比为8--8.5的发动机选用93号汽油；压缩比为8.5以上时，应选用97号汽油，对一些特高压缩比的发动机，如奔驰、宝马及一些超级跑车等最好选用98号汽油，以保证满足发动机超高压缩比的要求。返回第8页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.2汽油机对混合气的要求4.2.1发动机工况与混合气1.发动机工况发动机的工作状况简称工况，通常用发动机的转速和负荷来表示。2.发动机负荷是指发动机的外部载荷，发动机输出的动力随外部载荷而变化。第9页，共140页，2023年，2月20日，星期一3.混合气混合气:是指进入发动机的汽油与空气的混合气体。发动机在不同的工况下工作要求供给不同浓度的混合气。混合气的浓度通常用空燃比来表示，空燃比是每工作循环充入气缸的空气量与燃油量的质量比。根据化学反应，理论上可燃混合气完全燃烧，其空燃比为14.7。第10页，共140页，2023年，2月20日，星期一

空燃比

空燃比（α）=（空气的质量）/（燃油的质量）汽油机的理论空燃比为14.7

α

=14.7为理论混合气；α<14.7为浓混合气；α>14.7为稀混合气。第11页，共140页，2023年，2月20日，星期一过量空气系数经济混合气：1.05<<1.15，火焰传播上限：<0.4火焰传播下限：>1.4返回第12页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.2.2汽油机对混合气的要求发动机工况空燃比（A/F）（过量空气系数φa）起动：（0℃）约2（φa=0.2）起动：（20℃）约5（φa=0.4）怠速约11（φa=0.6～0.8）小负荷12～13（φa=0.75～0.9）中等负荷（经济车速）15～18（φa=1.0～1.15）大负荷12～13（φa=0.85～0.95）加速8（φa=0.4～0.6）返回第13页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.3汽油机燃烧过程4.3.1汽油机的正常燃烧4.3.2汽油机的非正常燃烧第14页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.3.1汽油机的正常燃烧Ⅰ-着火延迟期Ⅱ-火焰传播期Ⅲ-补热期

1-开始点火2-形成火焰中心3-最高压力点第15页，共140页，2023年，2月20日，星期一汽油机正常燃烧的三个阶段1.着火延迟期从点火开始（1点）到火焰核心形成（2点），占全部燃烧时间的15%。物理、化学准备第16页，共140页，2023年，2月20日，星期一点火提前角-由于着火延迟，必须使点火提早到上止点前进行，使缸内压力在上止点附近达到最大。点火提前角θ：火花塞在跳火瞬时到活塞行至上止点时所转过的曲轴转角。使发动机运转平稳、功率大、油耗低、排污低的点火提前角称为最佳点火提前角。发动机应保持在最佳点火提前角下工作。

第17页，共140页，2023年，2月20日，星期一点火提前角点火提前角过大（点火过早），使最高燃烧压力出现在压缩行程的上止点以前，最高压力及压力升高率过大，活塞上行消耗的压缩功增加，发动机容易过热，有效功率下降，工作粗暴程度增加。点火提前角过小（点火过迟），燃烧开始时活塞已向下止点移动相当距离，使混合气的燃烧在较大容积下进行，炽热的燃气与缸壁接触面积大，散热损失增多，最高压力降低，且膨胀不充分，使排气温度过高，发动机过热，功率下降，耗油量增多。有时还会造成化油器“回火”或排气管“放炮”现象。排气污染变大。第18页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.速燃期（火焰传播时期）从火焰核心形成（2点）开始，到气缸内出现最高压力点（3点）为止。在此时期内，火焰由中心迅速向外传播，直到烧遍整个燃烧室。3.后燃期从速燃期终到燃料基本燃烧完的这一段时期。返回第19页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.3.2汽油机的非正常燃烧1.爆燃2.表面点火第20页，共140页，2023年，2月20日，星期一1.爆燃当火花塞点火后，正常火焰传来之前，未端混合气即自燃并急速燃烧，产生爆炸性冲击波和尖锐的金属敲击声的现象称为爆燃。

