2.4汽油机燃料供给系授课

汽车构造与使用—发动机哈尔滨严查劣质油售假油加油站停业整顿加了劣质油数百辆车瘫痪

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（化油器）1.提高了发动机的充气效率；2.使各缸可燃混合气分配更加均匀；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.可采用较高的压缩比；7.可节省燃油并减少废气中的有害成分；8.适合全车电子化控制的要求；9.发动机故障率大大降低。一、汽油汽油机使用的燃料是汽油，汽油是从石油中提炼出来的碳氢化合物。1.主要性能指标蒸发性(Volatility)热值每１kg燃料燃烧产生的热量。抗爆性(AntiknockQuality)避免产生爆燃的能力，亦抗自燃的能力。2.4.1概述

一、汽油2.辛烷值(OctaneRating)

辛烷值是评价抗爆性的指标参数。异辛烷（抗爆性好，辛烷值为100）在汽油混合物中所占的容积比。汽油的辛烷值与汽油的抗爆性相同的标准燃料中的异辛烷值含量的百分比例，如70%、85%、90%、93%、97%。电机法辛烷值发动机在油门全开和高速运转时的抗爆性．研究法辛烷值发动机在低速至中速运行时的抗爆性。

一、汽油牌号以RQ打头，后跟汽油的辛烷值。汽油的辛烷值研究法（RON）和电机法（MON），其换算关系为：（RON）=（MON）+10。例如代号为RQ-90，"R"是燃的汉语拼音字头，"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。由于环保的要求，我国在2000年7月1日推广使用无铅汽油，含铅量小于2.5mg/L为无铅汽油。汽油的使用性能指标主要有蒸发性、热值、抗爆性二、组成：3、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：油箱、滤清器、汽油泵、喷油器、油压调节器、燃油脉动衰减器、油管等。汽油泵回油管汽油滤清器油压调节器输油管路喷油器任务：供油、滤清、调压、喷油。燃油供给装置在车上的位置燃油供给系统示意图燃油供给系统示意图空气供给系统、燃油供给系统、点火系统、电子控制系统二、可燃混合气成分

可燃混合气(CombustibleMixture/ExplosiveMixture)成分的表示： 空燃比(Air-fuelRatio)（A／F） 过量空气系数(Air-excessFactor)

二、可燃混合气成分 空燃比（A／F）空燃比（A／F）=

理论空燃比14.7为“理论混合气(TheoreticallyCorrectMixture/Stoichiometric

Miture)”；空燃比＞14.7为“稀混合气(LeanMixture)”；空燃比＜14.7为“浓混合气(RichMixture)”。可燃混合气中空气质量可燃混合气中燃料质量二、可燃混合气成分过量空气系数

过量空气系数

＝

＝1为理论混合气；

>1为稀混合气；

<1为浓混合气

实际空气质量理论空气质量三、可燃混合气成分对发动机性能的影响1－燃油消耗率；2－功率（发动机转速不变，节气门全开）试验条件：发动机转速一定，节气门全开，改变汽油量孔尺寸，以获得不同

结果：发动机的功率和耗油率都是随着过量空气系数

变化而变化的三、可燃混合气成分对发动机性能的影响1.混合气偏稀时，油耗率最低。原因：混合不是绝对均匀的，偏稀可使氧气足够。2.混合气偏浓时，功率最大。原因：燃烧速度高；散失热量小。3.混合气过稀或过浓，油耗率都将增大，功率都会减小，甚至不能燃烧。混合气成分，应控制在对应“油耗最低”和“功率最大”之间的范围。“理论混合气”不是“理想的混合气”。4.不同的发动机，或同一发动机在不同的节气门开度，其油耗最低的

及功率最大的

是不同的。1－燃油消耗率；2－功率（发动机转速不变，节气门全开）三、可燃混合气成分对发动机性能的影响1标准混合气（

=1）：时间、空间限制，不能完全燃烧。2稀混合气（

>1）:混合气中有适当富余的空气而完全燃烧.因而经济性最好；图

＝1.11经济混合气；值多在1.05－1.15内。若

>1.05－1.15：燃烧速度减小，热量损失增大，发动机过热，动力性、经济性变坏；进气管回火，出现拍击声。功率下降1－燃油消耗率；2－功率（发动机转速不变，节气门全开）三、可燃混合气成分对发动机性能的影响3浓混合气（

