汽车发动机构造与维修课件 项目六 燃料系

汽车发动机构造与维修

2项目六：燃料系统故障的诊断与维修3项目六学习目标知识目标：①掌握燃料供给系统组成、结构、工作原理；②掌握燃料供给系统故障对电控发动机工作的影响；技能目标：①能够进行空气供给系统的维护作业；②能够对燃料供给系统的故障部位进行判断和更换。4项目六学习情境导入

某客户将一辆2014年出厂已行驶20万公里的轿车送至4S店，请求维修技师对该车进行维修，据客户反应：该车故障检测系统正常，显示无故障，但这段时间以来发动机表现，怠速不稳、加速时动力不足，且上个月在维修厂已更换了全部火花塞，但故障仍未排除。5项目六学习任务分析

一般来说，导致发动机怠速不稳、加速动力不足现象的原因主要有三个方面，即：电子控制系统故障、燃油供油系统故障、点火系统故障。根据客户的描述，基本可以排除电子控制系统和点火系统故障，应首先检查燃油供给系统。所以，本项目的学习任务为：空气供给系统故障的检测与维修、汽油供给系统故障的检测与维修、柴油供给故障的检测与维修。6任务6—1空气供给系统故障的检测与维修7任务6—1检测发动机的汽缸压力相关知识学习4任务目标1工作任务2任务分析3技能学习5任务实施与考核68任务6—1学习目标知识目标：①掌握空气供给系统组成、结构、工作原理；②掌握空气供给系统故障对电控发动机工作的影响；③了解不同空气流量计的结构原理1情感目标：通过课堂的学习培养学生严谨的治学态度和良好的职业素养，打造大国工匠精神。2技能目标：①能够更换空气滤芯②能够对空气滤芯进行清洁。39任务6—1任务引入：

空气供给系统用于将大气中的空气过滤后，按照发动机负荷的不同向发动机提供不同量的清洁空气。当空气供给系统发生阻塞、泄漏等故障时，必然引起进气量与发动机负荷的不协调，从而导致发动机运转不良。一般情况下，当空气供给系统发生阻塞故障时，发动机会因为进气不畅而动力不足，直至不能运转。所以，在检查时应首先对空气供给系统进行检查、维护或维修，以排除因阻塞或泄漏所造成的发动机故障现象。本任务将完成一个技能点学习：更换空气滤清器。10任务6—1相关知识学习：一、空气供给系统作用空气供给系统功用：供给与发动机负荷相适应的清洁空气，直接和间接计量空气质量，与喷油器喷出的汽油形成最佳混合气。11任务6—1相关知识学习：二、空气供给系统组成空气供给系统组成：主要有空气滤清器，节气门体和进气管三大部分组成。1.空气滤清器（1）空气滤清器的作用发动机在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。空气滤清器装在化油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。（2）空气滤清器的类型目前，发动机中常用的空气滤清器主要有惯性油浴式空气滤清器、纸质干式空气滤清器等几种。惯性油浴式空气滤清器，先后经过惯性式滤清、油浴式滤清、过滤式滤清三级滤清，后两种空气滤清器主要通过滤芯过滤式滤清。惯性油浴式空气滤清器具有进气阻力小，能适应多尘多沙的工作环境，使用寿命长等优点。但这种空气滤清器滤清效率较低、重量大、成本高、维护不便，在汽车发动机中已逐渐被淘汰。空气供给系统组成1—空气滤清器；2—节气门体；3—进气歧管；油浴式滤芯的空气滤清器1—到进气歧管；2—空气；3—空气滤清器滤芯；4—机油；任务6—1相关知识学习：纸质干式空气滤清器的滤芯采用经过树脂处理的微孔滤纸制成，滤纸多孔、疏松、折叠，有一定的机械强度和抗水性，具有滤清效率高、结构简单、重量轻、成本低、保养方便等优点，是目前应用最广泛的汽车用空气滤清器。各种空气滤清器各有优缺点，但不可避免地都存在进气量与滤清效率之间的矛盾。随着对空气滤清器的深入研究，对空气滤清器的要求也越来越高。近年来，出现了一些新型的空气滤清器，如纤维滤芯空气滤清器、复式过滤材料空气滤清器、消声空气滤清器、恒温空气滤清器等，以满足发动机工作的需要。（a）空气滤清器壳

（b）空气滤清器滤芯纸质滤芯的空气滤清器任务6—1相关知识学习：任务6—1相关知识学习：2.空气流量计空气流量计的进气压力传感器的作用是把测得的空气量信号转换为电信号，并把此电信号送给ECU，ECU再根据接收到的电压信号和转速信号来决定喷油量。根据空气流量计测量原理的不同，空气流量计可分为叶片式、卡门旋涡式、热式三种类型。空气流量计是EFI系统中最重要的传感器，在检测和维修的时候应该特别注意，切忌碰撞，不要让污物进入流量计内，也不能随意将手或工具伸入流量计内，以免造成流量计损坏，影响其测量精度。（1）叶片式空气流量计