爆燃时的р-φ图a）弱爆燃

b）强爆燃

第21页，共140页，2023年，2月20日，星期一爆燃的外部特征（1）气缸内有金属撞击声（敲缸）；（2）发动机过热（水温表显示温度过高）；（3）在轻微爆燃时，发动机功率略有增加。强烈爆燃时，发动机功率下降，油耗上升；（4）缸内压力线出现锯齿形爆燃波。第22页，共140页，2023年，2月20日，星期一爆燃的原因末端混合气受到不正常的热辐射或压缩等原因，使本身的温度不断升高，出现一个或数个火焰中心，以100-300m/s直到800-1500m/s或以上的速度传播火焰，产生高频冲击波多次撞击燃烧室，发出尖锐的金属敲击声。第23页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.表面点火

1.由燃烧室内炽热部分（排气门盘端面、火花塞电极、金属突出点或积炭等）点燃混合气的现象称为表面点火或炽热点火。

2.表面点火发生在火花塞点火之前的现象称为早火

3.后火是指表面点火发生在火花塞点火之后的现象。第24页，共140页，2023年，2月20日，星期一表面点火和爆燃的关系

表面点火和爆燃之间也会相互影响，强烈的爆燃，必然增加向气缸壁的传热，从而促成燃烧室炽热点的形成，导致表面点火。早火又使气缸压力升高率和最高燃烧压力增大，使未燃混合气受到较大的压缩和传热，从而促使爆燃发生。返回第25页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.4汽油供给系统构造原理4.4.1概述1.汽油供给系统的发展汽油机燃料供给系统经历了化油器和电子控制喷射两大阶段。1892年，美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油器。1967年，德国Bosch（波许）公司推出电控燃油喷射装置。第26页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.电控汽油喷射的优点与传统化油器相比，电控汽油喷射系统能够根据发动机运行工况，实现最佳空燃比及最佳点火提前角控制，反应灵敏，排放污染物减少了50％以上，最大功率提高9％左右，加速时间缩短20％，等速百公里油耗也有所下降。第27页，共140页，2023年，2月20日，星期一3.电控汽油喷射系统的基本组成与工作原理（1）基本组成：燃油供给、空气供给、电子控制系统第28页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）基本工作原理发动机电控单元根据进气流量、发动机转速、节气门位置等传感器输入的信号，确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角，并向燃油泵、喷油器、点火装置等发出执行指令，保证发动机正常运转。第29页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.电控汽油喷射的类型（1）按喷油器数量分多点汽油喷射系统（MPI）：广泛应用。单点汽油喷射系统（SPI）：淘汰第30页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）按汽油喷射方式分1）连续喷射（淘汰）2）间歇喷射：按照喷油时序的不同又可分为顺序喷射、分组喷射和同时喷射.间歇喷射的三种形式第31页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）按喷射装置的控制方式分

可分为机械控制式（K型）机电结合控制式（KE型）电子控制式（EFI型）：广泛采用。（4）按进气量的检测方法不同分类流量型（L型）：又称为质量流量控制法，采用空气流量计直接测量发动机进气量压力型（D型）：通过检测进气歧管的真空度和发动机转速来确定发动机的进气量，由ecu根据进气管确定喷油量。第32页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.4.2汽油供给系统第33页，共140页，2023年，2月20日，星期一1、汽油箱功能贮存汽油。一般普通汽车有一个油箱，越野军用车有两个油箱。油箱储备里程:300~600km。要求密封性好油箱盖一般带有空气阀和蒸汽阀油面指示表传感器、出油开关和放油螺塞。第34页，共140页，2023年，2月20日，星期一油箱第35页，共140页，2023年，2月20日，星期一汽油箱的构造图1-油箱盖2-通气软管3-回油管4-油面传感器5-出油管6-燃油连接管7-辅助油箱8-放油螺塞9-燃油泵10-隔板11-油箱体12-燃油进口软管第36页，共140页，2023年，2月20日，星期一2、汽油泵补充：机械式膜片汽油泵机械式膜片式汽油泵安装在发动机曲轴箱一侧，由发动机凸轮轴的偏心轮驱动机械式膜片汽油泵第37页，共140页，2023年，2月20日，星期一内部有膜片、膜片驱动机构和进出油阀工作原理10-11-7-14膜片14向下拱曲，膜片上面容积增大，产生真空，15打开1关闭，进油；机械式汽油泵膜片第38页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.电动汽油泵电动汽油泵的作用是给电控汽油喷射系统提供具有一定压力（0.3MPa～0.5Mpa）的汽油。电动汽油泵根据泵体结构不同可以分为滚柱泵、齿轮泵和涡轮泵等。电动燃油泵电动燃油泵（滚柱泵）第39页，共140页，2023年，2月20日，星期一（1）滚柱泵结构第40页，共140页，2023年，2月20日，星期一工作原理：转子偏心安装，当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度,当转到与进油口连通时，将燃油吸入；而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出。第41页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）齿轮泵