<1）：值在0.85－0.95范围内时，燃烧速度最快，热量损失小，功率大，称功率成分混合气，不完全燃烧经济性差。功率混合气：＝0.88当Φ

<0.88时：燃烧不完全，排气管冒黑烟、放炮、燃烧室积碳，功率下降，耗油量显著增大，排放污染严重。4火焰传播上限和下限：当

=0.4、1.4时，因混合气太浓或太稀，虽能着火，但火焰无法传播，发动机不能稳定运转甚至熄火。1－燃油消耗率；2－功率（发动机转速不变，节气门全开）四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求混合气种类空气过量系数发动机功率耗油率性能火焰传播上限0.4混合气不燃烧，发动机不工作过浓混合气0.43-0.87减小激增燃烧室积炭、排气管冒黑烟，消声器有拍击声（放炮）功率混合气0.88最大增大；10-15%输出最大功率标准混合气1.0减小2%增大4%经济混合气1.11减小8%最小过稀混合气1.13-1.33显著减小显著增大回火、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限1.4混合气不燃烧，发动机不工作四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求车用发动机的工作特点工况变化范围大，负荷0-100%;工况变化频繁,变化速度有时很大;大部分为中等负荷工况.(1)怠速工况和小负荷工况：怠速：发动机对外无功率输出、稳定运转情况下的最低转速，汽油机400～800r/min。特点：转速低，汽油雾化不良，燃烧不完全、排气中HC、CO含量高。另一方面，吸入气缸内的可燃混合气量少且废气含量高。要求：提供较浓的混合气，怠速：

=0.6～0.8，较高怠速转速（减少排气污染）

；小负荷：

=0.7～0.9。1、稳定工况对混合气成分的要求：定义：发动机完成预热，正常运转，一定时间内没有转速或负荷的突然变化；按负荷分类：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求2)中负荷工况：要求：经济性为主，混合气成分接近最小燃油消化率

=0.9～1.1。3)大负荷和全负荷工况全负荷要求：供给相应最大功率的混合气

=0.85～0.95；大负荷：满足动力性为主。四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求2、过渡工况对混合气成分的要求：1)冷起动工况特点：转速低（100）、空气流速较低、雾化不好、绝大部分呈油粒状态凝结在进气管壁上混合气过稀，无法引燃要求：供给极浓的混合气

=0.4～0.6。从而使进入气缸的混合气有足够的汽油蒸汽，以保证发动机得以起动。2）暖机工况：

Φ

随温度升高逐渐加大四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求3)加速工况：定义：指发动机的负荷突然迅速增加的过程。特点：节气门急开、汽油的惯性>空气的惯性；空气流量和流速以及喉管真空度均随之增大、空气无预热、进气管温度低、燃料蒸发不好；瞬间混合气过稀。导致发动机不能实现立即加速，甚至有时还会熄火。要求：在节气门突然开大时，额外增加供油量，及时使混合气加浓到足够的程度。4）急减速工况：混合气突然变浓燃烧恶化，HC高。要减缓节气门关闭速度四、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求稳定工况对混合气的要求工况混合气浓度怠速和小负荷

=0.6-0.8中等负荷

=0.9-1.1大负荷和全负荷

=0.85-0.95过渡工况对混合气的要求工况混合气冷起动极浓

=0.4-0.6暖机

随温度升高加速及时加浓结论：①发动机的运转情况是复杂的，各种运转情况对可燃混合气的成分要求不同。②起动、怠速、全负荷、加速运转时，要求供给浓混合气α<1。③中负荷、加速运转时，随着节气门开度由小变大，要求供给由浓逐渐变稀的混合气α=0.9～1.12.4.2电控燃油喷射系统的分类1.按汽油喷射方式分：（1）间隙喷射式L-Jetronic(空气流量测量)LH-Jetronic(空气质量测量）电子控制中央汽油喷射系统电子控制汽油喷射和点火系统(Motronic)（2）连续喷射式K-Jetronic（空气流量测量—机械液压式）KE-Jetronic（空气流量测量—机械液压电子式）一、分类（1）多点喷射MPI（2）单点喷射SPI（3）气缸内喷射（应用较少）将燃料直接喷入气缸内，需较高的喷射压力。2.按喷射器安装位置（喷油部位）分2.4.2电控燃油喷射系统的分类（1）多点喷射MPI每一个气缸有一个喷油器；将燃油喷射在每缸进气门的外侧，贮存并蒸发，供发动机使用。气门喷油器输油管进气支管（2）单点喷射SPI（节气门体喷射TBI、中央喷射CFI）几个缸共用一个喷油器；将燃油喷射在节气门的前方，燃油喷入后随空气流入进气歧管内，再进入气缸。调压器喷油器节气门体位置传感器节气门（2）单点喷射SPI（节气门体喷射TBI、中央喷射CFI）3.按喷射控制装置的形式分(1)机械式汽油喷射系统：