叶片式空气流量传感器又称为翼片式空气流量传感器。它主要由叶片部分、电位计部分和接线端子三部分组成。油泵开关集成安装在空气流量传感器内，只有在发动机运转，空气流量传感器叶片转动时，油泵开关才闭合。只要发动机停止运转，油泵开关便处于断开状态，即使点火开关闭合，油泵也不工作。叶片式空气流量计1—油泵开关；2—电位计；3—怠速调整螺钉；4—测量叶片；5—进气温度传感器；任务6—1相关知识学习：（2）卡门漩涡式空气流量计卡门漩涡式空气流量计具有体积小、结构简单、进气阻力小等优点，日本丰田凌志LS400、日本三菱车系和韩国现代车系的多数轿车均采用卡门漩涡式空气流量计。卡门漩涡流量计按其检测方式可分为光学检测和超声波检测两种类型。

1）光电式结构与原理：流体流过涡流发生体时，流体会产生系列漩涡，且漩涡频率与流体流速成正比。光电式传感器：由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动，光敏三极管接受因振动产生变化的光能，转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比卡门漩涡式空气流量计1—发光二极管；2—反光镜；3—光敏三极管；4—张紧带；5—涡流；6—进气温度传感器；7—导压孔；8—涡流发生器；9—整流网栅；任务6—1相关知识学习：任务6—1相关知识学习：2）超声波式结构与原理：同上述，超声波式传感器：由超声波发射器、超声波接收器组成。漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化，超声波接收器接收该超声波转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。超声波式空气流量计1—涡流发生器；2—涡流稳定板；3—超声波发射探头；4—超声波信号发射器；5—往发动机；6—卡门漩涡；7—与涡流数对应的脉冲信号；8—接ECU；9—超声波接收探头；4—测量叶片；5—进气温度传感器；任务6—1相关知识学习：（3）热线式空气流量计：1）组成：测试管，铂丝，温度补偿电阻，控制电路板，外面还有金属防护网等。还带有自洁电路，熄火后自动加热铂丝1000°C维持1s，烧掉铂丝上的灰尘。2）工作原理控制电路自动控制电桥平衡当进气量越大，因进气的散热使铂丝电阻减小，电桥平衡受到破坏。控制电路自动增大电流，增大铂丝电阻使电桥重新恢复平衡。因电路中电流的增大，使精密电阻的电位增大。该电位与进气量成正比，作为进气量信号电压传输给发动机ECU。任务6—1相关知识学习：（4）膜式空气流量计组成及原理工作原理：与热线式相同，热膜：铂金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性和耐用性，不粘附灰尘。热膜式空气流量计1—插头；2—混合电路盒；3—金属热膜元件；4—壳体；5—滤网；6—导流格栅；任务6—1相关知识学习：3.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，怠速旁通气道，怠速调整螺钉以及节气门位置传感器等。功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。（1）机械拉锁式机械拉索节气门体1—怠速步进电机；2—怠速调整螺钉；3—悬架；4—节气门回位弹簧；5—节气门本体；6—废气吸附管；7—节气门片；8—法兰盘螺钉孔；9—节气门位置传感器；10—节气门轴；11—水管；任务6—1相关知识学习：任务6—1相关知识学习：（2）电子式节气门体如图所示，电子式节气门取消了拉索，在油门踏板上增加了两个传感器，用于检测油门踩下的深度，电脑通过节气门体上的直流电机控制节气门的开度大小和开关的速率。较之机械拉索式的，提高燃油经济性，操作反应灵敏。另一方面可实现自动巡航控制。电子式节气门体1—水管；2—节气门；3—电机；4—传感器；5—电机；6—传感器；7—传动机构；8—节气门；任务6—1相关知识学习：4.怠速空气阀空气阀的作用是增加发动机冷态时的进气量，以提高怠速转速，加快预热过程，并提高发动机的冷启动能力。由于在冷启动时，发动机温度低，摩擦阻力大，暖车预热时间长，为了减短这段时间，使发动机快速进入热车状态，通过空气阀向发动机提供额外的空气，使发动机转速增加，当暖车后空气阀的空气立即被切断，发动机吸入的空气改由节气流阀体旁通通道供给，使发动机在通常的工况下稳定运转。一般来说常用的空气阀有双金属型和石蜡型两种。任务6—1相关知识学习：（1）双金属片式空气阀发动机开始运转时，温度低，空气阀处于开启状态，空气由空气阀进入进气总管。此时节气门虽然是关闭的，但进气量比较大，怠速转速高。与发动机启动同时，加热线圈上就有电流经过，双金属片被加热后变形并慢慢向箭头方向移动，空气阀通路逐渐关闭。此时，在启动后经过一定的时间发动机转速慢慢降低，直到正常怠速运转。双金属片式空气阀1—出气口；2—阀片；3—进气口；4—双金属片；5—进水口；6—加热线圈；任务6—1相关知识学习：（2）石蜡式空气阀1）当发动机冷机起动时，冷却水温度低，恒温石蜡收缩，在推杆及外弹簧的作用下，内弹簧被压缩而使温度调整器左移，阀门打开。2）当发动机冷却水温度生高时，石蜡膨胀，在推杆及内弹簧的作用下，外弹簧被压缩，温度调整器右移，阀门关闭，发动机转速下降。一般冷却水温度达到80℃以上时，阀门总是处在关闭状态。石蜡式空气阀1—怠速旁通道调节螺钉；2—石蜡体；3—水套；4—阀门；5—软管；任务6—1相关知识学习：5.进气歧管进气管包括进气总管和进气歧管，为了消除进波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和歧管的形状、容积有严格的要求。6.怠速控制阀（ISCV）怠速控制阀又叫怠速电控阀，是由ECU控制的，它不仅集中了节气门和怠速调整螺钉控制的旁通气道功能，而且在ECU的控制下，能够根据发动机的实际工况变化来改变怠速时流入发动机的空气量，使发动机在不同工况下都能够以最佳怠速转速运转。常见的怠速控制阀有步进电机式和脉冲电磁阀式两种。进气歧管27任务6—1技能学习：1.空气滤清器的检查及更换周期空气滤清器可以对发动机进行预防性维护并非是夸大其词。在吸入空气与燃油混合之前，空气滤清器的功能就是滤去空气中灰尘、碳粒、部分的水蒸气及其它杂物，保证清洁的空气进入气缸。理论上，每单位体积的燃油燃烧时，约需要有1万单位体积的清洁空气。通常，汽车制造商推荐空气滤清器正常维护的更换周期为4.8万km，且每2.4万km进行一次常规检查；其保守维护的推荐更换周期为2.4万km。一般汽车的空气滤清器在20000km要换一次，每行驶25000km必须更换空气滤清器。一般10000km进行一下检查，春季最好在2000km就检查一次。2.空气滤清器的拆装步骤1）拆下空气滤清器，取出纸质滤芯。2）清洁：检查前首先要进行清洁，清洁方法如图6—14所示，拆出滤芯后，用压缩空气反向吹清滤芯（从内侧向外侧吹），同时清除滤清器盖内污物。3）检查：空气滤清器滤芯中是否有灰尘、积聚微粒或者破裂。4）安装：检查空气滤清器滤芯上的橡胶密封是否良好，确保其没有裂纹或者其他损坏。任务6—1技能学习：清洁空气滤清器29任务6—1任务实施与考核：