主动轮偏心安装，由电动机带动旋转，从而带动从动轮一起转动。在齿轮啮合过程中，由内外齿轮所密封的空腔容积不断发生变化，在容积增大处设置进油口，在容积减小处设置出油口，即可将燃油以一定压力泵出。第42页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）涡轮泵1-出油口2-单向出油阀3-泄压阀4-电动机转子5-电动机定子6-轴承7-叶轮8-滤清器9-叶轮10-泵壳体11-出油口12-进油口13-叶片离心泵涡轮叶片加工第43页，共140页，2023年，2月20日，星期一油泵电动机通电时，燃油泵电动机驱动涡轮泵叶轮旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油室的燃油不断被带走，所以形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，则顶开出油阀经出油口输出。出油阀还可在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的残余压力，便于下次起动。第44页，共140页，2023年，2月20日，星期一（4）双级泵由于燃油泵工作时温度升高，使燃油容易气化，从而使泵油量减少，导致输油压力不足和波动。双级泵采用一个侧槽式输油泵和一个内齿轮式主油泵，两者安装在一根轴上，由一个电机驱动，输油泵用于分离燃油蒸汽，主油泵用于提高油压。第45页，共140页，2023年，2月20日，星期一3.汽油滤清器1.汽油滤清器的功用:安装在汽油箱和汽油泵之间，用于滤除汽油中的水分和杂质。第46页，共140页，2023年，2月20日，星期一2.汽油滤清器的分类

（1）可拆式汽油滤清器（货车和客车上常用）（2）不可拆式汽油滤清器（轿车上常用）滤清器第47页，共140页，2023年，2月20日，星期一可拆式汽油滤清器结构第48页，共140页，2023年，2月20日，星期一可拆式汽油滤清器结构原理

汽油经进油接头12进入沉淀杯9，水分和较重杂质沉入杯底，较轻杂质随汽油流向滤芯外腔，经滤芯滤除后的清洁汽油从出油管接头2流至汽油泵。使用一定时间后要更换滤芯。第49页，共140页，2023年，2月20日，星期一不可拆式汽油滤清器结构第50页，共140页，2023年，2月20日，星期一不可拆式汽油滤清器结构原理