(2)电子控制汽油喷射系统：电控单元、电磁喷油器—计量汽油压力感应式多点汽油喷射系统（D型）流量感应式多点汽油喷射系统5.按进气量检测方法来分（1）间接测量（压力型）（2）直接测量（流量型）（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4.按控制方式来分（1）开环控制6.（多点喷射）按的喷油间隔来分（1）同时喷射（2）分组喷射（3）顺序喷射（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13421803605400喷油喷油（2）分组喷射将气缸分为两组，所需燃油一次喷完。进气排气作功压缩压缩进气排气作功作功压缩进气排气排气作功压缩进气13421803605400喷油喷油（3）顺序喷射按各缸的进气顺序间歇喷油。进气排气作功压缩压缩进气排气作功作功压缩进气排气排气作功压缩进气13421803605400喷油喷油二、组成：1、空气供给系统2、排气系统3、燃油供给系统4、电子控制系统1、空气供给系统

功用：为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：空气滤清器、进气管、节气门、怠速旁通道等。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任务：滤清、调节、分配。二、组成：空气供给装置1)空气滤清器1－空气滤清器上壳体；2－O型圈；3－空气流量计；4－螺栓；5－空气滤清器芯；6－空气滤清器下体；7－橡胶垫片；8－固定环；9－减震挡块油浴式：干式纸质：节流阀体11.怠速传感器、12.回位弹簧、13.怠速电机、14.节气门位置传感器、15.怠速开关、16.加热水管、17.油门拉线轮2)稳压箱与进气歧管1－进气管上体；2－稳压箱；3－密封垫；4－进气门控制单元（J338）；混合气的预热装置（1）谐振增压3)可变进气与进气增压系统谐振增压工作原理(2)可变进气可变进气调节阀可变翻转控制阀较长的进气道使发动机在低转速下获得较大的转矩，但在高转速下却会出现较低的最大输出功率，而较短的进气歧管却正相反。通过可变进气歧管长度，可以保证在较大的转速范围内，不但具有较大的转矩，而且在高转速区具有较高的最大输出功率。可变进气道可变进气道（3）废气涡轮增压基本原理涡轮增压工作原理1（3）废气涡轮增压基本原理涡轮增压工作原理2涡轮增压系统（带旁通支路）奥迪A6涡轮增压系统（可调叶片）奥迪A61.8T涡轮增压系统调整叶片二、组成：2、排气系统1－排气管；2－催化反应器；3、4－消声器；

1、排气歧管与三元催化反应器1－陶瓷滤芯；2－壳体；

2、组合式消声器1－排气管；2－节流；3－反射管；4－吸音材料；5－干涉管；6－尾管通过逐渐降低排气压力、衰减压力的脉动来消减噪声。从结构上，使气流多次改变方向；断面反复收缩扩大；分割为小支流；沿不平滑表面流动；冷却。1）油箱(FuelTank)

储备里程油箱盖(FuelTankCap)：空气阀(Vacuum-reliefValve);蒸汽阀(Pressure-reliefValve)滤网(Filter)隔板：放油螺塞；油面指示传感器．材料：钢板（冲压．焊接）、塑料2）燃油泵滚柱式电动燃油泵叶片式电动燃油泵作用：是把燃油从油箱内吸出并通过喷油器供给发动机各气缸。

泵油并使燃油压力升高，以便于喷油雾化；

供给各喷油器及冷起动喷油器所需要的燃油。由点火开关和油泵继电器控制。内置式燃油泵：即燃油泵安装在燃油箱内。内置式燃油泵不易发生气阻和漏油现象，对泵的自吸性能要求较低，应用广泛。内置式燃油泵油压：多点喷射：0.2～0.3MPa

单点喷射：0.1～0.2MPa2）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2）燃油泵叶片式电动燃油泵2）燃油泵叶片式电动燃油泵1-橡胶缓冲垫；2-滤网；3-叶轮及叶片；4、8一轴承；5一永久磁铁；6一电枢；7一炭刷；9一限压阀；10一单向止回阀；l1一泵体2）燃油泵叶片式电动燃油泵叶片式电动燃油泵运转噪声小，油压脉动小，泵油压力高，叶片磨损小，使用寿命长。

纸质滤芯；多孔陶瓷滤芯；金属片缝隙式滤芯．功用：滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。3）汽油滤清器(FuelFilter)3）汽油滤清器(FuelFilter)一般采用纸质滤心，每行驶20000～40000㎞或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。4)压力调节器作用：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；确保喷油压力恒定。工作原理：转速不变：节气门开度增大，进气歧管真空度减小，回油量减小，出油量增大。节气门开度不变：转速增加，进气歧管真空度增大，回油量减多，出油量减少。

4)压力调节器压力调节器工作原理进油口回油口阀门支承膜片弹簧接进气岐管4)压力调节器1.不带回油管的燃油供给系的组成?2.带回油管的燃油供给系的组成5)喷油器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旋式空气流量传感器：测得是进气的体积流量，需要进行密度修正。基本喷油量3、电子控制系统

