《汽车发动机构造与维修》项目四

汽车发动机构造与维修项目四任务三柴油机燃油系统故障诊断与排除任务二电控汽油喷射系统故障诊断与排除任务一认识燃油供给系统项目四

燃油供给系统的构造与维修一、汽油燃烧与空燃比任务一

认识燃油供给系统1．汽油燃烧过程和爆燃的产生正常汽油燃烧过程可分为两个阶段：发火期和火焰推进期。发火期是指从火花塞产生火花，促使火花附近的混合气迅速氧化，使温度升高到出现第一个火焰的阶段；火焰推进期是指活塞在上止点附近，活塞前锋以30～70m/s的速度逐渐向四周推进，气缸内压力和温度快速上高，直到可燃混合气全部燃烧。在火焰推进期，受气缸温度和压力的影响，部分未燃烧的混合气中产生大量不稳定的过氧化合物，它们在火焰前锋尚未到达时自燃，形成若干个燃烧中心，在此过程中释放大量热量，其火焰传播速度可达800～1000m/s，由此产生的强烈冲击波会使气缸出现敲击声，这种不正常燃烧，称为爆燃。爆燃会使发动机功率下降、耗油增加、发动机过热、排气管冒黑烟，甚至造成零件损坏。车用汽油抵抗爆燃发生的能力称为抗爆燃性。2．空燃比（1）可燃混合气浓度表示方法汽油要在气缸内燃烧，必须先喷成雾状，并进行适当的蒸发，与适量的空气均匀混合。这种按一定比例混合的汽油与空气的混合物，称为可燃混合气。可燃混合气中燃油含量的多少称为可燃混合气的浓度（成分）。可燃混合气浓度的表示方法，可用空燃比（A/F）表示，也可用过量空气系数α表示。空燃比是混合气中空气质量（kg）与燃油质量（kg）的比值，即理论上1kg汽油完全燃烧需要14.7kg的空气，其空燃比（A/F）为14.7，这种空燃比的混合气称为理论混合气（或标准混合气）。空燃比（A/F）大于理论空燃比的混合气称为稀混合气；小于理论空燃比的混合气称为浓混合气。过量空气系数用表示。它是燃烧1kg燃烧实际供给的空气质量与理论上1kg燃料完全燃烧所需要的空气质量之比，即如1kg汽油与14.7kg空气混合后进入气缸燃烧，则，这种混合气称为理论混合气（或标准混合气）。凡的混合气称为稀混合气；的混合气称为稀混合气。如果混合气的过量空气系数或，会使混合气过浓或过稀，此时发动机虽然能着火，但火焰无法传播，将导致熄火。（2）可燃混合气成分对发动机性能的影响混合气的浓度对发动机性能的影响，是通过试验获得的。在发动机转速一定、节气门全开的条件下，流经化油器的空气量即为一定值。此时，通过改变汽油量孔尺寸来改变供油量，即可得到过量空气系数不同（即浓度不同）的可燃混合气。分别以不同过量空气系数的可燃混合气供入气缸，并测出相应的发动机功率和耗油率。试验结果表明，发动机功率和耗油率都是随过量空气系数而变化的。（3）不同工况对混合气成分的要求发动机工作情况简称发动机工况，它表示发动机的负荷和转速情况。负荷的大小用节气门开度的百分数表示，节气门全开为全负荷，半开为中等负荷，这之间有许多个工况。发动机有冷起动、怠速、小负荷、大负荷、全负荷和加速等工况。①冷起动。冷车起动时，发动机转速低、温度低、汽油雾化困难，大量汽油呈油粒状黏附在进气管壁上，从而使混合气过稀而无法燃烧。为此需供给极浓的混合气，α＝0.2～0.6。②怠速和小负荷。怠速是指发动机对外无功率输出，节气门开度为零。此时混合气燃烧所做的功，只是用以克服发动机内部的阻力，使发动机保持低速稳定运转。怠速工况进入气缸的混合气量少，发动机转速低、温度低，汽油雾化不良，气缸中废气含量相对较多。需要供给α＝0.6～0.8的浓混合气。小负荷工况节气门开度不大，进入气缸的混合气仍较少，此时α＝0.7～0.9。③大负荷和全负荷。节气门开度达85%以上，它是需要获得最大功率的工况，以克服较大的外部阻力或加速行驶。此时混合气要迅速变浓，α＝0.8～0.9，以较浓的混合气满足动力性为主的工况要求。④加速工况。汽车在行驶过程中，有时需要在短时间内迅速提高车速。为此，驾驶员要快踩加速踏板，使节气门突然开大，以达到迅速增加发动机功率的目的。二、燃油供给系统的构造1．燃油箱和燃油箱盖（1）燃油箱燃油箱由薄钢板或塑料制成，主要用于储存汽车运行所需的额外燃油。它通常位于汽车后底部，在后置发动机的汽车上，它位于汽车前部。燃油箱内设有隔板，其作用是防止燃油在燃油箱内四处晃动和飞溅。当汽车进行快速起步、停车、转弯等操作时，隔板有助于限制燃油流动。（2）燃油箱盖燃油箱盖有空气阀和蒸气阀组成，其作用有三点：①防止燃油从燃油箱溢出；②释放燃油被发动机吸走时所产生的真空；③防止燃油蒸汽直接进入大气的同时，释放压力。2．燃油滤清器燃油滤清器一般安装在燃油箱和燃油泵之间，主要用于滤除燃油中的水分和杂质，保证燃油泵和化油器的正常工作。燃油滤清器可分为用在货车和客车上的可拆式燃油滤清器和用在轿车上的不可拆式燃油滤清器。燃油滤清器由滤清器外壳，滤芯及进、出油管接头等组成。滤清器外壳有塑料和金属两种。滤芯除有尼龙布、聚合粉末塑料和纸质滤芯外，还有金属片缝隙式和多孔陶瓷式滤芯。当发动机工作时，在燃油泵的作用下，将燃油从汽油箱内吸入油管中，经燃油箱滤清器过滤，杂质被吸附在滤芯上，过滤后的清洁燃油进入燃油泵。3．燃油泵燃油泵主要用于从燃油箱内将燃油输送给化油器或喷油器。汽油机燃油泵可分为机械式和电动式；柴油机燃油泵为高压燃油泵。4．燃油压力调节器燃油压力调节器一般安装在燃油分配总管的一端，主要用于保证喷油器喷油压力与进气管压力之差为恒定值。这样，喷油器的喷油量就只与喷油时间有关，电子控制单元（ECU）通过控制喷油时间来控制喷油量。5．化油器化油器作为化油器燃油供给系统的核心，主要用于根据汽油发动机不同工况要求，供给发动机不同数量和不同浓度的可燃混合器。化油器式燃油供给系统已被淘汰，但国内仍有一定数量在使用。6．喷油器电磁喷油器是电控燃油喷射系统的重要执行器，它可根据ECU发射的喷油脉冲信号，精确地计量燃油喷射量。三、燃油泵主要零件的检修1．就车检查电动燃油泵是否工作的方法燃油泵的常见故障是供油压力不足或不供油，其原因可能使摇臂磨损严重，进、出油阀关闭不严，结合面不平整，或者泵膜及泵膜弹簧损坏。当燃油泵发生故障时，应将其全部拆散、彻底清洗，然后对各零件进行检验并修复。①在发动机未起动情况下，先打开燃油箱盖，再打开点火开关，在燃油箱口处仔细听有无电动燃油泵运转声音。如果在打开点火开关后，能听到电动燃油泵运转3～5s后又停止，则说明电动燃油泵工作正常。②如果在燃油箱口处无法听到电动燃油泵是否运转，可在打开点火开关或接通起动机后，在发动机上方听是否有“嘶嘶”的燃油流动声，或者用手检查进油软管是否有压力。如果有“嘶嘶”的燃油流动声，或进油软管有压力，则说明电动燃油泵工作正常。③拆下发动机进油管，打开点火开关或接通起动机，此时如果油管内有大量汽油流出，则说明电动燃油泵工作正常。仅凭电动燃油泵正常运转，并不能断定燃油泵能否正常工作，还需要通过测量电动燃油泵的最大供油压力和保持压力来判断燃油泵是否有出现泵油压力过低、出油单向阀泄露等故障。2．就车测量电动燃油泵最大压力和保持压力的方法①释放燃油系统油压，拆下蓄电池负极电缆。②将油压表接在燃油管路上，并将出油口塞住。③接上蓄电池负极电缆，用导线短接电动燃油泵的两个检测插孔。④在不起动发动机的情况下，打开点火开关，持续10s左右，使电动燃油泵工作，同时读出油压表的压力，此压力称为电动燃油泵的最大供油压力。该测量值应比发动机运转时的燃油压力高200～300kPa，通常为490～640kPa。如果测量值未达标，则说明电动燃油泵性能不良，会引起电喷发动机动力不足等故障，应更换电动燃油泵。⑤关闭点火开关，等5min后再观察油压表压力，此压力称为电动燃油泵的保持压力。该测量值应大于340kPa。如果测量值未达标，则说明电动燃油泵出口处的单向阀发生泄漏，会引起电喷发动机起动困难，应更换电动燃油泵。