第51页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.燃油分配管组件分配管的功用是将燃油均匀、等压地分配给各个喷油器，还具有贮油蓄压的作用，以防止燃油压力的波动，可供给个喷油器以等量的燃油。第52页，共140页，2023年，2月20日，星期一燃油压力调节器功用：根据进气支管压力的变化调节喷油器和冷启动阀的燃油压力，使燃油压力与进气管压力之差保持常数，从而使喷油器喷出的燃油量唯一地决定于喷油器的开启时间。第53页，共140页，2023年，2月20日，星期一工作原理：位于燃油压力分配管的一端。膜片把壳体内腔分成弹簧室和汽油室。弹簧室与进气支管相通，膜片下方承受油压，膜片上方为进气支管与弹簧压力之和。当P油>P和时，膜片向上，打开回油阀，使部分汽油流回油箱，油压回落；当P油<P和时，回油阀关闭，油压上升。第54页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）燃油压力脉动阻尼器作用是减小燃油管路中油压的波动。1—汽油接头2—固定螺纹3—膜片4—弹簧5—壳体6—调节螺钉当燃油分配管内的油压升高时，弹簧被压缩，膜片下移，膜片上方的容积增大，使油压减小；当燃油分配管内的油压降低时，弹簧伸长，膜片上移，膜片上方的容积减小，使油压升高，从而减小燃油压力的脉动。第55页，共140页，2023年，2月20日，星期一5.电磁喷油器电磁喷油器作用：是电控燃油喷射系统的一个重要的执行器，它根据ECU发来的喷油脉冲信号，精确地计量燃油喷射量。分类：电磁喷油器第56页，共140页，2023年，2月20日，星期一（1）轴针式电磁喷油器为了使燃油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针，抗污能力强，自洁性能好。电磁线圈中无电流时，喷油器阀针在弹簧作用下紧压在锥形密封阀座；通电时，电磁力将针阀吸起，燃油喷出。第57页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）球阀式电磁喷油器阀针是由钢球、导杆、衔铁用激光焊接成整体结构，其质量只有普通轴针式电磁阀喷油器阀针的一半。第58页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）片阀式电磁喷油器采用质量轻的片阀和孔式阀座。第59页，共140页，2023年，2月20日，星期一

片阀式喷油器工作过程信号通过电磁线圈时，磁场力克服弹簧力和油压力将阀片吸起离开阀座上的密封环，燃油从阀座上的计量孔喷出。信号结束后，电流切断电磁力消失片阀在弹簧力和油压力作用下压紧阀座，阀门关闭，喷油停止。第60页，共140页，2023年，2月20日，星期一发动机在低温启动时，需要额外的喷入一定量的燃油，这部分额外的燃油由冷启动喷油器喷入进气总管。燃油由冷启动喷油器开启时间取决于发动机温度，由热限时开关控制。6.冷起动喷油器与限时开关第61页，共140页，2023年，2月20日，星期一冷起动喷油器第62页，共140页，2023年，2月20日，星期一热限时开关1-电接头2-壳体3-双金属片4-加热线圈4-触点冷起动喷油器和热时间开关第63页，共140页，2023年，2月20日，星期一大多数电喷发动机上没有专门的冷启动喷油器，在发动机冷启动时，发动机ECU根据冷却液温度传感器信号，适当延长主喷油器喷油时间，从而增加冷启动喷油量第64页，共140页，2023年，2月20日，星期一燃油供给系统第65页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.4.3空气供给系统空气供给系统组成1-节气门2-空气流量计3-进气温度传感器4-空气滤清器第66页，共140页，2023年，2月20日，星期一1.空气计量装置进气量是电控汽油发动机的一个关键参数，精确计量空气量对准确控制喷油量和点火正时十分重要。空气量的计量方法有进气管绝对压力传感器式间接测量法和空气流量传感器式直接测量两类，后者又可分为体积流量型和质量流量型，体积流量型有叶片式和卡门旋涡式，质量流量型有热线式和热膜式。第67页，共140页，2023年，2月20日，星期一（1）叶片式空气流量计安装在空气滤清器和节气门之间。第68页，共140页，2023年，2月20日，星期一叶片式空气流量计第69页，共140页，2023年，2月20日，星期一叶片式空气流量计工作原理来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。与测量扳同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号VS送给ECU。第70页，共140页，2023年，2月20日，星期一叶片式空气流量计工作原理第71页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）卡门旋涡式空气流量计所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡第72页，共140页，2023年，2月20日，星期一空气流量计算测出卡门旋涡的频率f，按下式计算出空气流速U。式中

St——斯特罗巴系数；

d——涡流发生器外径。再根据进气管道的有效面积，就能确定实际进入气缸的空气量。第73页，共140页，2023年，2月20日，星期一反光镜检测式卡门旋涡式空气流量计1-进气支管2-压力感应板3-发光二极管4-光敏晶体管

