《汽车构造》教案 单元一 项目四 任务三 燃油供给系统的构造与拆装

《汽车发动机构造与维修》教案课题序号11实施课时4使用教具整车或电喷系统台架课题名称项目四电控燃油喷射系统认知与拆装任务三燃油供给系统的构造与拆装教学目标（知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观）【知识目标】1.了解燃油供给系统的功用和组成；2.了解燃油系统各零件的构造和工作原理。【能力目标】1.能认识燃油供给系统的零部件；2.会正确更换燃油滤清器。【育人目标】1.理解理想空燃比，让学生明白理论与实践的关系。2.培养学生严谨的工作作风，强化安全意识。教学重点燃油供给系统的结构及各零部件的工作原理。教学难点电动燃油泵、喷油器及燃油压力调节器的工作原理。教学内容教师活动学生活动【复习回顾】简述进排气中各类气体的工作路线。【导入新课】电控发动机空燃比的控制，说到底就是喷油量的控制。随着发动机工况的变化，需要调整喷油量来维持理想空燃比状态，有时还需要断油控制。本任务主要介绍燃油供给系统的结构和工作原理。 项目四电控燃油喷射系统认知与拆装任务三燃油供给系统的构造与拆装一、燃油供给系统的功用和基本组成电控汽油机燃油供给系统的功用是根据ECU的指令，将一定数量、一定压力的汽油喷入进气管（汽缸）中，使之与空气混合形成可燃混合气。其基本组成主要由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器等组成。电动燃油泵将汽油自油箱内吸出，经过滤清器过滤后，由压力调节器调压，经过油管输送给喷油器，喷油器根据ECU指令向进气管喷油；燃油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱。二、电动燃油泵1.电动燃油泵的作用和分类电动燃油泵的功用是将油箱中的燃油吸出，加压后通过燃油管输送至喷油器。电动燃油泵按安装方式不同，可以分为外装式和内装式两种；按泵体结构不同，可以分为滚柱式、涡轮式、齿轮式和叶片式等，具体特点见表4-3-1。表4-3-1电动燃油泵的分类2.常用电动燃油泵的结构及工作原理（1）滚柱式燃油泵滚柱式燃油泵多是外装式，它由驱动油泵的电动机、滚子泵、限压阀、单向阀等组成，如图4-2-1所示。当电动机带动转子转动时，由于离心力的作用，滚柱贴着泵体内壁一起运动，由于转子与泵体不同心，使转子、泵体和滚柱三者之间的容积周期性变化：在进油口时，容积增大，形成一定的真空，将汽油从进油口吸入；在出油口，容积变小，压力升高，汽油穿过直流电动机推开单向阀从出油口排出。当输油管路发生堵塞时，燃油压力超过规定值，限压阀打开，汽油流回进油侧。单向阀的作用是当油泵停转时，防止油路中的汽油倒流，这样可以使油路在停机后仍有一定的残余压力，防止产生气阻，使油泵再次启动更容易。（a）整体结构（b）滚子泵体图4-3-2滚柱式燃油泵（2）涡轮式燃油泵涡轮式燃油泵多为内装式，它主要由直流电机、涡轮泵、限压阀、单向阀以及进油口、出油口等组成，如图4-2-2所示。涡轮泵由涡轮、泵壳和泵盖等组成。涡轮由电动机带动转动时，位于涡轮外围的叶片沟槽前后，因液体的摩擦作用和液体分子间动量转换产生压力差。由于很多叶片沟槽产生的压力差循环往复而使燃油升压，通过电动机内部、单向阀，从出油口泵出。图4-3-3涡轮式燃油泵3.电动燃油泵的控制原理电动燃油泵通常只有在发动机启动和运转时才工作。在打开点火开关时，为建立系统油压，电动燃油泵会运行2～5s，使发动机顺利启动。而在其他情况下，即使点火开关接通，只要发动机没有转动，燃油泵就不工作。有的发动机为了控制泵油量，还根据发动机的负荷和转速等情况，对燃油泵的转速进行控制。