学生自由组合每6人为一个小组，每组选出一名负责人，负责人对小组任务进行分配，并带领全组成员在充分掌握上述知识与技能的前提下，完成任务工单6—1—1。30任务6—2汽油供给系统故障的检测与维修31任务6—2汽油供给系统故障的检测与维修相关知识学习4任务目标1工作任务2任务分析3技能学习5任务实施与考核632任务6—2学习目标知识目标：①掌握汽油供给系统组成、结构；②了解汽油供给系的工作原理；③了解汽油的性能指标。1情感目标：通过课堂的学习培养学生严谨的治学态度和良好的职业素养，打造大国工匠精神。2技能目标：①掌握汽油供给系统故障对电控发动机工作的影响；②学会检查燃油泵的工作状态；③掌握如何检测燃油供给系统压力。333任务6—2任务引入：

本章节通过对汽油供给系统的认识使学生了解汽油供给系统的构造和汽油的知识。本任务将完成一个技能点学习：检修电动燃油泵及控制电路。34任务6—2相关知识学习：一、汽油供给系统的组成与功用功用：汽油发动机燃油供给系统的作用是储存并滤清汽油，根据发动机各工况的要求向发动机供给清洁的、具有适当压力并经精确计量的汽油。组成：汽油发动机燃油供给系统由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、燃油分配管、喷油器等组成。汽油供给系组成1—油压调节器；2—喷油器；3—汽油滤清器；4—输油管；5—汽油箱；6—电动汽油泵；7—回油管；任务6—2相关知识学习：１.汽油箱一般有一个油箱，军用车有2个油箱。油箱储备里程为200～600km。用薄钢板冲压焊接而成，上部有加油管，油面指示表的传感器，出油开关。下部有放油塞，箱内有隔板以加强油箱的强度，并减轻行车时汽油的振荡。油箱是密封的，一般在油箱盖上装有空气蒸汽阀。保持油箱内油压正常，加油时，应先放沉淀后加油。（a）货车油箱（b）轿车油箱汽油箱任务6—2相关知识学习：2.汽油泵（1）电动燃油泵结构与原理汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出，并以足够的泵油量和泵油压力向燃油系统供油。现代轿车则广泛采用电动汽油泵。电动汽油泵常见的安装位置有两种，即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，浸泡在燃油里。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。电动汽油泵常见的结构型式有4种，即滚柱式、涡轮式、转子式和侧槽式，目前应用较多的是滚柱式和涡轮式两种。任务6—2相关知识学习：1）滚柱式电动汽油泵转子偏心地安装在泵体内，滚柱装在转子的凹槽中。当转子旋转时，滚柱在离心力的作用下紧压在泵体的内表面上；同时在惯性力的作用下，滚柱总是与转子凹槽的一个侧面贴紧，从而形成若干个工作腔。限压阀（溢流阀）的作用是当油压超过0.45MPa时开启，使汽油回流到进油口，以防止油压过高损坏汽油泵。在出油口处装设单向止回阀（出油阀），当发动机停机时，止回阀关闭，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定的油压。运转噪声大、油压脉动大、泵内表面和转子易磨损。滚柱式电动汽油泵1—进油口；2—限压阀；3—滚子泵；4—电枢；5—出油口；6—单向阀；任务6—2相关知识学习：（2）涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵由直流电动机、涡轮泵、单向阀、限压阀等组成，其中涡轮泵由叶轮、叶片和泵体组成。涡轮式电动汽油泵与滚柱泵相比，涡轮泵工作时，涡轮与泵壳不直接接触，故工作时噪声低、振动小、磨损小、可靠性高。不存在因容积变化而产生对汽油的压缩，出口端燃油压力脉动小，可取消阻尼减振器，便于直接装入油箱，使用寿命长，应用广泛。涡轮式电动汽油泵1－弹簧；2－钢球；3－上端盖；4－换向器；5－永久磁铁；6－转子；7－壳体；8－轴承座；9－涡轮；10－下端盖；任务6—2相关知识学习：3.汽油滤清器汽油滤清器的作用是滤除汽油中的水分和杂质，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定运行，提高可靠性。电控汽油喷射式发动机的汽油供给系统中，一般采用纸质滤芯、一次性的汽油滤清器。