4-板簧6-反光镜7-涡流发生器8-导压孔把涡流发生器两侧的压力变化，通过导压孔8引向薄金属制成的反光镜6表面，使反光镜产生振动，反光镜振动时将发光二极管的光反射到光敏晶体管4上使其导通，光敏晶体管产生的脉冲信号反应了漩涡的频率。第74页，共140页，2023年，2月20日，星期一超声波检测方式的卡门旋涡式空气流量传感器卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接受器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。第75页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）热线式空气流量计热线式空气流量计包括铂丝制成的热线、空气温度传感器（冷线）和电子回路等。为了将热线温度与进气温度的温差维持恒定，设有控制回路。第76页，共140页，2023年，2月20日，星期一热线式空气流量传感器工作原理热线电阻RH以铂丝制成，置于空气通道中的进气管内，热线温度与进气温度之差保持100°，当空气流经RH时，带走热量，使热线温度发生变化，空气质量流量越大，被带走的热量越多，要保持温差，就要增加热线电流。第77页，共140页，2023年，2月20日，星期一（4）热膜式空气流量计将热（铂）线、补偿电阻(冷线)及精密电阻用厚膜工艺固定在以陶瓷为基片的树脂膜上。同时，它的分析电路比热线式的要简单得多，而启动速度几乎相同。热膜式空气流量计的工作原理与热线式相同。第78页，共140页，2023年，2月20日，星期一热膜式空气流量计的检测桑塔纳2000GSI使用的是热膜式空气流量计。安装于空气滤清器和节气门体之间怠速下2.0-4.0g/s第79页，共140页，2023年，2月20日，星期一控制电路图第80页，共140页，2023年，2月20日，星期一1）线性电阻的检测：辅助性测试，目的是检测线束的导通性，以确保线路通畅。第81页，共140页，2023年，2月20日，星期一2）电压测试：分为电源电压测试盒信号电压测试，信号电压测试时确定空气流量计是否失效的主要依据。第82页，共140页，2023年，2月20日，星期一进气支管绝对压力与节气门开度和发动机转速有关，节气门开度越大，进气支管压力越高（真空度越低），当节气门全开时，进气支管压力接近大气压力，因此进气支管绝对压力和发动机转速信号可以间接确定进入气缸的空气量。（5）进气支管绝对压力传感器第83页，共140页，2023年，2月20日，星期一（5）进气支管绝对压力传感器分类半导体压敏电阻式电阻应变片式电容式可变电感式表面弹性波可变电阻式等原理：均是利用膜片把气室分割成两部分，一部分通大气或者抽成真空，另一部分与进气支管联通，当进气支管绝对压力变化时，膜片产生变形。压敏电阻式进气压力传感器第84页，共140页，2023年，2月20日，星期一怠速控制系统的功能：除了稳定发动机的怠速转速外，还能根据发动机怠速时负荷的变化情况（如冷启动后的暖机、空调开机、动力转向开关接通、自动变速器切换进行换挡等）自动调节发动机的怠速转速，使发动机处在最佳的怠速状态（既保持怠速转速的稳定，又尽可能降低燃油消耗和排放污染）。2.怠速控制系统第85页，共140页，2023年，2月20日，星期一怠速控制系统的组成：主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成。第86页，共140页，2023年，2月20日，星期一怠速控制的方法：怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。节气门直动式旁通空气式旁通空气式执行元件怠速空气道节气门直动式