⑥释放燃油系统的油压，拆下蓄电池负极电缆。⑦拆下油压表。⑧接好燃油管道。⑨接上蓄电池负极电缆。⑩预置燃油系统的油压。3．电动燃油泵拆下后的检查方法①用万用表测量电动燃油泵两接线柱之间的电阻。正常情况下应能导通，其电阻值应为2～3Ω。②用蓄电池短时间接在电动燃油泵的两接线柱上，如果能听到电动燃油泵转子高速转动的声音，则说明其工作正常。③将电动燃油泵浸入装满汽油的油桶中，用专用导线将其与蓄电池接通；接通电源后，电动燃油泵出油口应有大量高压汽油泵出。检测时应注意安全，并在通风良好处进行，确保电动燃油泵接线连接牢固，并且使蓄电池远离电动燃油泵，最好使用非可燃性的转动喷油嘴检验液代替汽油。如果上述检验有异常，则应更换燃油泵。四、燃油压力调节器的检修燃油压力调节器的主要故障包括油压调节不当、阀门关闭不严、真空膜片破裂等。①油压调节不当会引起油压过高或过低。油压过高会导致发动机耗油增加、怠速不稳、排气冒黑烟等故障；油压过低会导致发动机动力不足、起动困难等故障。②燃油压力调节器阀门关闭不严会使燃油管路中的保持压力过低，影响发动机起动性能。③燃油压力调节器的真空膜片破裂会使燃油泄漏到进气管中，导致耗油过高、排气冒黑烟、发动机起动困难等故障。如果发现上述异常，则应更换燃油压力调节器。五、喷油器的检修测听喷油器前，先起动发动机热车，使其保持怠速运转，然后用旋具或听诊器测听各缸喷油器工作声音。①发动机运转时，能听到喷油器有节奏地发出“嗒嗒”声，这是喷油器正常工作的声音。如果各缸喷油器工作声音清脆均匀，则说明各喷油器均工作正常。1．测听喷油器工作声音②如果发现某缸的喷油器工作声音很小，则说明该喷油器存在异常，可能是针阀卡滞，应做进一步检查。③如果没有听见某缸喷油器的工作声音，则说明该喷油器不工作。此时，应检查喷油器控制线路或测量喷油器电磁线圈电阻。如果控制线路及电磁线圈正常，则说明喷油器针阀已经卡死，应更换喷油器。测听喷油器前，先起动发动机热车，使其保持怠速运转，然后依次拔出各缸喷油器的线束插头，使喷油器停止喷油，再进行断缸检查。①在拔下某缸喷油器线束插头后，发现发动机转速有明显下降，则说明该喷油器工作正常。②拔下某缸喷油器线束插头后，发现发动机转速无明显变化，则说明该喷油器不工作或工作不良，应做进一步检查。2．断缸检查拔下喷油器线束插头，用万用表测量喷油器两接线柱之间的电阻。正常情况下，应能导通，其测量值应为12～16Ω（高阻抗型）或3～5Ω（低阻抗型）。测完后，插好喷油器线束插头。3．测量喷油器电磁圈电阻六、汽车燃料简介汽油由石油中提炼而成，是一种碳氢化合物的复杂混合物，它是汽车广泛使用的燃料之一。汽油的牌号可通过辛烷值来区分，辛烷值越高，其抗爆燃性越好。普通汽油的标准辛烷值应为85～90，高级汽油的标准辛烷值应为90～95。1．汽油柴油和汽油一样，也是从石油中提炼而成的碳氢化合物的混合物。柴油有三个重要特性：十六烷值、终馏点和含硫量。其中，十六烷值是柴油发火性指标，十六烷值越高，柴油的发火性越好。柴油可分为1-D号和2-D号两类，1-D号柴油挥发性最低，其始凝点和凝点也最低；1-D号柴油比2-D号柴油的挥发性高，常用于高速柴油发动机。2．柴油CNG是压缩天然气（CompressedNaturalGas）英文首字母的缩写，其主要成分是甲烷。通常情况下，将CNG储存到汽车的高压气瓶中，气瓶中的气体压力为21MPa。由于天然气的热值和辛烷值都比较高，所以用其作为发动机燃料，不仅可以保持发动机的原有功率，还能提高发动机的压缩比。天然气是一种比较洁净的能源，排放低，输送和使用比较方便。3．CNGLPG是液化石油气（LiquefiedPetroleumGas）英文首字母的缩写，它是一种由石油中提炼而成的产品。它由丙烷或丁烷或两种气体混合物构成，通常在加压下以液态储存。目前，国内使用的液化石油气除含丙烷和丁烷外，还含有丙烯和丁烯等。由于液化石油气本身无色无味的，发生泄漏不易察觉，所以一般在液化石油气中都会添加臭味剂，使人容易察觉，避免发生事故。液化石油气比空气重，而压缩天然气比空气轻。4．LPG除以上燃料外，乙醇汽油、含氧燃料、乙醇等也能作为汽车燃料。乙醇汽油（E10）：是以90%汽油和10%乙醇混合而成的一种发动机燃料。含氧燃料：是在汽油中添加一定量的含氧添加剂（如乙醇、甲醇、MTBE或ETBE等），提高汽油中氧的含量，减少汽油燃烧时产生的一氧化碳排放物。乙醇：俗称酒精燃料，是一种非常环保、清洁的燃料，它在燃烧时产生的污染排放物很少。5．其他一、电控汽油喷射系统的分类任务二电控汽油喷射系统故障诊断与排除1．按喷射部位分类按喷射部位分类，电控汽油喷射系统可分为缸内喷射和缸外喷射两种。缸内喷射是通过安装在气缸盖上的喷油器，以5～10MPa的喷射压力将汽油直接喷入气缸内。由于喷油器的结构和布置都比较复杂，所以这种系统应用还不广泛。缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.20～0.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内。2．按喷射方式分类按喷射方式分类，电控汽油喷射系统可分为连续喷射和间歇喷射两种。连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道喷油，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。连续喷射主要用于早期的机械控制式或机电混合控制式汽油喷射气系统，现在的电控汽油喷射系统已不采用。间歇喷射是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气管道内。电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。根据各缸喷油器喷射时序不同，间歇喷射又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种。图4-2-1（a）同时喷射（b）分组喷射（c）顺序喷射同时喷射：是在发动机运转期间，各缸喷油器同时开启或同时关闭，由电控单元（ECU）下达喷油指令控制所有的喷油器同时动作，如图4-2-1（a）所示。它的喷油正时与工作循环没有关系，通常每缸燃烧所需供油量需喷射两次，第一次较少，第二次较多。同时喷射的缺点是对各缸的喷射时间不可能最佳，造成各缸混合气形成不一样，目前已被淘汰。分组喷射：是将喷油器分为几组（一般为2组）交替喷射，电控单元（ECU）发出两路喷油指令，每路指令控制一组喷油器，如图4-2-1（b）所示。这种结构形式比同时喷射系统精细、先进。顺序喷射：又称独立喷射，其喷油器按各缸进气进程的顺序轮流喷射，由电控单元（ECU）根据曲轴位置传感器提供的信号判断各缸的进气行程，适时发出喷油脉冲信号，以实现顺序喷射的功能，如图4-2-1（c）所示。顺序喷射是目前广泛使用的喷射形式。3．按对空气量的计量方式分类按对空气量的计量方式分类，电控汽油喷射系统可分为D型电控燃油喷射系统和L型电控燃油喷射系统两种。D型电控燃油喷射系统：“D”是德语Druck（压力）的首字母。该系统利用绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，电脑根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转速确定基本喷油器。L型电控燃油喷射系统：“L”是德语Luft（空气）的首字母。该系统利用空气流量计直接测量发动机的进气量，不必进行电脑推算，可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。