汽油滤清器由外壳和滤芯组成，滤芯采用滤纸叠成菊花形和盘簧形结构。汽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，因此要定期维护。汽油滤清器为一次性使用零件，一般每行驶30000～40000km，或每两个二级维护作业周期更换一次汽油滤清器。若使用的燃油含杂质较多时应缩短更换周期。汽油滤清器结构1—出口；2—滤芯；3—入口；任务6—2相关知识学习：4.燃油压力调节器燃油压力调节器位于燃油分配管的一端或与汽油泵一体安装于油箱内，主要由膜片、弹簧和回油阀等组成。其作用是根据进气歧管压力的变化来调节系统油压(即燃油分配管内油压)，使两者的压力差保持恒定，一般为250kPa～300kPa。膜片将调节器壳体内部分成两个室，即弹簧室和燃油室。膜片上方的弹簧室通过软管与进气歧管相通，膜片与回油阀相连，回油阀控制回油量。这样，膜片上方承受的压力为弹簧的弹力和进气歧管内气体的压力之和，膜片下方承受油压。燃油压力调节器结构1—弹簧室；2—弹簧；3—膜片；4—燃油室；5—回油阀；6—壳体；7—真空管接头；任务6—2相关知识学习：5.燃油分配管燃油分配管的作用是固定喷油器和燃油压力调节器，并将高压燃油输送给各个喷油器。它安装在进气歧管或气缸盖上。燃油分配管1—“O”型圈；2—与进气管相连；3—油压调节器；4—喷油器；5—燃油分配管；6—卡簧；任务6—2相关知识学习：6.电磁喷油器

电磁式喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件，按总体结构不同可分为轴针式、球阀式和片阀式，目前常用的是轴针式喷油器。其作用是在ECU的控制下，将汽油呈雾状定时定量喷入进气歧管内。电控燃油喷射系统的喷油器安装在各进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用燃油分配管固定。喷油器1—连接器；2—电磁线圈；3—回位弹簧；4—柱塞；5—针阀；6—喷口；7—衔铁；8—进油滤网；喷油器位置1—燃油分配管；2—进气歧管；3—油压调节器；4—喷油器；任务6—2相关知识学习：二、可燃混合气的浓度表示方法可燃混合气是指汽油与空气按一定比例的混合物。可燃混合气的浓度有两种表示：1.过量空气系数α燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧所需的空气质量之比。α=1标准混合气α＞1实际空气＞理论空气稀混合气α＜1实际空气＜理论空气浓混合气2.空燃比（A/F）空燃比是指空气质量与燃油质量之比。理论上，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg的空气。故：A/F=14.7称为标准混合气A/F＞14.7称为稀混合气A/F＜14.7称为浓混合气44任务6—2技能学习：1.电动燃油泵电机绕组电阻检测用万用表欧姆档测量电动燃油泵上两个接线端子间的电阻，即为电动燃油泵直流电动机线圈的电阻，其阻值应为2～3Ω（20℃时）。如电阻值不符，则须更换电动燃油泵。2.燃油泵的就车检查⑴用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上，如：丰田车系诊断座上有电源端子“+B”，将其与燃油泵测试端子“FP”跨接即可。⑵将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。⑶旋开油箱盖应能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。⑷若听不到燃油泵工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油泵。电动燃油泵电机绕组电阻检测45任务6—2技能学习：3.燃油泵工作状态的检查将电动燃油泵与蓄电池相接（正负极不能接错），并使电动燃油泵尽量远离蓄电池，每次接通不超过10s（时间过长会烧坏电动燃油泵电动机的线圈）。如电动燃油泵不转动，则应更换电动燃油泵。燃油泵工作状态的检查46任务6—2技能学习：4.喷油器工作情况的简单检查方法一：用手触试或用听诊器检查喷油器针阀开闭时的振动声响。方法二：检查喷油器的工作声音和发动机转速之间的关系。

