汽车发动机构造与维修课件 第六章 燃油供给系

汽车发动机构造与维修目

录CONTENTS1第二章曲柄连杆机构2第三章配气机构3第四章冷却系4第一章发动机概述第五章润滑系5第六章燃油供给系6第六章发动机燃油供给系

任务一发动机燃油供给系概述一.燃油供给系统的作用和组成1.燃油供给系统的作用根据发动机工作的需要，适时、适量地给发动机提供燃油。2.燃油供给系统的组成如下图所示汽油发动机燃油供给系

电控汽油喷射系统的燃油系统由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器和输油管等组成，有的还设有油压脉冲缓冲。

二.电控汽油发动机燃油喷射系统简介

1.汽油发动机电控燃油喷射系统的发展历史

汽油喷射技术早在20世纪30年代就用于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K型）如下图所示，到20世纪50年代末期，大多数赛车都已经采用了汽油喷射系1967年，博世公司又推出D型模拟式汽油喷射系统，1973年，博世公司将D型喷射系统改进发展成为L型汽油喷射系统如下图所示，该系统采用了测量空气流量的方法控制喷油量，提高了控制精度。

1979年，博世公司推出了集点火与喷油于一体的Motronic数字式发动机综合电子控系统，实现了对发动机喷油及点火正时的精确控制。1981年，博世公司将L型喷射系统LH型喷射系统。在这期间美国GM公司的DEFI、FORD公司的EEC，丰田公司的TCCS纷纷出这些都是综合控制的电子系统。1995年，美国在轿车上全部采用了电控汽油喷射系统，90％以上的欧洲轿车采用了汽油喷射系统。

目前，汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统，以满足日益严格的排放要求

2.汽油发动机电控燃油喷射系统的优点

汽油发动机电控燃油喷射系统（EFI系统）利用安装在发动机不同部位上的各种传感器所测得的工作情况参数和使用条件参数，按电子控制单元中设定的控制程序，通过对喷油器通电时间的控制来调节喷油量，从而改变混合气的浓度，使发动机在各种工况和使用条件下都能获得与之匹配的最佳空燃比。汽油发动机电控燃油喷射系统的发动机由于精确地控制了混合气的浓度，与化油器式发动机相比有如下优点：1）进气效率高由于进气管中没有像化油器中的喉管，减少了进气阻力、提高了充气系数，因此，在不增加发动机排量的条件下，功率可提高10%以上。2）混合气分配均匀在多点喷射系统中，每个气缸分别有一个喷油器在进气门前喷油，其喷油量由电子控制单元（ECU）根据来自各种传感器的信息精确控制，使各缸获得均匀一致的混合气。3）实现了对发动机空燃比及点火提前角的精确控制通过ECU对发动机空燃比及点火提前角进行精确控制，可使发动机在各种工况下都处于最佳状态。4）减少废气排放的污染采用燃油喷射，可提高汽油的雾化质量，加快了汽油的蒸发，使燃烧更完全降低了燃油消耗，减少了废气排放污染。5）可采用较高的压缩比

由于电控燃油喷射系统进气温度较低，燃烧时不易产生爆燃，故可适当提高

压缩比。3.汽油发动机电控燃油喷射系统的分类1）按喷射装置的控制方式分类汽油发动机电控燃油喷射系统按喷射装置的控制方式可分为机械控制式、机电混合控制式和电子控制式三种方式。（1）机械控制式。机械控制式燃油喷射系统又称

K系统，其特点是喷油器由供油管路中的油压控制，而供油管路中的油压由进气管中空气计量器承压板的机械作用来控制。该系统采用连续喷油的方式，其喷油量的多少取决于供油管路中油压的高低。（2）机电混合控制式。机电混合控制式燃油喷射系统又称KE系统，为了提高对喷油量控制的精确度和灵活性，在K型的基础上增设了一个电控单元。该系统仍然采用连续喷油的方式，其喷油量的多少仍取决于供油管路中油压的高低。（3）电子控制式。电子控制式燃油喷射系统又称EFI系统，其特点是采用间歇喷油的方式，喷油器靠电磁驱动，喷油量的多少取决于喷油器的通电时间长短（1）缸内喷射。