第87页，共140页，2023年，2月20日，星期一（1）节气门直动式怠速控制第88页，共140页，2023年，2月20日，星期一第89页，共140页，2023年，2月20日，星期一发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。第90页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）旁通空气式怠速控制①双金属片式怠速控制装置1-节气门2-叶片式空气流量计3-怠速空气控制阀4-怠速调节螺钉5-电接头6-电热丝7-双金属片8-遮门当发动机温度较低时，双金属片下弯遮门打开，额外的空气从旁通空气通道流入气缸，发动机处于快怠速状态。当发动机启动后，电热丝通电，双金属片受热上翻，带动遮门慢慢关闭旁通空气通道，发动机处于正常怠速。第91页，共140页，2023年，2月20日，星期一②石蜡式怠速控制装置1-节气门2-软管3-水套4-石腊体5-控制活塞6-平衡弹簧安装在发动机水套上的石蜡直接感受发动机冷却液的温度，当冷却液温度较低时，石蜡收缩，在弹簧力作用下，控制活塞右移，旁通空气通道开大，怠速转速升高；当冷却液温度升高时，石蜡膨胀，推动活塞左移，旁通空气通道关小，怠速转速降低。第92页，共140页，2023年，2月20日，星期一③电磁阀式怠速控制装置1-阀2-阀杆3-线圈4-弹簧4-旋转阀杆6-旋转阀7-永久磁铁8-电枢9-弹簧10-电接头11-壳体通过调节空气流通截面积控制怠速。比例电磁阀的开度由流过电磁线圈的电流产生的电磁力和弹簧力的平衡位置控制。特点：响应速度快直线型旋转型第93页，共140页，2023年，2月20日，星期一④步进电机式怠速控制装置1-阀座2-阀轴3-定子绕组4-轴承5-进给丝杆6-转子7-阀芯可以正反转，通过进给丝杆5把电动机的旋转运动转变为阀芯7的直线运动，以调节旁通空气通道的截面积，改变进气量的大小。特点：控制精确第94页，共140页，2023年，2月20日，星期一4.4.4电子控制系统由各种传感器、控制器ECU以及执行器三部分组成。传感器将发动机的工作状态信息转变为电信号，输送给控制器ECU，控制器对传感器信号进行分析、处理、运算和判断后，向执行器发出控制命令，实现对汽车运行的最佳控制。第95页，共140页，2023年，2月20日，星期一1.发动机主要传感器（1）发动机转速与曲轴位置传感器电磁感应式、霍尔效应式、光电效应式（2）冷却液温度传感器（3）进气温度传感器（4）氧传感器氧化锆式氧传感器、氧化钛式氧传感器（5）爆燃传感器第96页，共140页，2023年，2月20日，星期一一、空气流量计G70：空气流量计，专门测空气；进了多少气，就喷多少油，严格按比例！这个比例是多少～～14.7:1！！二、曲轴位置传感器G28：曲轴位置传感器，它的作用无人替；一旦信号丢失了，如何起动车不着；此时电脑傻了眼，不知哪缸上止点！！三、进压力传感器G71(用来间接测空气):油门松开真空高，油门踩下真空低；真空低时多喷油，中小负荷按比例！要想寻它也容易，节气门后寻芳迹！四、凸轮轴位置传感器G40:一般装在分电器；若没装在分电器，凸轮轴前后去找去！它的工作很简单，专测一缸上止点；报告电脑就算完，顺序点火顺序喷，缺它电脑玩不转.传感器实用顺口溜第97页，共140页，2023年，2月20日，星期一五、节气门位置传感器:负荷信号由它提；五大工况要牢记，四个和它有关系！翻板关闭是怠速，信号电压零点几；翻板开大负荷大，信号电压四点八；不仅控制发动机，还能控制自变器！六、氧传感器(加热型氧传感器):排气管内测氧气；用来控制空燃比，氧化锆是电解质，自己产生电动势；氧气多时供油稀，信号电压0.1；氧气少时燃气稠，信号电压0.9；电脑据此调油量，每10秒中有8变，如果不变赶紧换！七、爆震传感器(压电爆震传感器):一般装在气缸体；一但测出震频率（6～9KHz），点火角儿向后移，爆震随之消失完，点火开始向前赶；控制点火最佳点，总在爆震区边缘！KS爆震传感器；MAF质量空气流量；MAP进气歧管绝对压力；MAT歧管绝对温度；O2S氧气传感器；TPS节气门位置传感器；CKP曲轴箱位置；CMP凸轮轴位置E；CT发动机冷却液温度第98页，共140页，2023年，2月20日，星期一KS-knocksensor爆震传感器；MAF-massairflow