L型系统比D型的准确度高。4．按有无反馈信号分类按有无反馈信号分类，电控汽油喷射系统可分为开环控制系统和闭环控制系统两种。开环控制系统：是将实验室确定的发动机各工况最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中传感器的输入信号，判断当前运行工况，并计算出最佳喷油量。闭环控制系统：是在发动机排气管上加装氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，再通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。二、电控汽油喷射系统的组成和基本原理电控汽油喷射系统虽然种类很多，但其基本组成与工作原理基本相同，都是由燃油供给系统、空气供给系统、电子控制系统组成。1．燃油供给系统燃油供给系统主要由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器和燃油管路等组成，其作用是向发动机供给燃烧所需的汽油。发动机工作时，电动汽油泵将汽油从汽油箱中泵出，经汽油滤清器去除杂质和水分后，流入燃油分配管，然后分别送到各喷油器。燃油分配管上的燃油压力调节器可对燃油压力进行调节，使多余的燃油流回汽油箱。某些发动机的燃油输送通道中还配有燃油压力脉动阻尼器，可用它削弱燃油脉动现象。2．空气供给系统空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量传感器、节气门体、进气总管、进气歧管和怠速空气控制等组成，其作用是向发动机提供新鲜空气。（a）L型喷射系统（b）D型喷射系统图4-2-4以图4-2-4（a）所示的L型喷射系统为例，发动机工作时，空气经过空气滤清器的过滤后，再通过空气流量计、节气门体进入空气总管，最后通过进气歧管分别进入各缸。气门体中的节气门可以控制进入发动机的空气量，从而控制发动机的输出功率。在采用旁通式怠速控制系统的发动机上，节气门体的外部或内部设有与主进气道并联的旁通进气通道，由怠速控制阀控制怠速时的进气量。而图4-2-4（b）所示的D型喷射系统中，进气绝对压力传感器测量的是进气管内的绝对压力。3．电子控制系统电子控制系统由各种传感器、各种执行器和控制器组成，其作用是检测发动机的工作状况，精确控制燃油喷射量、喷油正时和点火时刻。电子控制单元根据空气流量信号（或进气歧管绝对压力信号）和发动机转速信号确定基本喷油量，再利用其他传感器（如冷却液温度传感器、气门位置传感器等）对喷油量进行修正，用最后得出的喷油量向喷油器发出指令，使喷油器通电或断电。三、电子控制单元ECU1．汽车电控单元电控单元ECU是以微处理器为核心的计算机控制装置，包括硬件和软件两部分。硬件部分由输入接口电路、微处理器和输出接口电路等构成；软件部分包括ECU运行所需的各种程序、基本数据以及一些工况修正系数的数据储存等。ECU的主要功能包括以下几点：①接受传感器或其他装置的输入信号，并将输入信号处理成电脑能够处理的信号。②向传感器提供参考电压。③存储、计算、分析处理信息，存储运行信息和故障信息，分析输入信息并进行相应的计算处理。④输入执行命令。⑤输出故障信息。⑥完成多种控制功能。2．发动机管理系统发动机管理系统（EMS）包括控制器、传感器、执行器三大部分，它是集燃油喷射、点火提前角和排放控制为一体的发动机控制系统。现代汽油汽车的发动机管理系统具有低排放、低耗油、高功率等优点，从而迅速发展，得到广泛应用。EMS利用传感器将发动机进气空气量、冷却液温度、发动机转速与加减速等状况转换成电信号，送入控制器。控制器将这些信号与储存信息进行比较，精确计算后输出控制信号。EMS不仅能精确控制燃油供给量，还能控制点火提前角和怠速空气流量等，提高发动机性能。精确控制喷油和点火能降低50%的污染物排放，如果采用氧传感器和三元催化转化器，则能降低90%以上的排放物。在怠速调节范围内，采用怠速调节器能使怠速转速降低100～150r/min，使耗油量下降3%～4%。采用爆燃控制，在满负荷范围内可使发动机功率提高3%～5%，并能适应不同品质的燃油。四、发动机电控系统中的传感器传感器又称转化器，是一种将物理量转换成电信号的装置。根据类型不同，传感器可分为开关型传感器、可变电阻型传感器、电位计型传感器、电磁型传感器和电压发生器型传感器等。发动机电控系统采用的传感器包括空气流量传感器、进气歧管绝对压力传感器、发动机转速/曲轴位置传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器、发动机冷却温度传感器、爆燃传感器和氧传感器等。1．空气流量传感器空气流量传感器一般安装在空气滤清器的后端，节气门体前部，主要用于测量发动机的进气量，使发动机控制单元能通过计算最终确定喷油量。空气流量传感器包括叶片式/翼片式、量心式/卡门漩涡式、热线式与热膜式。其中，叶片式/翼片式和量心式/卡门漩涡式为体积流量型，量心式/卡门漩涡式和热线式与热膜式为质量流量型。2．进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器主要用于在D型电控燃油喷射系统中测量进气歧管压力，将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。根据检测原理不同，进气歧管绝对压力传感器可分为压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等。3．凸轮轴位置/曲轴位置/发动机转速传感器凸轮轴位置传感器向ECU提供曲轴转角基准位置信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。曲轴位置传感器用于检测曲轴转角位移，向ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。发动机转速传感器提供发动机转速信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。这三种传感器的结构和工作原理基本相同，可用其中一种或两种完成三种传感器的所有功能。它们可安装到一起，也可分开安装，但都必须安装在与曲轴有精确传动关系的位置，如曲轴前端、凸轮轴两端、飞轮或分电器处。4．节气门位置传感器节气门位置传感器（TPS）一般安装在节气门体上，它可根据节气门开度变化调整输出的模拟信号。旋转式节气门位置传感器包含一个电位器，节气门轴带动传感器动臂旋转，在ECU控制的汽油喷射系统中，TPS安装在节气门体的节气门轴端。5．进气温度传感器进气温度传感器是一个NTC热敏电阻，这种热敏电阻的阻值变化与温度成反比。当进气温度低时，电阻值较低高；进气温度升高，电阻值降低。6．发动机冷却温度传感器发动机冷却温度传感器（ECT）通常固定在冷却水管上，下端浸泡在发动机的冷却液中，用于向ECU提供一个随冷却液温度变化的模拟信号。发动机冷却温度传感器的特性与进气温度传感器类似。7．爆燃传感器爆燃传感器安装在发动机气缸盖上，是一种由电压元件制成的受到机械挤压就会产生电信号的晶体。爆燃传感器的主要作用是如果发动机发生爆燃，它可向控制点火的计算机提供信号，以对点火提前角进行调整。8．氧传感器氧传感器一般安装在排气歧管中，主要用于测量排气气流中的氧含量，将测量结果转换成模拟电压信号发送给ECU。浓的混合气使氧传感器产生高电压。除了以上几种传感器外，还有车速传感器、EGR传感器、驻车挡/空挡开关、空调开关、点火信号等传感元件。五、发动机电控系统中的执行器执行器负责执行电控单元发出的各种指令，控制进气、供油和喷油等动作。