5.燃油供给系统压力的检测检测发动机运转时燃油管路内的油压，可以判断电动燃油泵或油压调节器有无故障、燃油滤清器是否堵塞等。（1）系统卸压起动发动机，在发动机运转中拔下电动燃油泵继电器（或拔下电动燃油泵电源插头），待发动机自行熄灭后，再转动起动开关，起动发动机2～3次，燃油压力即可完全释放，然后关闭点火开关，装上电动燃油泵继电器（或插上电动燃油泵电源接线）。47任务6—2技能学习：（2）油压表的安装油压表可以安装在冷起动喷油器油管接头上、燃油滤清器油管接头上、分配油管进油接头上，或用三通接头接在燃油管道上便于安装和观察的任何部位。油压表的安装48任务6—2技能学习：（3）发动机运转时燃油压力的测量打开燃油压力表开关，起动发动机并怠速运转，测量此时的燃油压力，桑塔纳2000GSiAJR发动机正常值约为250kPa。缓慢开大节气门，测量此时的燃油压力，桑塔纳2000GSiAJR发动机燃油压力应在280～300kPa之间跳动。拔下燃油压力调节器上的真空管，测量此时的燃油压力应和节气门全开时的燃油压力基本相等，桑塔纳2000GSiAJR发动机该压力正常值约为300kPa。重新接上真空管，燃油压力略有50kPa的下降。若测得油压过高，应检查油压调节器及其真空软管。若测得的油压过低，则应检查电动燃油泵，燃油滤清器及油压调节器。（4）系统保持压力的测量关闭点火开关，10min后，燃油保持压力应大于150kPa。如果保持压力小于150kPa，起动发动机并怠速运转。当油压建立起来后，关闭点火开关，同时关闭燃油压力表开关，继续观察压力表指针是否会下降。如果压力仍然下降，可能的原因有：油压调节器阀门密封不严，喷油器滴油，管路有渗漏。如果压力变为正常，则说明压力表开关之前的油路密封存在问题，如管路渗漏，燃油泵出油止回阀关闭不严。49任务6—2技能学习：（5）拆卸油压表1）释放燃油系统的油压；2）拆下蓄电池负极搭铁线；3）拆下油压表；4）重新装好抽管接头；5）接好蓄电池负极搭铁线；6）预置燃油系统的油压7）检查油管各处有无漏油。50任务6—2技能学习：5.桑塔纳2000GSiAJR发动机燃油泵控制电路电动燃油泵由发动机控制单元J220控制，电动燃油泵电路为:电源正极→继电器盒内30线→继电器触点→熔丝S5（10A）（经过b线）→继电器盒E14接柱→1.5导线→电动燃油泵→搭铁。电动燃油泵继电器线圈电路为:继电器盒内15号线→继电器端子86→继电器内线圈→继电器端子85→0.5导线→控制单元J220T80/4端子→控制单元J220内部电路→搭铁。继电器线圈通电后，继电器内常开触点闭合，继电器盒内30号线→继电器端子30→继电器内触点→继电器端子87→继电器盒N接柱，向电动燃油泵及其它电子控制系统执行器供电。桑塔纳2000GSiAJR发动机燃油泵控制电路

51任务6—2任务实施与考核：

学生自由组合每6人为一个小组，每组选出一名负责人，负责人对小组任务进行分配，并带领全组成员在充分掌握上述知识与技能的前提下，完成技能学习任务工单6—2—1。52任务6—3柴油供给故障的检测与维修53任务6—3学习目标知识目标：①掌握柴油供给系统组成结构、工作原理；②了解可燃混合气的形成燃烧过程；③了解喷油器的结构形式及工作原理。1情感目标：通过课堂的学习培养学生严谨的治学态度和良好的职业素养，打造大国工匠精神。2技能目标：①掌握柴油供给系统故障对电控发动机工作的影响；②掌握喷油器的检修。354任务6—3任务引入：