质量空气流量；MAP-intakemanifoldabsolutepressure

进气歧管绝对压力；MAT-manifoldabsolutetemperature

歧管绝对温度；O2S氧气传感器；HO2S（heatedoxygensensor热氧传感器TPS-solartermdoorpositionsensor

节气门位置传感器；CKP-crankshaftboxposition

曲轴箱位置；CMP-camshaftposition

凸轮轴位置；ECT-enginecoolanttemperature

发动机冷却液温度第99页，共140页，2023年，2月20日，星期一（1）发动机转速与曲轴位置传感器（CKP）

作用：提供发动机转速信号和曲轴位置（活塞上止点）信号，两者通常制为一体，安装在曲轴前端、飞轮上、凸轮轴前端或者分电器内。根据工作原理不同分为：电磁感应式、霍尔效应式、光电效应式发动机转速与曲轴位置传感器第100页，共140页，2023年，2月20日，星期一1）电磁感应式：安装在曲轴上，曲轴位置传感器。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性的发生变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性的变化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。发动机电控单元就可以根据电压交变的变化频率来计算发动机转速。另外，信号齿盘上缺2个齿，用于识别曲轴位置（第一缸上止点位置），作为点火正时参考基准。第101页，共140页，2023年，2月20日，星期一当发动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，铁芯中的磁通变化率也将随之发生变化。信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就会产生一个周期的交变电动势，即电动势出现一次最大值和一次最小值，传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。将信号输入发动机ECU，通过计算就能确定发动机转速。电磁感应式第102页，共140页，2023年，2月20日，星期一霍尔效应：把一个通有电流I的长方体形白金导体垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中时，如图2-45所示，在白金导体的两个横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电压UH，当取消磁场时电压立即消失。该电压称为霍尔电压。2）霍尔效应式第103页，共140页，2023年，2月20日，星期一组成：由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成。永久磁铁霍尔元件触发轮第104页，共140页，2023年，2月20日，星期一美国GM公司的霍尔效应式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片的结构型式，在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮，与曲轴一起旋转。凸齿每次经过霍尔传感器时，都会产生一个霍尔电压，并传送给发动机控制单元。第105页，共140页，2023年，2月20日，星期一原理：利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU。3）光电效应式组成：由信号盘、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。第106页，共140页，2023年，2月20日，星期一外圈制作有360个长方形透光孔(缝隙)，间隔弧度为1°(透光孔占0.5°，遮光部分占0.5°)，用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有6个透光孔(长方形孔)，间隔弧度为60°，用于产生各个气缸的上止点位置信号，其中有1个长方形宽边稍长的透光孔，用于产生第一缸上止点位置信号。第107页，共140页，2023年，2月20日，星期一光电效应式传感器第108页，共140页，2023年，2月20日，星期一（2）冷却液温度传感器1-电接头2-壳体3-热敏电阻检测发动机冷却液温度信号，并转换为电信号输入ECU-修正喷油时间和点火时间。在怠速时，其信号是控制怠速转速的主要信号源。常用的是半导体热敏电阻式，利用半导体的电阻随温度变化而变化的特性制成的。第109页，共140页，2023年，2月20日，星期一（3）进气温度传感器采用高灵敏度的热敏电阻，安装在进气支管处。发动机通过电阻信号识别温度，从而修正喷油量和点火提前。第110页，共140页，2023年，2月20日，星期一（4）氧传感器