该系统将喷油器直接安装在气缸盖上，汽油直接喷入气缸。与柴油发动机的喷油器类似，这种喷射压力较高，所以对供油装置要求也比较高，成本相应也比较高。（2）进气管喷射。

该系统将喷油器安装在进气总管或进气歧管上，是目前采用较广泛的方式。汽油被喷入进气总管或进气歧管内，在进气总管或进气歧管内与空气混合形成可燃混合气，在进气行程时被吸入气缸。3）按喷油器的布置方式分类汽油发动机电控燃油喷射系统按喷油器的布置方式可分为单点喷射和多点喷射两种方式，如下图所示。

（a）单点喷射；（b）多点喷射（1）单点喷射（SPI）。单点喷射是指在进气道节气门的上方安装1~2个喷油器集中喷射。单点喷射又称节气门体喷射，这种喷射也存在各缸混合气分配浓稀不均的问题。（2）多点喷射（MPI）。多点喷射是指每一个气缸设置一个喷油器或每两个气缸合用一个喷油器，这种系统可以保证各缸混合气浓度的一致性和分配的均匀性。4）按喷油器工作的时间分类

汽油发动机电控燃油喷射系统按喷油器工作的时间可分为连续喷射和间歇喷射两种。（1）连续喷射。喷油器在发动机工作时连续不断地喷油，大部分汽油是在进气门关闭时喷射的，喷入的汽油大部分在进气管内蒸发，进气门打开时被吸入气缸，机械控制式和机电混合控制式汽油喷射装置都采用连续喷射方式。（2）间歇喷射。间歇喷射又称脉冲喷射，其喷油压力是恒定的，汽油喷射以脉冲方式进行，汽油在某一时间段内喷入进气管，喷油时间的长短直接控制了喷油量的多少。电控燃油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射方式按各缸喷油器工作顺序的不同，又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种，如下图所示。（a）同时喷射；（b）分组喷射；（c）顺序喷射①同时喷射。发动机曲轴每旋转一周，所有气缸的喷油器同时喷油一次，发动机一个工作循环喷油两次。由于所有气缸的喷油都是同时进行的，因此喷油正时与发动机的工作过程没有关系，也不需要进行气缸和活塞位置的判断。②分组喷射。把发动机喷油器分成几组，同一组的同时喷射，由电子控制单元控制，组与组之间以均匀的曲轴转角间隔依次喷油。分组喷射方式与同时喷射方式相比，在各缸混合气质量和浓度的控制精确度上有较大的提高。③顺序喷射。顺序喷射方式也称独立喷射方式，喷油器按各缸的工作顺序，依次把汽油喷入各进气歧管。顺序喷射可使每一个气缸都有一个较佳的喷油时刻和进气效率，这对提高混合气质量大有益处，其能够提高燃油经济性，减少有害物的排放。因此，现在大多数燃油喷射系统都采用顺序喷射方式。5）按空气量测量方式分类汽油发动机电控燃油喷射系统按空气量测量方式可分为直接测量方式和间接测量方式两种。（1）直接测量方式（L型喷射系统）。直接测量方式利用空气流量传感器直接测量吸入进气管的空气量。电子控制单元ECU根据测得的空气流量除以发动机转速算出每一循环的空气量，并由此确定每一循环的基本喷油量。这种测量方式测量精度比较高，可对空燃比实施较精确的控制。（2）间接测量方式。间接测量方式利用其他参数的测量值进行处理计算而获得每一循环的空气量。间接测量方式又可分为速度-密度方式（D型喷射系统）和节流-速度方式两种。采用速度-密度方式的常用流量计，为进气歧管绝对压力传感器，它通过测量进气歧管的真空度来间接测量空气流量。采用节流-速度方式的流量计，通过测量节气门的开度来间接测得空气进气量，由于这种测量方式精度不够，因此实际中很少采用。