电控燃油喷射系统的执行器包括喷油器、怠速控制电动机、可变气门正时控制电磁阀、继电器等。1．进气道喷油器电磁阀进气道喷油器电磁阀由电磁阀、针阀和壳体组成。当喷油器工作时，PCM控制电流通过电磁线圈，使针阀升起离开阀座，让具有一定压力的燃油喷入进气歧管。2．怠速控制电动机怠速控制阀用于控制怠速时进入发动机的空气量。控制电脑对怠速控制阀的电流进行控制，怠速控制阀在工作过程中保持一定开度确保怠速合适。在怠速控制阀上使用旋转电动机，可以使阀的开度控制更加精确。3．可变气门正时控制电磁阀在可变气门正时系统中使用的两个凸轮轴具有两种不同的轮廓，分别用于低速和高速。这两种凸轮轴可用润滑油道的压力油进行控制。可变气门正时控制电磁阀就是用于控制压力油油路的通断，来对凸轮轴进行控制的。4．冷却风扇继电器冷却风扇继电器是由计算机控制的，主要用于控制风扇电动机工作的输出执行器。通常电路中配有两个继电器，分别用于控制高速和低速。六、燃油喷射控制1．喷油正时控制电子控制单元（ECU）根据曲轴和凸轮轴位置传感器的信号对喷油时刻进行控制，使各缸喷油器能在指定的时刻喷油。喷油正时控制一般采用顺序喷油正时控制和分组喷油正时控制。（1）顺序喷油正时控制顺序喷油正时控制的特点是喷油驱动回路数与气缸数相等。当ECU确定某缸活塞运行到排气行程上止点前某一位置时，即可输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，使该缸开始喷油，各缸喷油顺序与其做功顺序一致。（2）分组喷油正时控制分组喷油正时控制是以各组最先进入做功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，使喷油器开始喷油。图4-2-17为四缸发动机分组喷油正时控制图，喷油器分两组，ECU通过两个端子分别对各组喷油器进行控制。2．喷油量控制ECU根据安装在发动机不同部位的各种传感器所测得的发动机进气量、发动机转速、节气门开度、冷却液温度与进气温度等运行参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。（1）起动喷油控制由于发动机起动时，其转速很低且波动很大，此时空气流量传感器测量出的进气量误差较大，所以，ECU不根据空气流量传感器的信号控制喷油量，而是按照预先设定的起动程序进行喷油控制。ECU根据起动开关及转速传感器的信号，判断发动机是否按起动程序控制喷油。当起动开关接通，且发动机转速低于300r/min时，发动机按照起动程序控制喷油。（2）运转喷油控制在发动机运转过程中，ECU除了根据进气量和发动机转速来计算喷油量外，还要参考节气门开度、冷却液温度、进气温度以及各类工况等运转参数，对喷油量进行修正，以提高控制精度。ECU在考虑运转参数时，可对计算程序进行简化，通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量，对其分别计算结果，将这三个结果进行叠加，作为总喷油量来对喷油器进行控制。七、电控汽油喷射系统故障检修1．电控汽油喷射系统检修注意事项与化油器式发动机相比，带有电喷系统的发动机油路或电路故障大大降低，而一旦出现故障，又不易排除。对电控汽油喷射系统进行检修时，应注意以下几点：①大多数情况下，电喷发动机的故障都是由小毛病引起的，应根据故障现象仔细分析故障原因，不要把问题想得过于复杂。②电喷发动机油路故障较多，一些排除传统化油器式发动机的故障分析思路也同样适用于电喷发动机。③除人为因素外，电脑很少发生故障。除非汽车涉过深水、检查时在电脑通电的情况下随意用试灯或导线跨接与电脑相连的线路等，一般不应轻易怀疑电脑故障。2．电控汽油喷射系统常见故障诊断与排除（1）发动机不能起动①发动机不能起动，且无着车征兆。故障现象：接通起动开关时，起动机能带动发动机正常运转，但发动机不能起动，且无着车征兆。故障原因：a．油箱无油。b．起动时节气门全开。c．电动燃油泵不工作。d．喷油器不工作。e．油路油压过低。故障诊断与排除：a．检查油箱存油情况。打开点火开关，如果汽油表指针不动或油量警告灯亮，则说明油箱无油，应加满后再起动。b．起动操作方法是否正确。一般电喷式发动机的起动控制系统要求在起动时不踩油门踏板。如果在起动时为增加供油量将油门踏板完全踩下或反复踩油门踏板，会使控制系统溢油消除功能起作用，导致喷油器不喷油，造成不能起动。c．检查电动燃油泵是否工作正常。如果电动燃油泵不工作，则应检查熔断器、继电器及电动燃油泵控制电路等。如果电路正常，说明电动燃油泵发生故障，应更换。d．检查喷油器是否喷油。当发动机起动时，检查各喷油器是否工作。如果喷油器不工作，可用万用表在线束插头部位测量其供电电压。如果起动发动机时电压正常，说明喷油器控制系统工作正常；否则，应更换喷油器。如果电压不正常，则说明喷油器控制系统或控制线路发生故障。对此，应检查喷油器电源熔断器有无烧断，喷油器降压电阻有无烧断，喷油器与电源、喷油器与电脑、电脑继电器与电脑的接线是否良好。如果外部电路均正常，则应用电脑故障检测仪或采用测量电脑各端子电压的方法检测电脑有无故障；或者更换一个好的电脑，检查是否为电脑故障，如有故障，应更换。e．检查燃油系统压力是否过低。发动机未运转状态下正常燃油压力应达到约300kPa。如果燃油压力过低，应用包着软布的钳子夹住油压调节器的回油管，阻断回油通路。此时，如果油压迅速上升，说明油压调节器漏油，应更换油压调节器；如果油压上升缓慢或基本不上升，则说明油路堵塞或电动燃油泵发生故障。对此，应先拆检汽油滤清器，若发现堵塞，应更换；如果滤清器良好，应更换电动燃油泵。②有着车征兆，但发动机不能起动。故障现象：发动机起动时，起动机能带动发动机正常运转，有轻微着车征兆，但不能完全起动。故障原因：a．进气管漏气。b．燃油压力太低。c．冷却液温度传感器发生故障。d．空气滤清器堵塞。e．空气流量计发生故障。f．喷油器漏油。g．喷油控制系统发生故障。故障诊断与排除：a．先进行故障诊断，检查有无故障代码。如有故障代码，则应按显示的故障代码查找相应的故障原因。会影响起动性能的部件包括曲轴位置传感器、冷却液温度传感器、空气流量计等。b．检查空气滤清器。如果发现滤芯过脏堵塞，应拆掉滤芯后再起动发动机。如果发动机能正常起动，则应更换滤芯。c．检查进气系统有无漏气。检查过程中，应仔细查看空气流量计之后的进气软管是否破裂，各处接头卡箍是否松脱，谐振腔是否破损，曲轴通风软管是否接好。d．检查火花塞。如果火花塞表面只有少量潮湿的汽油，则说明喷油器油量太少。对此，应检查起动时电动燃油泵是否工作。如果能起动而电动燃油泵不工作，则应检查控制电路；如果不能起动而电动燃油泵工作，则应检查燃油压力，燃油压力太低，应检查燃油滤清器、油压调节器及燃油泵有无故障。如火花塞表面有大量潮湿汽油，说明气缸中已出现“呛油”现象，造成发动机无法起动，应检查喷油器是否漏油。e．空气流量计或水温传感器故障会导致喷油量太大或太小。对于这种情况，应对照该车型维修手册中的相关数据测量这两个传感器。（2）发动机起动困难故障现象：发动机起动时，曲轴转速正常，但需较长时间才能起动。故障原因：①进气系统发生漏气。②燃油压力过低。③空气滤清器滤芯堵塞。④冷却液温度传感器发生故障。⑤空气流量计发生故障。⑥怠速控制装置发生故障。⑦喷油器发生故障（不工作、漏油、堵塞）。⑧起动开关与电脑的接线断路。⑨电脑发生故障。故障诊断与排除：①进行故障自诊断，如有故障代码，则应按故障代码查找相应的故障原因。②检查怠速时进气管的真空度。如果真空度小于66.7kPa（500mmHg），说明进气系统发生泄漏，应检查进气管各接头、衬垫、真空软管等处。③检查空气滤清器。如果发现滤芯堵塞，应清洗或更换滤芯。