本章节通过对柴油供给系统的认识使学生了解柴油供给系统的构造和柴油的知识。本任务将完成一个技能点学习：检修喷油器柱塞偶件。55任务6—3相关知识学习：一、柴油机供给系功用及组成柴油机供给系(supplymentsystem)担负柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出的任务。柴油机工作原理与汽油机不同，采用高压喷射方法。在压缩行程接近结束时，将柴油喷入气缸，直接在气缸内部形成混合气，借缸内空气的高温自行发火燃烧。因此，柴油机供给系组成、构造与汽油机有很大区别1.燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。2.空气供给装置：空气滤清器、进气管。3.混合气形成装置：燃烧室。4.废气排出装置：排气管、排气消声器。柴油机供给系组成56任务6—3相关知识学习：二、可燃混合气的形成、燃烧及燃烧室１.可燃混合气的形成与燃烧柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高压高温的空气接触、混合，经过一系列的物理，化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射边燃烧。其混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程，其主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的；（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内）；（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入；（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。57任务6—3相关知识学习：可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期1）备燃期（从喷油开始→开始着火燃烧为止）喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，气缸中的气体温度，虽然已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一段物理和化学的准备过程。也就是说，柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合（物理变化）。随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反映，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准备。这一时期很短，一般仅为0.0007～0.003秒。58任务6—3相关知识学习：2）速燃期（从燃烧开始→气缸内PMax出现时为止）火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧，在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上点，气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此，气缸内的压力P迅速增加，温度升高很快。59任务6—3相关知识学习：3）缓燃期（从出现→出现TMax为止）这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧。但因为气缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，气缸容积增大。所以气缸内压力略有下降，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油。60任务6—3相关知识学习：4）后燃期（缓燃期以后的燃烧）这一时期，虽然不喷油，但仍有一少部分柴油没有燃烧完，随着活塞下行继续燃烧。后燃期没有明显的界限，有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。后燃期放出的热量不能充分利用来作功，很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中，或随废气排出，使发动机过热，排气温度升高，造成发动机动力性下降，经济性下降。因此，要尽可能地缩短后燃期。61任务6—3相关知识学习：综上所述，要使燃烧过程进行得好，混合气形成的好环是关键，所以对混合气形成的要求如下：①必须要有足够的空气量和适当的柴油量。因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素。空气量与柴油量比例不同，所形成的可燃混合气的成分也就不同，一般要求：α＝1.3～1.5。α过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，使Ne↓；α过小，混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏。可见α是影响发动机功率和油耗的重要因素。62任务6—3相关知识学习：②喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适。气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确。喷油过早，过晚对发动机工作都是不利的。过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重"敲缸"工作粗暴。过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P↓）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，使Ne↓。最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关，对于一定结构的发动机在规定转速下，可通过试验找到一个功率大，油耗低的最好喷油时刻，通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角。63任务6—3相关知识学习：③喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气。雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适应。燃烧室的形状：空气产生相应流动来促进混合。④气流的搅动，燃料的性能。燃烧室的形状，切向进气，形成涡流，有利于混合，柴油的16烷值高，则自燃点低，备燃期短。64任务6—3相关知识学习：２.改善燃烧性能的途径根据可燃混合气的形成与燃烧过程得知柴油机要求：备燃期要短，速燃期压力升高要快才能使动力性、经济性好、工作柔和、不冒烟。因为柴油挥发性差，混合时间短，要求混合均匀，燃烧完全就必须要求喷射压力高，雾化好，喷射质量要满足燃烧室形状的要求。65任务6—3相关知识学习：３.燃烧室（1）种类柴油发动机的燃烧室可分为统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。统一式燃烧室由凹顶活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶面上。燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中，借喷出油注的形状和燃烧室形状的匹配，以及燃烧室内空气涡流运动，迅速形成混合气。所以又叫做直接喷射式燃烧室。（2）构造：缸盖底面是平的，活塞顶部下凹（U型、ω型、浅盆型、球型）。