任务二发动机燃油供给系各组成

汽油发动机燃油供给系组成如下图所示

一.燃油箱

如上图所示油箱用来贮存汽油。汽油箱的数目及容量因车型而异，普通汽车只有一个汽油箱，越野汽车常有主、副两个汽油箱，以适应使用要求。一般汽车油箱的储备里程为200～600km。油箱体一般是用薄铁板冲压件焊成的，油箱上部设有加油管，管内带有可拉出的延伸管，延伸管内部有滤网，加油管由油箱盖盖住，油箱上表面装有油面指示表的传感器和出油开关。出油开关经输油管与滤清器相通。油箱底部有放油螺塞，用以排除箱内的积水和污物。箱内装有隔板，可以减轻汽车行驶时发生的燃油振荡。现代乘用车的汽油箱采用高密度聚乙烯塑料材料制成，塑料油箱的优点是油箱的强度高，密封性好，易形成异形件，可充分利用空间，结构紧凑，便于大量生产，质量轻，并有防爆作用。

为防止在行驶过程中汽油因振荡而溅出，以及防止箱内汽油蒸气的泄出，油箱应是密闭的。但在密闭的油箱中，当汽油输出而油面降低时，箱内产生一定的真空度，真空度过大时汽油将不能被汽油泵吸出而影响汽油机的正常工作；另一方面，在外界温度高的情况下，汽油蒸气过多，将使箱内压力过大，这两种情况都要求油箱能在必要时与大气相通，为此一般采用装有空气阀和蒸气阀的油箱盖。

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二．汽油泵

汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出，并经管路和汽油滤清器及燃

油分配管等部件，最后到达燃烧室。正是由于有了汽油泵，汽油箱才能安放到远离发动机的汽车尾部，并低于发动机。分类汽油泵按驱动方式的不同，可分为机械驱动膜片式和电驱动式两种。膜片式汽油泵膜片式汽油泵是机械式汽油泵的代表，用于化油器式发动机，一般靠凸轮轴上的偏心轮驱动，它的工作情况是：①吸油凸轮轴转动中，当偏心轮顶动摇臂，拉下泵膜拉杆时，泵膜下降，产生吸力，汽油便从油箱内吸出，并通过油管、汽油滤清器、进人汽油泵的油室。②泵油当偏心轮转过一定角度不再顶动摇臂时，泵膜弹簧伸张，顶动泵膜上升，把汽油从出油阀压送到化油器的浮子室。膜片式汽油泵的特点是结构简单，但是由于受到发动机的热影响，因此要特别重视确保在高温下的泵油性能，以及橡胶材料的膜片对于热和油料的耐久性。一般汽油泵的最大供油量比汽油机最大耗油量大2.5～3.5倍。当泵油量大于耗油量而化油器浮子室针阀关闭时，油泵出油管路中的压力提高，反应到油泵，使膜片行程缩短或停止工作。电动汽油泵

电动式汽油泵分为滚柱式电动汽油泵和叶片式汽油泵

滚柱式电动汽油泵如下图所示。泵壳的一端是进油口，另一端是出油口。带滚柱泵的转子偏心地安装在泵体内由电动机驱动，滚柱装在转子的凹槽中。当油泵旋转时，由于离心力的作用，转子槽内的滚子向外移动，紧压在泵体壁面上。滚柱随转子一同旋转时泵腔容积发生变换，进油口一侧的工作腔容积增大，成为低压吸油腔，汽油经进油口被吸入工作腔内。在出油口一侧的工作腔容积减小，成为高压油腔，高压汽油从高压油腔经出油口流出。油泵出油口处有一单向阀，在油泵不工作时阻止燃油倒流回燃油箱，若因汽油滤清器堵塞等原因使油泵出油口一侧油压过高，与油泵一体的限压阀即被顶开，使部分燃油回到进油口一侧，以保护电动汽油泵。滚柱式电动汽油泵运转时噪声较大，泵油压力脉动大，使用寿命较短，现代汽车越来越多地采用叶片式电动汽油泵。