④如果节气门在约四分之一开度时发动机能正常起动，而节气门全关时起动困难，应检查怠速控制装置是否正常。使发动机冷车怠速运转，拔下怠速控制线束插头，或用钳子夹住附加空气阀进气软管。如果发动机转速没有下降，说明怠速控制装置工作异常，应检查怠速控制装置及其控制电路。⑤检查燃油压力。如果燃油压力太低，应检查油压调节器、喷油器是否漏油，汽油滤清器是否堵塞，燃油泵最大泵油压力是否正常。⑥检查冷却液温度传感器和空气流量计。拔下冷却液温度传感器和空气流量计线束插头，用万用表欧姆挡测量冷却液温度传感器和空气流量计各接线端子之间的电阻。如果阻值不符合标准，应予以更换。⑦发动机在热车状态不易起动，应检查关闭点火开关后，燃油系统的保持油压是否正常。如果保持油压太低，应检查油压调节器、电动燃油泵、喷油器等是否发生泄漏。⑧检查起动开关到电脑的起动信号是否正常。如果电脑收不到起动信号，会导致起动困难，应从电脑线束插头处检查起动时有无起动开关的信号传至电脑。如果无信号，应检查起动开关和线路。⑨如果以上检查均无问题，应更换新的电脑重试。如果好转，则说明原电脑有故障，应更换电脑。（3）怠速不良①发动机怠速不稳，易熄火。故障现象：发动机起动正常，但无论冷车或热车都怠速不稳，怠速转速过低，易熄火。故障原因：a．进气系统漏气。b．油路压力过低。c．空气滤清器堵塞。d．喷油器雾化不良、漏油或堵塞。e．怠速调整不当。f．怠速控制装置工作不良。g．空气流量计发生故障。故障诊断与排除：a．进行故障自诊断，检查有无故障代码出现。如果有，则应按显示的故障代码查找故障原因和故障部位。b．检查进气系统各管接头、各真空软管、废气再循环系统和燃油蒸发回收系统是否漏气。c．检查怠速控制装置是否正常工作。拔下怠速控制线束插头，如果发动机转速无变化，说明怠速控制装置或控制线路发生故障，应检查电路或更换怠速控制装置的相关零件。d．怠速时依次拔下各缸高压线，检查发动机转速下降是否相等。如果某一缸在拔下高压线时转速基本不变，说明该缸工作不良或不工作，应检查该缸火花塞或喷油器是否故障，喷油器控制电路是否短路。e．检查各缸喷油器在怠速时的工作声音是否均匀。如果不均匀，说明各缸喷油器喷油不均匀，应拆检、清洗或更换喷油器。f．检查燃油压力。怠速时的燃油压力应约为250kPa。如果燃油压力过低，应检查油压调节器、电动燃油泵、汽油滤清器。g．检查规定程序，调整发动机怠速。h．检查空气流量计工作是否正常。如果发现不良，应予以更换。②冷车怠速不稳，易熄火。故障现象：发动机冷车运转时怠速不稳或过低，易熄火，热车后怠速恢复正常。故障原因：a．怠速控制装置发生故障。b．冷却液温度传感器发生故障。故障诊断与排除：a．进行故障自诊断，检查有无故障代码。如果出现故障代码，应按显示故障代码查找故障原因。b．检查怠速控制装置。当发动机熄火后，先拔下怠速控制线束插头，等发动机起动后再插上。在此过程中，如果发动机转速无变化，说明怠速控制装置不工作，应检查控制电路或拆检怠速控制装置。如果在冷车状态下怠速控制阀门未开启，应更换阀门。c．测量冷却液温度传感器。如果发现短路、断路或电阻值不符合标准，应更换冷却液温度传感器。③热车怠速不稳或熄火。故障现象：发动机冷车运转时怠速正常，热车后怠速不稳，怠速转速过低或熄火。故障原因：a．怠速调整过低。b．冷却液温度传感器发生故障。c．怠速控制装置发生故障。d．喷油器工作不良。故障诊断与排除：a．进行故障自诊断，检查有无故障代码。如果出现故障代码，应按显示故障代码查找故障原因。b．检查发动机的初始怠速转速。如果发现过低，应按规定程序进行调整。c．检查冷却液温度传感器。拔下冷却液温度传感器线束插头，如果怠速不稳现象消失，则说明冷却液温度传感器发生故障，应予以更换。还可以测量冷却液温度传感器的电阻，如果不符合标准，应予以更换。d．检查怠速控制装置是否工作。拔下怠速控制线束插头，如果发动机转速无变化，说明怠速控制装置工作不良，应检查控制电路并更换怠速控制装置中相关零件。e．拆下各喷油器，用试验台检查。如果各缸喷油器雾化不良或喷油量不均匀，特别是怠速工况喷油量不均匀，应清洗或更换喷油器。④热车怠速过高。故障现象：发动机冷车时能以正常快怠速运转，但热车后仍保持快速，使怠速转速过高。故障原因：a．节气门卡滞、关闭不严。b．怠速调整不当。c．怠速控制装置发生故障。d．冷却液温度传感器发生故障。故障诊断与排除：a．检查怠速时节气门是否关闭，节气门拉索有无卡滞。如有问题，应拆卸、清洗节气门体。b．按规定程序重新调整怠速。如果调整无效，则进一步检查。c．进行故障自诊断，检查有无故障代码。如果出现故障代码，应按显示故障代码查找故障原因。d．检查冷却液温度传感器。如果拔掉其线束插头后，发动机怠速转速恢复正常，说明冷却液温度传感器发生故障，应予以更换。e．检查怠速控制装置。当发动机熄火后，先拔下怠速控制线束插头，等发动机起动后再插上。在此过程中，如果发动机转速无变化，说明怠速控制装置工作正常；否则，应检查控制电路或拆检怠速控制装置的相关零件。⑤怠速上下波动。故障现象：发动机怠速运转时怠速转速不断上下波动。故障原因：a．怠速开关调整不当，怠速时怠速开关触点不闭合。b．喷油器雾化不良或堵塞。c．空气流量计发生故障。d．怠速控制装置或怠速自动控制电路发生故障。e．冷却液温度传感器信号异常。f．氧传感器失效或反馈控制电路发生故障。故障诊断与排除：a．进行故障自诊断，检查有无故障代码。如果出现故障代码，应按显示故障代码查找故障原因。b．怠速时依次拔下各缸喷油器线束插头，检查各缸工作是否均匀。如果某一缸在拔下喷油器线束插头时转速基本不变，说明该缸工作不良，应检查该缸喷油器。c．检查冷却液温度传感器在不同温度下的阻值是否符合标准。如果不符合标准，应予以更换。d．检查空气流量计。如果发现异常，应予以更换。e．在怠速运转时拔下怠速控制线束插头。如果怠速上下波动现象消失，但怠速不稳现象加剧，说明怠速控制装置工作正常，喷油系统故障；如果怠速波动现象不变，则说明怠速控制装置工作不良或不工作。对此，应检查怠速控制线束插头处有无脉冲信号。如果无信号，说明控制线路或电脑发生故障；如果有信号，说明怠速控制阀门卡住，应检查或更换怠速控制装置的相关零件。（4）加速不良故障现象：踩下加速踏板后发动机转速不能马上提高，有迟滞现象，加速反应迟缓，或在加速过程中发动机转速有轻微的波动。故障原因：①进气系统漏气。②空气滤清器堵塞。③节气门位置传感器或空气流量计故障。④燃油压力过低。⑤喷油器工作不良。故障诊断与排除：①进行故障自诊断，检查有无故障代码。空气流量计、节气门位置传感器等故障都会影响汽车的加速性能。应按显示的故障代码查找故障原因。②检查进气系统有无漏气。测量进气管真空度，怠速时真空度应大于66.7kPa（500mmHg）。如果真空度过小，说明进气系统漏气，应仔细检查各进气管接头处及各软管、真空管等。③检查空气滤清器。如果发现堵塞，应清洗或更换空气滤清器。④检查节气门位置传感器。对于开关输出型节气门位置传感器，当节气门全闭时，怠速开关触点应关闭；节气门打开时，怠速开关触点应断开；节气门接近全开时，全负荷开关触点应闭合。对于线性输出型节气门位置传感器，当节气门由全闭到全开变化时，其信号端子与接地端子间的电阻值应连续增大，不应出现断续现象。如有异常，应按规定对其进行调整或更换。⑤检查燃油压力。怠速时燃油压力应符合规定值，加速时燃油压力应上升至50kPa左右。如油压过低，应检查燃油压力调节器、电动燃油泵等。⑥拆卸、清洗各喷油器。检查喷油器在加速工况下的喷油量。如有异常，应更换喷油器。⑦检查空气流量计。如有异常，应更换空气流量计。（5）动力不足故障现象：发动机无负荷运转时无异常，带负荷运转时加速缓慢，上坡无力，加速踏板踩到底时仍感到动力不足，转速无法提高，达不到最高车速。