作用：是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油最佳喷射量和最佳点火提前角。此外，还可进行怠速控制、排放控制和故障自诊断等。由电子控制单元（ECU）、传感器、执行器三部分组成3、电子控制系统

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。电控单元（ECU)：1)电控单元（ECU）

ECUCPU：中央处理器ROM：只读存储器PROM：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1.空气流量计作用：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作用：通过流量板转角的变化来计量吸入的空气量，并将转角的变化转变为电压信号输送到电脑。（测量板打开的角度随进气量大小而变化）2)传感器

（2）热线（膜）式空气流量传感器原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，利用惠斯顿电桥平衡原理来控制热线电阻温度与进气温度的差值保持一定。电阻值随进气温度而变化，称为温度补偿电阻。电阻的变化引起电桥两端的电压变化。控制电路热膜温度传感器防护网（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空气流量计在车上位置2.进气歧管压力传感器EFI系统通过进气管压力和发动机转速推算发动机进气量。根据其信号产生原理可分为：半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式和表面弹性波式等。半导体压敏电阻式：由硅片、集成电路和真空室组成。2.进气歧管压力传感器原理：压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出电压变化。1－硅膜片；2－真空室；3－集成电路；4－滤清器；5－进气口；6－接线在单晶半导体上，通过扩散的方法加入一些不纯物质，就会形成一定的电阻值。在此电阻值的基础上，施加一定的应力应变，其阻值会发生变化，这种现象就称为半导体的压电效应。3.节气门位置传感器作用：节气门位置传感器通常装在节气门体上，可同时把节气门开度、怠速、大负荷等信号转换成电压信号送至ECU中，以便控制系统可根据发动机的工况对其喷油量及点火提前角进行修正。分类：两极式：只有在节气门全开和全闭时才给电脑信号，其余由空气流量计输送信号。全程式：可以输出多种电压的连续信号，以获得相应的喷油量。(压力感应式）4.发动机转速和曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器（判缸传感器）转速传感器作用：将发动机转速的高低，以电信号的形式输送到电脑，控制喷油量。曲轴位置传感器作用：反映曲轴转角，使电脑控制正确的点火时间和喷油时刻。（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、进气温度传感器、油温传感器、排气温度传感器）热敏电阻电插头作用：感知冷却液温度和进气温度，并将信号输送到电脑，用于喷油量和点火时刻的修正。热敏电阻的阻值随温度的变化而变化。当发动机冷却液温度改变时，传感器向电控单元输送的信号电压也发生改变。6.氧传感器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。作用：将废气中氧含量的信号输送到电脑，以便于电脑控制下一个工作循环的油气配比。形式：二氧化锆、二氧化钛7.爆震传感器安装在发动机缸体上，检测发动机的爆震状况，以此实现发动机点火时刻的闭环控制过程，可有效地抑制发动机爆燃现象的发生。爆燃传感器有磁致伸缩式和压电式两种类型。压电式又分共振型和非共振型结构。共振型压电式爆燃传感器是利用爆燃时发动机振动频率与传感器本身固有频率一致的特点，通过产生共振来检测爆燃强度的。一、上海桑塔纳2000轿车发动机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

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旋式空气流量传感器：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。高低长短高低进气管压力发动机转速基本喷油持续时间

一、燃油系统各部件工作不正常时对发动机的影响

故障现象：

电动汽油泵故障：发动机不能起动，运转不稳，运转中熄火。汽油滤清器故障：发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，动力性差。压力调节器故障：发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，油耗增加。

喷油器故障：发动机不能起动，运转不稳，排气管放炮，油耗增加。电喷汽油机燃油系统故障的检查和诊断

二、燃油系各部件工作失效的原因分析

三、燃油系统故障的检查与诊断

1)首先利用汽车电脑的故障自诊断系统，调出并解读故障码，了解电脑的自诊断结果。

2)人工检查：直观试探法并配以必要的仪表，进一步诊断出故障的确切部位和原因。

1．故障码的调出与清除

调出故障码的方法有三种：一是用专用的解码仪，它能显示出故障码及故障的文字、符号和数据流；二是利用汽车仪表盘上故障灯的闪光信号来读取；三是用直流电压表(万用表的直流电压挡)，根据表针的摆动情况读取故障码。

2．燃油系各部件的检查

(1)汽油泵将点火开关转到ON的位置，用导线连接检查器的+B和FP端子，用手捏住油压调节器的回油管。如感觉到橡胶软管坚硬，说明汽油泵的工作正常。如果感觉不到有回油压力，应检查汽油泵电源线与搭铁端电压，其值应为蓄电池的电压(12V)；再检查汽油泵线路是否断路或搭铁是否可靠，汽油泵线圈的电阻应在0.5~3Ω之间。如果电压为0V，应检查开路继电器和汽油泵控制回路是否断路。

(2)油路系统压力的检查

在输