叶片式电动汽油泵的结构如下图所示。叶轮是一个圆形平板，周围开有小槽，形成叶片。当叶轮旋转时，小槽内的汽油随同叶轮一同高速旋转。由于离心力的作用，使出口处油压增高，而在进口处产生真空，从而使汽油从进口吸入，从出口泵出。叶片式电动汽油泵泵油量大，噪声小，油压脉动小，叶片磨损小，使用寿命长。在出油口还设置有一个单向阀，当油泵停转后，油路内燃油仍保持一定压力，可减少气阻现象，以便于发动机重新起动。为了防止油压过高，设置有限压阀，当出口侧压力超过一定值时，限压阀打开，高压燃油流回油箱。三．汽油滤清器汽油滤清器简称汽滤。汽油滤清器有化油器式和电喷式之分，使用化油器的汽油发动机，汽油滤清器位于输油泵进口一侧，工作压力较小，一般采用尼龙外壳，电喷式发动机的汽油滤清器位于输油泵的出口一侧，工作压力较高，通常采用金属外壳。汽油滤清器的滤芯多采用滤纸，也有使用尼龙布、高分子材料的汽油滤清器主要功能是滤除汽油中的杂质。如果汽油滤清器过脏或堵塞。线式滤纸汽油滤清器：汽油滤清器在此类汽油滤清器内部，折叠的滤纸和塑料或金属滤器的两端连接，污油进入后，由滤清器外壁经过层层滤纸过滤后到达中心，洁净的燃油流出。主要功能汽油滤清器主要功能是滤除汽油中的杂质。如图所示如果汽油滤清器过脏或堵塞，主要表现为：加油门时，动力起来较慢，或起不来，汽车启动困难，有时候要打火2－5次才能打着。多数发动机上装的都是一次性不可拆洗式的纸质滤芯汽油滤清器，更换周期一般为10000公里，如果你加的汽油杂质少，15000－20000公里更换一个也问题不大。滤清器有进出油口箭头标记，更换时切勿装反。

作用清洁燃油跟化油器车相比较，电喷车需要更清洁的燃油，因为哪怕是极微小的杂质也会磨损电喷系统中的精密零部件。因此电喷车需要专用的汽油滤清器，它过滤燃油中的杂质，避免它们进入喷射阀和冷启动阀。汽油滤清器是组成电喷系统的重要零部件，只有原厂配套或超出配套品质的汽油滤清器才能提供电喷系统要求的清洁燃油，从而使发动机性能达到最优化，同时也给发动机提供了最佳保护。汽油对于汽车的重要性就如同食物对于人体的重要性一样，没有汽油的供应车辆寸步难行。另外，在汽油油品方面，如果油品不是很好、汽油内所含的杂质比较多，这会对发动机内的喷油嘴、燃油泵、燃油管路等部件造成损害，从而影响燃油系统的正常工作。因此，在这个时候，汽油滤清器的作用就完全体现出来了。简单的说，汽油滤清器的作用就是把含在汽油中的氧化铁、粉尘等固体杂质或是水过滤掉，一方面可以减少喷油嘴被杂质堵住的几率，另一方面也可以保证流入燃油系统的汽油油质。清洗原理