故障原因：①空气滤清器堵塞。②节气门调整不当，无法全开。③冷却液温度传感器发生故障。④空气流量计发生故障。⑤燃油压力过低。⑥蓄电池电压过低。⑦喷油堵塞或喷雾化不良。故障诊断与排除：①将加速踏板踩到底，检查节气门是否全开。如果不能全开，则应调整节气门拉索或踏板。②检查空气滤清器是否堵塞。如果堵塞，应清洗或更换空气滤清器。③进行故障自诊断，检查有无故障代码出现。影响发动机动力性的传感器和执行器，包括冷却液温度传感器、空气流量计或进气歧管绝对压力传感器、喷油器等。根据所显示的故障代码查找故障原因。④检查节气门位置传感器的怠速开关和全负荷开关是否调整正确。如果不正确，应按标准重新调整。⑤检查冷却液温度传感器在不同温度下的阻值是否按照规定标准变化。如果不符合标准值，则应更换冷却液温度传感器。⑥检查空气流量计或进气歧管压力传感器。如果发现异常，应立即更换。⑦检查燃油压力。如果压力过低，应进一步检查电动汽油泵、油压调节器、汽油滤清器等。⑧检查蓄电池电压。蓄电池电压过低会导致喷油器油量减少，造成发动机动力不足，加速迟缓。对此，应检查充电系统或更换蓄电池。⑨拆卸喷油器，检查喷油量是否正常。如果发现喷油量不正常或喷油雾化不良，应清洗或更换喷油器。（6）油耗过高故障现象：发动机动力良好，但耗油过大，加速时排气管冒黑烟。故障原因：①冷却液温度传感器故障。②空气流量计或进气歧管绝对压力传感器故障。③节气门位置传感器故障。④燃油压力过高。⑤喷油器漏油。⑥冷起动控制失常。故障诊断与排除：①检测冷却液温度传感器在不同温度下的电阻值是否符合标准。如果阻值过大，会使电脑误以为发动机处于低温状态，而对其进行冷车加浓控制，使油耗增加。除了检测电阻值的方法外，还可以用电脑故障检测仪对冷却液温度传感器的信号进行检测，将这一数值与发动机实际冷却液温度相比较，即可反映出冷却液温度传感器是否工作正常。②检测空气流量计或进气歧管绝对压力传感器的数值是否符合标准。当节气门处于中小开度时，全负荷开关触点应断开。如果全负荷开关触点始终关闭或闭合时间过早，会使电脑始终或过早地进行全负荷加浓，导致耗油增大。③测量燃油压力。怠速时燃油压力应随节气门的开启逐渐变大，当节气门全开时，燃油压力约比怠速时高50kPa。如果燃油压力能随节气门开度变化而改变，但压力始终偏高，则说明油压调节器出现故障，应立即更换。如果燃油压力不能随着节气门的开度发生变化，则说明油压调节器的真空软管破裂或脱落，或者燃油压力调节控制电磁阀出现故障，使进气管真空度没有作用在油压调节器的真空膜片室上，导致油压过高，此时，应更换软管或电磁阀。④拆卸喷油器，检查各喷油器是否漏油。如果发现喷油器泄漏，应立即清洗或更换。一、柴油机燃油系统概述任务三柴油机燃油系统故障诊断与排除柴油机燃油系统作为柴油机的重要组成部分，其作用是根据发动机各种工况的要求，在适当的时刻将一定数量的柴油增压后以一定规律喷入燃烧室，与气缸内的高压空气迅速混合并燃烧，最后排出废气。柴油机燃油系统对柴油机动力性、经济性、使用可靠性和排气污染有着重要影响。1．柴油机燃油系统的分类和组成（1）分类根据控制方式不容，柴油机燃料供给系统可分为机械控制燃料供给系统和电子控制燃料供给系统。其中，机械控制燃料供给系统按喷油泵的结构不同，又可分为柱塞式喷油泵供给系统、转子分配式喷油泵供给系统、泵—喷嘴供给系统、PT型喷油泵燃油供给系统和滑套计量供给系统。（2）组成柴油机燃料供给系统由燃料供给、空气供给、混合气形成和废气排出四部分组成。以柱塞式喷油泵柴油供给系统为例，介绍柴油机燃料供给系统的组成，燃料供给装置：由柴油箱、输油泵、低压油管、柴油滤清器、喷油泵（包括调速器）、高压油管、喷油器、回油管组成。空气供给装置：由空气滤清器、进气管、进气道组成。混合气形成装置：主要是燃烧室。废气排出装置：由排气道、排气管、排气消声器组成。柴油箱中的柴油由输油泵吸出，经过柴油粗滤器进入喷油泵，由喷油泵加压后，一部分经过高压油管和喷油器喷入燃烧室，多余的柴油则会经过回油管回到输油泵低压回路。2．燃烧过程燃油机可燃混合气的形成和燃烧都是在燃烧室内进行的。柴油在接近压缩行程终点时喷入气缸，柴油油滴在炙热的空气中受热、蒸发、扩散，与空气混合形成可燃混合气，最终燃烧。根据柴油机燃烧过程进展的实际特征，燃烧可分为备燃期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。备燃期：又称着火延迟期，是从开始喷油到气缸内出现第一个火焰中心的时期。速燃期：是从出现第一个火焰中心到气缸内达到最高压力的时期。缓燃期：是从气缸内达到最高压力到出现最高温度的时期。这时，喷油可能已经停止，但燃烧仍在继续，也可能出现边喷油变燃烧的情况。后燃期：是从气缸出现最高温度到燃料基本燃烧完为止的时期。后燃期应尽可能短，否则排气温度升高使发动机过热，会降低发动机的动力性和经济性。3．轻柴油的主要性能柴油是在260～350℃的温度下，从石油中提炼出的碳氢化合物，含碳87%、氢12.6%、氧0.4%。它可分为轻柴油和重柴油。轻柴油是高速柴油机的燃料，其使用性能指标包括发火性、蒸发性、低温流动性、黏度、机械杂质和水分等。（1）发火性发火性是指燃油的自燃能力，用十六烷值表示。十六烷值高，发火性越好。车用柴油的十六烷值应不小于45。（2）蒸发性蒸发性用馏程和闪点表示。馏程是表示柴油蒸发性能的一个指标，用某一馏出容积百分数下的温度表示。50%馏程可表示柴油的平均蒸发性能，温度越低，柴油的蒸发性越好。闪点是指在一定实验条件下，当柴油蒸汽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。（3）低温流动性低温流动性可根据柴油的凝点进行评价。凝点是指柴油冷却到开始失去流动性的温度。汽车轻柴油的牌号是以凝点为依据划分的。选用柴油时，应根据当时所处环境的气温确定，要求柴油的凝点比当时的气温至少低5℃。（4）黏度黏度决定燃油的流动性，温度越高，黏度越小，流动性越好。（5）机械杂质和水分机械杂质会堵塞喷油嘴的喷孔，使喷油泵、喷油嘴磨损严重；水分会使燃烧恶化。在柴油运输和添加等环节，应注意防止外界灰尘、杂质、水分混入。除了上述性能指标，柴油的化学稳定性、防腐性也有一定要求。4．可燃混合气形成与燃烧室（1）可燃混合气形成方式在压缩行程结束时，柴油通过喷油器高压喷入燃烧室，被分散成百万计的细小油滴，直径在0.001～0.05mm之间，与空气相互混合。可燃混合气的形成方式分为空间雾化、油膜蒸发和复合式三种。空间雾化：是将柴油高压喷向燃烧室空间，形成雾状，与空气进行混合。喷出的燃油应与燃烧室形状相配合，并充分利用燃烧室中空气的运动，这样才能使混合更加均匀。油膜蒸发：是将大部分柴油喷射到燃烧室壁上，其中95%形成一层油膜，余下5%在空间形成着火源。油膜在空间火源所释放的热量作用下，逐层蒸发，在燃烧室中强烈的旋转气流作用下，燃烧蒸气与空气形成均匀的可燃混合气。复合式：是指空间雾化与油膜蒸发两种方式混合使用，根据实际需要有所侧重。柴油的黏度大、蒸发性差、不易雾化，不宜在气缸外形成可燃混合气。为了改善柴油机混合气的形成，可采取以下措施：①采用高压缩比。②采用高压喷射，使柴油雾化后分布均匀。③采用螺旋进气道等，使柴油与空气混合更加均匀。（2）燃烧室燃烧室的作用是合理地组织气缸内的气流运动，促进燃油与空气充分混合，以保证燃烧过程更加完善。根据结构不同，燃烧室可分为直接喷射式燃烧室和分隔式燃烧室。直接喷射式燃烧室：是由气缸盖、活塞顶面和气缸上部内壁之间组成的一个统一的燃烧空间，燃料直接喷入燃烧室中与空气进行混合燃烧。常见的直接喷射式燃烧室有ω形、球形和四角形等。