（a）U型燃烧室（b）ω型燃烧室

（c）球型燃烧室

（d）涡流室式燃烧室燃烧室66任务6—3相关知识学习：①ω型燃烧室（图b所示）：柴油直接喷射在活塞顶的浅凹坑内，喷射的柴油雾化要好，而且要均匀地分布在空气中。要求喷射压力高，一般17～22MPa，要求雾化质量高，因此，采用多孔喷咀，孔数一般为6～12个。优点：形状简单，结构紧凑，燃烧室与水套接触面积小，散热少，可减少热损失，热效率高，经济性较好。缺点：工作粗暴，喷射压力高，制造困难，喷孔易堵。②球形燃烧室（图c所示）：空气由缸盖螺旋形进气道以切线方向进入气缸，绕气缸轴线作高速螺旋转动，并一直延续到压缩行程。喷油器沿气流运动的切线方向喷入柴油，使绝大部分柴油直接喷射在燃烧室壁面上形成油膜。小部分柴油雾珠散布在压缩空气中，并迅速蒸发燃烧，形成火源。油膜一方面受灼热的燃烧室壁面的加温，同时又受已燃柴油的高温辐射，使柴油机逐层蒸发，与涡流空气边混合边燃烧。优点：工作柔和，噪音小，又叫轻声发动机。缺点：起动困难，螺旋形进气道，结构复杂，制造困难。67任务6—3相关知识学习：③分隔式燃烧室由两部分组成，一部分位于活塞顶与气缸底面之间，称为主燃烧室，另一部分在气缸盖中，称为副燃烧室。这两部分由一个或几个孔道相连，分隔式燃烧室的常见型式有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室两种。涡流室式燃烧室（图d所示）：它的副燃烧室是球形或圆柱形的涡流室，其容积约占燃烧室总容积的50%～80%，涡流室有切向通道与主燃烧室相通。在压缩行程中，气缸内的空气被活塞推挤，经过通道进入涡流室，形成强烈地有组织的高速旋转运动（几百转/分）柴油喷入涡流室中，在空气涡流的作用下，形成较浓的混合气。部分混合气在涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合气高速（经通道）喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。促使进一步混合和燃烧。要求：顺气流方向喷射，由于涡流运动促进了混合气的形成与燃烧，可采用较大孔径的喷油器，喷射压力也较低（12～14MPa）优点：所以工作柔和，空气利用率较高，喷射压力也较低。缺点：热损失大，经济性差，起动困难。68任务6—3相关知识学习：三、喷油器１.功用、要求与型式功用：喷油器将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室。要求：（1）雾化均匀；（2）具有一定的喷射压力和射程，及合适的喷注锥角；（3）断油迅速、无滴漏现象。69任务6—3相关知识学习：２.喷油器的型式目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式喷油器和轴针式喷油器两种孔式喷油器1—喷油器体；2—调压螺钉；3—调压弹簧；4—回油管螺栓；5—进油管接头；6—滤芯；7—顶杆；8—针阀；9—针阀体；轴针式喷油器70任务6—3相关知识学习：四、喷油泵喷油泵是柴油供给系统中最重要的零件，它的性能和质量对柴油机性能的影响极大。1.功用

功用：提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时定量地向喷油器输送高压柴油。2.要求：1）泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求；2）供油量应符合柴油机工作所需的精确数量；3）保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间内准确供油；4）供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀；5）供油规律应保证柴油燃烧完全；6）供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。3.类型：车用柴油机的喷油泵按其工作原理不同可分为柱塞式喷油泵、喷油泵—喷油器和转子分配式喷油泵三类。71任务6—3相关知识学习：五、喷油提前角调节装置喷油提前角影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳喷油提前角还与发动机的结构有关。。72任务6—3—1

技能学习：1.柱塞偶件的检修（1）柱塞偶件的损伤柱塞偶件的功用是提高柴油压力，适时调节供油量，是喷油泵的主要精密偶件。虽然柱塞偶件采用优质钢材和精密加工而成，但由于高压燃油的高速流动冲刷和燃油中机械杂质的存在，在柱塞往复运动中不可避免地发生磨损。柱塞磨损最严重的部位是在最常用油量位置与进油孔相对的表面上。因柱塞关闭进油孔时柴油中的机械杂质卡在间隙中，随着柱塞往复运动，形成磨料磨损，磨损形状呈现轴向梳齿状沟痕。斜槽形柱塞磨损部位1—与进油孔相对表面；2—与回油孔相对斜槽停油边；3—过梁处；4—下梭边；73（2）柱塞偶件的检查主要检查柱塞偶件的密封性和变形情况，常用滑动性试验检查其损伤和变形，用压气和真空吸力检查密封性。滑动性实验将柱塞偶件浸泡在清洁的柴油中，把柱塞在柱塞套内来回抽动清洗后，将柱塞偶件倾斜45°，抽出柱塞配合的圆柱面的1/3或柱塞全长的2/3长度，并将柱塞旋转一下，如图6—35所示，放手后柱塞能无阻滞地靠自重缓慢滑进柱塞套内为正常。再将柱塞抽出，转动任一角度后，用同样的方法作滑动试验，其结果应该相同。柱塞偶见滑动性试验任务6—3—1

技能学习：742.出油阀偶件的检修出油阀偶件使喷油泵供油及时和停止供油干脆，无滴漏现象，并起单向阀的作用。它也是喷油泵精密偶件之一。出油阀偶件用优质合金钢制成阀座下端面应平正光洁，不得有划痕、凹痕、麻点、锈蚀等缺陷。（1）出油阀偶件的损伤出油阀偶件磨损严重时，后燃情况严重，喷油器也滴油严重，会使柴油机发生冒烟和不规则的敲缸现象。另外，喷油器喷孔也易堵塞。损伤形式如下：1）出油阀密封锥面的磨损；2）减压环带与阀座孔的磨损；3）出油阀导向部分的磨损；4）出油阀与阀座损伤。任务6—3—1