汽油滤清器的作用是将汽油中的水分和杂质滤除。发动机工作时，燃油在汽油泵的作用下，经过进油管进入滤清器的沉淀杯中。

由于此时容积变大，流速变小，比油重的水及杂质颗粒便沉淀于杯的底部，轻的杂质随燃油流向滤芯，而清洁的燃油从滤芯的微孔渗人滤芯的内部，然后经油管流出。滤芯有多孔陶瓷和纸质的两种。纸质滤芯由经树脂处理过的微孔滤纸制成，滤清效率高，成本低廉，更换方便，因此得到广泛应用。汽油滤清器有化油器式和电喷式之分，使用化油器的汽油发动机，汽油滤清器位于输油泵进口一侧，工作压力较小，一般采用尼龙外壳，电喷式发动机的汽油滤清器位于输油泵的出口一侧，工作压力较高，通常采用金属外壳。汽油滤清器的滤芯多采用滤纸，也有使用尼龙布、高分子材料的。技术特点在此类汽油滤清器内部，折叠的滤纸和塑料或金属滤器的两端连接，污油进入后，由滤清器外壁经过层层滤纸过滤后到达中心，洁净的燃油流出。和线式汽油滤清器不同，它的滤纸是包裹在中心管上的。污油进入后，直接经滤纸过滤后流出。杂质颗粒被滞留在滤纸沟槽内。这种汽油滤清器的性能更卓越，应用于中高档轿车。种类主要有：海螺旋式滤纸汽油滤清器、线式滤纸汽油滤清器两种。更换用期建议更换周期：汽车每行驶20000公里，具体还看汽车行驶的路况和油品。安装方法安装方法（仅供参考）：第一步、我们要在更换之前做好准备工作，首先要准备适合原车型号的燃油滤清器，其次就要准备使用的工具了，基本上要用到接油杯、密封红胶、油管卡箍、钳子、螺丝刀等工具。我们还要注意身上不能穿化纤衣服，以防静电的放电火花。有条件的话最好在手腕上绑条接地的地线，这样可以防止静电。毕竟安全是第一位的嘛。第二步、由于燃油系统内有压力存在，为避免在拆卸滤清器时发生喷油或起火事故，我们要在断开燃油管路前必须释放燃油系统中的压力。在更换燃油滤清器时最好选在次日早晨（处于冷车状态下）进行比较好，因为此时燃油系统中油压小，拆卸滤清器时流出来的汽油较少。第三步、先要找到爱车的燃油滤清器位置，之后就要将燃油滤清器从安装支架上拔下来。将接油杯放在油管下方，并用钳子拆掉原来两边的一次性管箍。第四步、将燃油滤清器的进油口这处的管子拔下，这时管内的燃油会溢出来，将里面的油引入杯子中。当流量小后，要套上管箍并尽快把新滤清器的进油口接上，另一端接口暂时堵上（安装汽油滤清器时，要分清进油口和出油口，一般出油口在滤清器上部，进油口在滤清器下部，在滤清器上用箭头表示汽油流动方向）。同时旧滤清器的进油口也要堵上。第五步、将旧滤清器的另一端拔下，接入新滤清器上。并用螺丝刀拧紧管箍，防止漏油。再把换好的燃油滤清器安装回原位。第六步、启动汽车并怠速一段时间，看看燃油滤清器接口部位有没有漏油等现象，若没有则表明安装良好，就可以上路行驶了。若发现滤清器软管出现由泥尘、机油等污垢造成的老化或裂痕时，需要及时更换该软管。以保证我们的行车安全。注意事项1、一般建议每行驶15000公里更换一次燃油滤清器。2、更换燃油滤清器或者对燃油系统进行养护时，严禁吸烟和使用明火。3、如果在养护操作过程中需要使用照明灯，则一定要确保所使用的照明灯是符合职业安全标准的。4、更换燃油滤清器必须在发动机冷机状态下进行，因为发动机热机时从排气管排出的高温废气也能够把燃油点燃。5、在更换燃油滤清器之前，应该按照汽车制造商指定的操作规程释放燃油系统中的压力。6、劣质汽滤往往导致供油不畅，汽车动力不足甚至熄火。杂质没有过滤，时间长了，油路和燃油喷射系统也会腐蚀受损。五．燃油分配管燃油分配器（FabricatedFuelRail）又称燃油导轨或者油轨、燃油分配管（如图）它是电控燃油喷射系统中空气/燃料子系统的一个组成部分，它是一种机械装置，安装在进气歧管上位于喷油器处，它的主要功能是保证提供足够的燃油流量并均匀地分配给各缸的喷油器，同时实现各喷油器的安装和连接。另外，它还可能对燃油压力脉动、燃油高温汽化等产生影响。

六．燃油压力调节器工作原理（如上图）：油压大小由弹簧和气室真空度二者协调，当油压高过标准值时，高压燃油会顶动膜片上移，球阀打开，多余的燃油会经回油管反流油箱；当压力低过标准值时，弹簧会下压膜片将球阀关闭，停止回油。压力调节器的作用就是保持油路内的压力保持恒定，油压过低则喷油器喷油太弱或不喷油，油压太高则使油路损毁或