图4-3-2（a）ω形燃烧室（b）球形燃烧室（c）四角形燃烧室1—喷油器；2—燃烧室；3—空气涡流；4—活塞1—进气涡流；2—油束分隔式燃烧室：是将燃烧室分隔为主、副两个燃烧室，它们用一个或几个通道相通。副燃烧室在气缸盖内，容积占总压缩容积的50%～80%，主燃烧室在缸盖底平面与活塞顶面之间。燃料先被喷入副燃烧室内预燃烧，再经过通道进入主燃烧室进一步燃烧。根据结构不同，分隔式燃烧室可分为涡流室式和预燃室式两种。（a）涡流室式（b）预燃室式图4-3-3二、喷油器1．喷油器的功用喷油器是一种向柴油机燃烧室喷射高压的装置。它应具有承受较高燃油压力的能力，其头部与高温燃烧室接触，是影响柴油机性能的关键部件。喷油器的主要功用就是将喷油泵送来的高压柴油以一定射程和分布面积用雾状形式喷入燃烧室，以帮助可燃混合气的形成和燃烧。2．喷油器的分类现代采油机基本采用闭式喷油器，根据喷油嘴结构不同，闭式喷油器可分为孔式喷油嘴和轴针式喷油嘴等，如图4-3-4所示。孔式喷油器主要用于空间雾化方式的直喷式燃烧室，轴针式喷油器用于分隔式燃烧室。图4-3-41—回油管接头；2—衬垫；3—调压螺钉保护螺母；4，6—垫圈；5—调压螺钉；7—调压弹簧；8—顶杆；9—喷油器体；10—喷油器拧紧螺母；11—针阀；12—针阀体；13—定位销；14—进油管接头；15—喷油器滤芯；16—油管接头衬垫（a）孔式喷油器图4-3-41—回油管螺钉；2—调压螺钉护帽；3—调压螺钉；4，9，13，15，16—垫圈；5—滤芯；6—进油管接头；7—紧固螺套；8—针阀；10—针阀体；11—喷油器体；12—顶杆；14—调压弹簧（b）轴针式喷油器3．喷油器的工作原理喷油器喷油时，油压作用在承压面的锥面上，针阀上移，喷孔打开，高压柴油喷出，当喷油泵停止供油时，高压油室中油压下降，针阀在调压弹簧作用下迅速回位，密封锥面关闭喷孔，喷油停止。4．喷油器的调试与维修（1）喷油器的检查与调试①喷油器喷油压力检查与调试。如图4-3-5所示，先将喷油器上调压弹簧调整螺钉的锁紧螺母拧松，将喷油器安装到试验台上，并在接头处排空空气。在此过程中，应注意不要使手指碰到喷油器的喷孔。然后在慢慢按动试验器手柄的同时，观察压力表的指针，当喷油压力刚要下降的时候，记录压力表的指示值。图4-3-5如果测得的压力不符合规定值，则应对喷油器进行调整。用调压螺钉调整压力的喷油器，拧入调整螺钉可使压力增大，反之则压力减小。用增减垫片的方法调整喷油压力的喷油器，加厚垫片使喷油压力增大，反之则压力减小。②喷油器密封性检查。将喷油器压力保持在低于开启压力0.98～1.96MPa的状态下，经过10s后，检查喷嘴空或固定螺母的周围是否出现滴漏。如果发生滴漏或渗漏，说明针阀密封不严，应维修或更换。如果喷孔处无渗漏，但压力下降较快，说明针阀导向部分间隙过大，回油过多。③喷油器喷雾质量检查。当喷油速度达到30～60次/min时，喷油器达到喷油压力后喷油。喷射时，喷雾应具有良好形状，并伴有清脆的“嚓嚓”声。喷射完毕后，断油干脆，无滴漏现象。（a）孔式（b）轴针式（2）喷油器的维修①喷油器喷孔堵塞的维修。喷孔堵塞的原因可归纳为三点：柴油不洁净；针阀密封锥面密封不严发生滴漏，形成积炭；针阀导向面卡滞，不能及时回位，燃油受到高温而烧结。维修时，可以用清洁的柴油清洗喷油器零件，用方木刮掉附在针阀头部的积炭（如图4-3-7所示），再用黄铜刷刷掉针阀体外部的积炭（如图4-3-8所示）。图4-3-7图4-3-8如果发现针阀体的座面有烧灼或锈蚀、针阀头部有损坏或锈蚀，应更换针阀偶件。②针阀的研磨。调整喷油器压力时，如果发现滴漏现象，说明针阀密封性不良，需对其研磨。针阀偶件先在燃油中清洗，然后在针阀锥面上涂抹少许氧化铬研磨膏，插入针阀座内用手捻动研磨，直到针阀锥面上可以看到一个完整的等宽研磨环带。重新清洗后，复装重试，直到无滴漏现象。如果无法研磨出理想的环带，则应更换新件。在研磨时应避免研磨膏落到针阀的导向面上，以免研坏导向段。③配合面滑动性检查。针阀导向面的配合精度要求较高，间隙为0.002～0.003mm。检查时左手将针阀偶件倾斜约60°，右手将针阀从阀体中抽出约1/3，放开针阀，这时针阀应能依靠自身重力平稳地滑进针阀体内；转动针阀位置，反复数次进行滑动性能检验。如果针阀不能自如地滑入针阀体内，应更换针阀偶件。三、喷油泵1．喷油泵的功用和分类（1）喷油泵的功用喷油泵又称高压油泵，它是柴油机燃料供给系统中最重要的部件，其作用是根据发动机的不同工况，定时定量地产生柴油。（2）柴油机对喷油泵的要求柴油机的喷油泵应满足以下要求：①各缸供油量均匀，在标定工况下不均匀度应不超过3%～5%。②各缸供油提前角相等，误差不大于0.5°曲轴转角。③各缸供油持续角一致。④停油迅速，以防滴漏；超速断油，确保安全。（3）喷油泵的分类根据工作原理不同，车用柴油机喷油泵可分为柱塞式、转子分配式、泵—嘴系统三类。柱塞式：具有性能良好，使用可靠，结构简单、紧凑等优点，便于维修和调节供油，应用最多。转子分配式：利用转子的转动实现燃油的增压及分配，具有体积小、重量轻等优点，使用方便。泵—嘴系统：是将喷油器与喷油泵合为一体，直接安装在缸盖上，以消除高压油管带来的不利影响，但需发动机更改驱动系统。2．喷油泵的组成喷油泵有分泵、油量调节机构、传动机构和喷油泵泵体组成。分泵：是喷油泵的泵油机构，是产生供油压力和控制供油量的主要组件。它由柱塞偶件、柱塞弹簧、弹簧座、出油阀构件、出油阀弹簧等零件组成。油量调节机构：是根据柴油机使用工况的要求，执行驾驶员或调速器的指令，改变分泵供油量的装置。它可分为齿杆式、球销式、拨叉式等基本形式。传动机构：是为喷油泵的运行提供动力并控制其运动，保证供油准时的装置。它主要由滚轮式挺杆和喷油泵凸轮轴组成。喷油泵泵体：是支撑和安装喷油泵所需零件的基础，具有足够的强度和刚度，以承受工作中较大的载荷。泵体分为组合式和整体式两种，其中整体式泵体因其刚度好、密封性强，是目前新型泵体的主要形式。3．喷油泵的泵油原理以柱塞式喷油泵为例，介绍喷油泵的泵油原理。柱塞式喷油泵泵油件由柱塞和柱塞套筒组成。它们是经研磨选配的、不能互换的精密偶件，其配合间隙为0.001～0.003mm。柱塞是一个在上部铣有螺旋槽或斜槽的圆柱体，其上还有直切槽与泵油室相通。柱塞套筒的油孔与喷油泵低压油室相通。套筒用定位螺钉固定在壳体上，柱塞可在套筒内上下移动和转动。泵油过程可分为进油、压油和回油三部分。进油过程：柱塞下移到油孔以下的下止点时，柴油在真空吸力和输油泵压力的作用下，经油孔充满柱塞上方的泵油室。压油过程：当柱塞上移至油孔关闭时，泵油室内的油压升高，推开出油阀，将高压油送到喷油器。回油过程：当柱塞上移至螺旋槽（或斜槽）上线高出油孔下沿时，与低压油室相通，喷油压下降，喷油泵不泵油。柱塞继续向上移动，但不再向喷油器供油。柱塞的有效行程决定每循环供油量的大小，有效行程是指柱塞顶面至回油孔所对的螺旋槽上线的距离。转动柱塞可以改变柱塞的有效行程，就能改变供油量。有效行程越大，供油量越多。4．喷油泵的维修（1）柱塞的维修柱塞的磨损一般会发生在顶端，如果发现其表面发暗或磨损，应予以更换。如图4-3-10所示，检查时，手持溢流环将其稍微倾斜，拉出柱塞，当放开柱塞时，观察柱塞是否能靠自身重力平稳地滑回溢流环内。然后转动柱塞一个角度，在不同位置上重复上述试验。如果柱塞在某一位置上卡住不动，应成组更换零件。将调速器连杆球销插入溢油环，检查其移动是否平稳且无窜动，如图4-3-11所示。图4-3-10图4-3-11在上述试验中，如果发现柱塞有轻微卡滞现象，应将其抽出，擦净柴油，在放大镜下仔细观察，找出磕碰、拉毛部位（特别注意配合柱面的边缘棱角处），用粒度在800以上的油石进行磨修。如果没有发现磕碰，则应在工作段涂抹研磨膏，用偶件互研的方法进行修复。