氧传感器是排气氧传感器（EGO，ExhaustGasOxygenSensor）的简称。安装在发动机的排气管上。通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将空燃比信号转变为电信号输入发动机ECU。ECU根据氧传感器信号对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而将过量空气系数（λ）控制在0．98～1．02之间的范围内，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达刭降低有害气体排放量和节约燃油之目的。第111页，共140页，2023年，2月20日，星期一空燃比氧喷油14.7:1如何将空燃比控制为14.7？ECU如何获得空燃比信号？氧传感器气油空燃比修正油氧传感器作用：进行空燃比闭环控制，把空燃比控制在目标空燃比的范围内；分类：氧化锆式和氧化钛式两种。氧传感器第112页，共140页，2023年，2月20日，星期一伸入排气管内排气管上第113页，共140页，2023年，2月20日，星期一①氧化锆式氧传感器第114页，共140页，2023年，2月20日，星期一加热加热器：预热，300℃锆管：敏感元件废气大气冷态不工作第115页，共140页，2023年，2月20日，星期一混合气浓，空燃比小于14.7，约为0.9V混合气稀，空燃比大于14.7，约为0.1V电压在空燃比14.7跃变V微电池：氧浓度差—电压无源传感器（参考电压0.45V）跃变——灵敏——精确废气大气

氧浓度电压信号第116页，共140页，2023年，2月20日，星期一当电解质的表面与内部之间氧气的浓度不同（即存在浓度差）时，氧气浓度高处的氧离子就会向浓度低的一侧扩散，以求达到平衡状态。当固体电解质表面设置集中用多孔电极之后，在其两个表面之间就可得到电动势E，因此将其称为“氧浓差电池”。锆管内侧与氧离子浓度高的大气相通，外侧与氧离子浓度低的排气相通，当氧离子在锆管中扩散时，锆管内外表面之间的电位差将随可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓差电池，传感器的信号源相当于一个可变电源。第117页，共140页，2023年，2月20日，星期一喷油器增油氧传感器高电平空燃比14.7:1喷油器减油氧传感器低电平

氧传感器信号空燃比14.7：1？第118页，共140页，2023年，2月20日，星期一②氧化钛式氧传感器1-二氧化钛元件2-金属保护管3-导线4-金属外壳4-陶瓷绝缘材料6-陶瓷元件7-接线头二氧化钛（TiO2）的电阻值大小取决于氧离子的浓度，因此可以用来检测排气中的氧离子浓度从而控制空燃比。第119页，共140页，2023年，2月20日，星期一工作原理a）电路b）阻值1-氧传感器2-ECU3-基准电压4-输出信号电压氧气分压如果偏离理论空燃比，则呈阶跃变化。所以利用测定的氧气分压，即传感器的电阻变化，就能测得空燃比的偏离差值。当周围气体介质中的氧元素多时，二氧化钛的电阻值增大；反之，氧元素少时，电阻值减小。与氧化锆式氧传感器相同，由于在理论空燃比附近电阻值急剧变化，故其输出电压也急剧变化。第120页，共140页，2023年，2月20日，星期一第121页，共140页，2023年，2月20日，星期一第122页，共140页，2023年，2月20日，星期一二氧化钛氧传感器和氧化锆传感器的比较主要区别：氧化锆传感器是将排气中剩氧分子含量的变化转换为电压的变化输出，而二氧化钛氧传感器则将排气中剩氧分子含量的变化转换成传感器的电阻变化。浓差电池型氧化锆氧传感器的特点是：具有高精度、高可靠性，是目前汽车排气检测方面应用最广泛的氧传感器。但还存在结构复杂、成本较高、材料制备困难等问题，并且不能使用于含铅汽油。氧化物半导体型TiO2氧传感器不需要参考电极、结构简单、尺寸小、成本低、具有抗铅中毒的能力等优点，并且性能参数比氧化锆氧传感器更好，而成为最有发展前途的一种氧传感器。第123页，共140页，2023年，2月20日，星期一（5）爆震传感器爆震传感器发动机爆震传感器（EDS，EngineDetonationSensor）第124页，共140页，2023年，2月20日，星期一第125页，共140页，2023年，2月20日，星期一①磁致伸缩式爆震传感器安装在发动机机体上。当发动机的气缸体出现振动时，该传感器在7kHz左右处与发动机产生共振，强磁性材料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，从而在铁心周围的绕组中产生感应电动势，并将这一电信号输入ECU。第126页，共1