技能学习：75（2）出油阀偶件的检查1）外观检查用高倍放大镜仔细察看几处易磨损部位，看有无明显划痕、轴向沟槽、金属剥落等磨损痕迹，并且见不到原来的光泽。密封锥面有明显沟槽，密封环带宽度超过0.4mm，减压环带有呈乳白色的纵向划痕，都应更换新件。2）滑动性检查把经柴油清洗和浸泡过的出油阀偶件垂直放置，将阀体从阀座中抽出1／3，放手后阀体因自重能缓慢均匀下落为合格。试验时应转动阀体在几个角度上检查，还应改变拉出长度检查。3）检查锥面密封性用大拇指和中指拿住出油阀座，食指抵住出油阀，用嘴对准出油阀下平面孔吸气并移动嘴唇，若能吸住，说明密封良好。任务6—3—1

技能学习：764）检查环带密封性用大拇指堵住出油阀座下孔，将出油阀放入阀座中，用食指压下出油阀，当减压环带进入阀座时，若感到有空气压缩力，放开食指后出油阀又能自动弹上来，表明减压环带密封性良好。或先堵住出油阀座下端面孔，把出油阀拉出约5mm(使减压环带与出油阀座平齐)，然后放松出油阀，出油阀能自动吸回为正常。压吸气法检查出油阀密封性任务6—3—1

技能学习：773.喷油器的检修喷油器的功用是将柴油喷雾成细小而均匀的油粒，以利着火燃烧；使喷注形状与燃烧室形状相适应，以便形成良好的可燃混合气。（1）喷油器的拆卸与分解当发现喷油器有故障或工作已超过500h以上，必须拆下来进行检查。当然对柴油机进行维修时也必须拆卸喷油器。喷油器从柴油机上拆下之前，应将各接头用柴油擦拭干净，然后拆下连接的高压油管和回油管。松开喷油器的固定螺栓，将喷油器仔细地从气缸盖孔中取出。对于轴针式喷油器，其轴针伸出喷油嘴外面，应特别注意不要碰伤轴针。任务6—3—1

技能学习：78（2）检查喷油器喷油器的检查可分为两部分，一是一般性检查，即对针阀偶件进行滑动性与针阀升程检查；二是对喷油器综合性能检查，即对针阀偶件密封锥面、导向部分、针阀体上端面等的密封性作综合检查。综合性能检查通常是在喷油器试验器上进行。1）一般检查①针阀滑动性检查针阀与针阀体导向部分的配合可用针阀在针阀体中的滑动来检查，将针阀体置于与地面呈45°，把经过清洗并用柴油浸泡过的针阀从阀体内抽出配合长度的1／3，放松针阀后能在自重作用下，应能缓慢均匀、无阻滞地滑到底。转动针阀在几个不同位置作同样检查，均应符合上述要求。若不下落，说明针阀体变形或表面有损伤；若下落速度太快，说明其配合间隙因磨损而过大。出现以上两种情况，应更换针阀偶件。②测量针阀升程如果喷油器体底平面和针阀偶件密封锥面未曾磨损，针阀升程为设计的标准值，当密封面磨损后其针阀升程就会改变，即升程会增大，若升程超过规定应作报废处理。任务6—3—1

技能学习：792）喷油器综合性调试首先应对喷油器试验器进行密封性检查，堵住喷油器试验器的出油口，压动手柄，使压力升至28MPa便停止压手柄，油压在3min内下降不大于1MPa为正常。①检查密封性将喷油器装在喷油器试验器上，压动试验器手柄，使油压升到比规定喷油压力低190kPa时，观察喷油嘴在10s内不渗油为正常。②检查喷雾质量将喷油器调整到规定开启压力，以每分钟60次的速度压动手柄，观察喷雾情况，燃油呈雾状细小均匀地从喷孔喷出，不得有油滴飞溅和分岔现象。良好的雾化应是平滑地从喷孔喷出，并且对称。如果喷雾不良，应清洁喷油嘴，疏通喷孔，研磨针阀偶件。若仍达不到要求，可更换喷油嘴。

检查喷雾情况1—良好；2—角度不正确；3—分岔；4—不连续；5—不均匀；

任务6—3—1

技能学习：80任务6—3—1

任务实施与考核：

学生自由组合每6人为一个小组，每组选出一名负责人，负责人对小组任务进行分配，并带领全组成员在充分掌握上述知识与技能的前提下，完成技能学习任务工单6—3—1。81任务6—3—2

技能学习：1.低压油路不来油或来油不畅（1）现象1）柴油机起动困难或不能起动，即使起动后柴油机功率也不足，转速不稳；2）松开喷油泵放空气螺钉，压动手油泵，放空气螺钉处无油流出；3）放空气螺钉处流出油气混合的泡沫状柴油，而且长时间压动手油泵不能排除。（2）原因1）油箱无油或柴油中有水，油箱开关未打开或油箱盖通气孔堵塞；2）油箱内吸油管堵塞或上部断裂；3）油箱至输油泵间油管堵塞，油管有破裂处、接头松动或衬垫破损，造成漏气。82任务6—3—2

技能学习：（3）检查排除方法为了较快的排除故障，必须根