（2）出油阀的维修①如图4-3-12（a）所示，先用拇指堵住出油阀底部的孔，然后拉起出油阀。放松出油阀时，观察它是否能快速下沉并停止在减压突缘关闭阀座孔的位置。如果出油阀下沉不快或不能下沉，则应成组更换出油阀偶件。②如图4-3-12（b）所示，用拇指堵住出油阀座孔，将出油阀装入阀座，并用食指往下按。松开食指后，观察出油阀是否弹回到原来的位置，如果出油阀没有弹回原位置，则应予以更换。③如图4-3-12（c）所示，放开堵住阀座口孔的拇指，出油阀应能靠自身重力完全关闭阀座孔。如果出油阀没有关闭阀座孔，则应予以更换。图4-3-12应当注意的是，维修出油阀时，手不要摸喷油泵柱塞和出油阀滑动面。在装上新的出油阀偶件前，应先用轻质油或汽油洗净防锈剂，然后再用柴油进行清洗，完成以上步骤。（a）（b）（c）四、调速器1．调速器的功用和分类（1）调速器的功用调速器主要作用是根据发动机负荷变化，自动调节喷油泵的供油量，以保证发动机的转速稳定在较小的变化范围内，防止飞车和熄火。飞车是指柴油机转速急剧升高无法控制的现象。柴油机在高速工作过程中，如果突然卸除负荷，极易产生飞车，会导致损坏曲轴、连杆、气缸和活塞的严重事故。此外，柴油机飞车的产生还与柱塞式喷油泵的速度特性有关。随着柴油机转速升高，柱塞运动速度变快，由于进回油孔的节流作用增强，导致出油阀提早开启，推迟关闭，使油量变大，而供油变大又反过来促使发动机转速升高，如此循环，最终导致飞车。柴油机经常在怠速下运转，由于转速波动较大，使得怠速不稳，容易熄火。因此，柴油机必须安装调速器来避免上述情况的产生。（2）调速器的分类根据功能不同，调速器可分为两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器；根据转速传感器类型不同，调速器可分为气动式调速器、机械离心式调速器、复合式调速器和电子式调速器。目前应用最广泛的是机械式调速器。2．两速调速器两速调速器主要用于一般公路运输的车用柴油机，它能自动稳定和限制柴油机最低和最高转速，中间转速则由驾驶员控制，调速器本身不起自动调速作用。（1）RAD型两速调速器的结构两速调速器的结构如图4-3-13所示，飞块用销轴和销轴支架安装在喷油泵凸轮轴上。当转速升高时，飞块向外张开，飞块臂上的滚轮推动滑套沿轴向移动，杠杆机构使供油齿杆向减压位置移动，此时供油量减少，转速下降。当转速降低时，飞块向内合拢，作用在滑套上的力减小，使其在弹簧作用下沿轴向移动，杠杆机构使供油齿杆向增油位置移动，转速上升。图4-3-131—飞块；2—支持杠杆；3—控制杠杆（操纵臂）；4—滚轮；5—凸轮轴；6—浮动杠杆；7—调速弹簧；8—速度调定杠杆；9—供油齿杆；10—拉力杆；11—速度调整螺栓；12—起动弹簧；13—稳速弹簧；14—导动杠杆；15—怠速弹簧；16—齿杆行程调整螺栓（2）RAD型两速调速器的工作原理①起动加浓。如图4-3-14所示，发动机起动时将控制杠杆推至全负荷供油位置。支持杠杆绕D点按逆时针方向转动，浮动杠杆绕B点逆时针方向转动，推动连接杆使供油齿杆向增加供油的方向（图4-3-14中向左）移动。同时，起动弹簧对浮动杠杆作用一个向左的拉力，使其绕C点按逆时针方向摆动，同时带动B点和A点进一步向左移动，直到把飞块压到合拢位置为止，从而保证供油齿杆进入发动机起动时的最大供油位置（起动加浓位置）。发动机起动后，将控制杠杆拉回到怠速位置，发动机便怠速运转。图4-3-141—飞块；2—滚轮；3—凸轮轴；4—浮动杠杆；5—调速弹簧；6—供油齿杆；7—连接杆；8—起动弹簧；9—速度调定杠杆；10—拉力杆；11—速度调整螺栓；12—导动杠杆；13—控制杠杆；14—支持杠杆；15—怠速弹簧；16—齿杆行程调整螺栓；17—滑套；A，B，C，D—支点②怠速调节。如图4-3-15所示，发动机怠速运转时，控制杠杆在怠速位置。此时飞块的离心力使滑套右移而压缩怠速弹簧，当飞块离心力与怠速弹簧和起动弹簧的合力相平衡时，供油齿杆便保持在某一位置，发动机就在相应的转速下稳定运转。如果此时转速降低，飞块离心力减小，滑套便在怠速弹簧和起动弹簧作用下左移，使导动杠杆按顺时针方向摆动，带动怠速弹簧使浮动杠杆绕C点按逆时针方向转动，通过连接杆推动供油齿杆左移，增加了供油量，使发动机转速回升；反之，若发动机转速升高，则供油量减小，发动机转速下降。图4-3-151—飞块；2—浮动杠杆；3—供油齿杆；4—起动弹簧；5—连接杆；6—导动杠杆；7—控制杠杆；8—怠速弹簧；9—滑套；Ⅰ—全负荷位置；Ⅱ—怠速位置通过上述作用便可保证发动机在怠速下稳定运转，所以改变怠速弹簧的预紧力可以调整怠速。③正常工作时的供油调节。如图4-3-16所示，当发动机在正常工作转速范围工作时，控制杠杆处于Ⅰ和Ⅱ之间的部分负荷位置Ⅲ，由于此时发动机转速超过怠速，所以怠速弹簧被完全压入拉力杆内。由于拉力杆被很强的调速弹簧拉住，在柴油机转速低于额定转速时，飞块离心力不足以推动拉力杆，拉力杆始终紧靠在供油齿杆行程调整螺栓上，因而支点B也不会移动，此时调速器不起作用。只有驾驶员改变控制杠杆的位置时，才可使供油齿杆向左或向右移动，从而增加或减少供油量。由此可知，在正常工作范围内，调速器不起作用，供油量的调节是由驾驶员控制的。图4-3-161—浮动杠杆；2—调速弹簧；3—供油齿杆；4—拉力杆；5—控制杠杆；6—支持杠杆；7—怠速弹簧；8—滑套④最高转速限制。如图4-3-17所示，只要柴油机转速超过额定转速，飞块离心力就能克服调速弹簧的拉力，使飞块进一步张开。从而推动滑套和拉力杆右移，使支点B移到B′，拉力杆从D移到D′，浮动杠杆的下支点从C移到C′，最终使供油齿杆向右移动，供油量减少，保证了发动机转速不会超过规定的最大数值。图4-3-171—浮动杠杆；2—调速弹簧；3—供油齿杆；4—速度调定杠杆；5—速度调整螺栓；6—拉力杆；7—滑套发动机的最大转速可通过改变速度调整螺栓的预紧力来调节。当速度调整螺栓向内旋时，速度调定杠杆绕其支点按顺时针方向摆动，调速弹簧的预紧力加大，发动机的最高转速升高；反之，将其向外旋时，调速弹簧的预紧力减小，发动机的最大转速降低。3．全速调速器全速调速器除了能保持柴油机的最低稳定转速和限制最高转速，还能根据负荷的大小保持和调节柴油机在任一选定的转速下稳定工作。下面以VE泵全速调速器为例介绍全速调速器。（1）VE泵全速调速器的基本原理如图4-3-18所示，VE泵全速调速器的基本原理是：调速器传动轴旋转产生的飞块离心力与调速弹簧相互作用，如果飞块离心力与调速弹簧作用力不平衡，则调速套筒就会移动。调速器的杠杆系统使供油量调节套筒的位置发生变化，从而改变供油量（增加或减少），以适应柴油机运行工况变化的需要。图4-3-18（2）VE泵全速调速器的结构VE泵全速调速器结构如图4-3-19所示。导杆可绕支持销C转动，通过支持销A把张紧杆、支承杆与导杆连在一起，使张紧杆和支承杆绕支持销转动。在支承杆的下端是一个球头销，嵌入到油量控制套筒的凹槽内。飞块装在飞块架上与增速齿轮压安装在一起。柴油机工作时，动力经传动轴驱动齿轮和增速齿轮带动飞块架与飞块旋转。调速器滑套依靠飞块旋转产生的离心力移动，通过支承杆下端的球头销拨动供油套筒轴向移动，增减循环供油量以适应柴油机工作的需要。控制杆轴与控制杆安装在一起，其下端偏心安装一个轴销，调速弹簧左端挂在偏心轴销的连接板上，其右端挂入带有缓冲弹簧且穿过张紧杆的销轴上。在调速弹簧的弹力作用下，使张紧杆绕支持销A逆时针转动，推动油量控制套筒右移，使循环供油量增加；反之，循环供油量减小。最大供油量的调节是通过最大供油量调节螺钉、导杆和杠杆支承弹簧共同完成的。图4-3-19（3）VE泵全速调速器的工作原理①起动工况。如图4-3-20所示，柴油机处于静止状态，飞块完全闭合。起动前，将控制杆