目前，电动燃油泵多采用发动机电子控制单元经燃油泵继电器进行控制，当继电器触点闭合时，燃油泵通电工作；当继电器触点断开时，燃油泵停止工作。图4-3-4科鲁兹电动燃油泵控制电路原理三、喷油器1.喷油器的作用喷油器根据ECU提供的信号，定时定量地将汽油以雾状态喷入进气歧管，和空气形成良好的可燃混合气。2.喷油器的分类1）根据结构分：轴针式、球阀式和片阀式三种。2）根据电磁线圈阻值分：（1）高阻型喷油器（13～16Ω），也称为电压控制型喷油器。工作时时，ECU通过大功率三极管在电磁线圈两端直接接通蓄电池电压控制喷油器的持续开启时间，控制电路和控制方式都较为简单，是使用最广泛的形式。（2）低阻型喷油器（2～5Ω），也称为电流控制型喷油器。工作时，ECU通过大功率三极管控制流过电磁线圈中流过的电流大小（一般使用开启电流和维持开启电流二阶段电流控制方式）控制喷油器的持续开启时间。若使用电压控制方式，须使用串联电阻限制流过电磁线圈的电流，如本田雅阁轿车即使用这种喷油器。3.喷油器的结构喷油器安装在燃油分配总管和进气歧管之间，其结构如图4-3-5所示。图4-3-5喷油器结构4.喷油器的工作原理喷油器是电控系统的执行器，实际上就是一个电磁阀。其工作原理如图4-3-6所示，当ECU的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈与电源回路接通时，电磁线圈通电产生磁场，吸引针阀克服弹簧张力离开阀座，针阀从其座面上升约0.1mm，汽油从精密环形间隙中喷出，喷油器开始喷油。当ECU切断电路时，磁场消失，针阀在弹簧的作用下下移压在阀座上并起密封作用，喷油器停止喷油。喷油量取决于针阀升程、喷口面积以及喷油环境压力与燃油压力差、喷油时间等因素。当这几个因素确定时，喷油量就取决于针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间。一般电磁线圈的通电时间为2～5ms，而喷油器吸动打开和下降关闭的时间为1～1.5ms。图4-3-6喷油器工作原理图四、燃油箱燃油箱用于贮存汽油，常见轿车上配备的燃油箱的容量一般能保证轿车行驶300～600km。燃油箱的安装位置主要考虑全车的合理布置和安全性，多安装在车架的左侧中部或车身的后部。燃油箱多采用低碳钢薄板冲压焊接制成，上部焊接有加油管，内部一般设有隔板，使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀，同时还可以减轻汽车行驶时汽油的振荡。此类燃油箱在底部装有放油螺塞，用于排放油中的水分和杂质。燃油箱盖上有空气阀和蒸气阀。双阀结构的作用是平衡油箱内、外压力。当汽油减少，油箱内压力下降到一定值时，油箱外的空气推开空气阀进入油箱内；当油箱内蒸气过多，压力升高时，蒸气阀打开，汽油蒸汽排出车外。五、燃油滤清器燃油滤清器安装在燃油泵之后的高压油路中,其作用是滤除燃油中的杂质和水分,防止燃油系统堵塞,减小机械磨损,以保证发动机正常工作。在发动机电控系统中,燃油供给系统一般采用的都是纸质滤芯、一次性的燃油滤清器。燃油滤清器的结构如图4-3-8所示。在汽油进入燃油泵之前，一般采用金属滤网进行第一次滤清，去除大颗粒杂质，保证燃油泵的正常工作。在燃油泵与喷油器之间，滤清能力更强的滤清器再次过滤，保证燃油的清洁。如图4-3-9所示，燃油滤清器上标有燃油流动方向，安装时要注意安装方向，不能装反。图4-3-8燃油滤清器的结构图4-3-9燃油滤清器的标识发动机工作时，汽油从滤清器的进口进入滤芯外围，带有杂质的汽油经过滤芯过滤后从出口出去。如果燃油滤清器堵塞，则油压会降低、输油量会减少，发动机不能正常工作，一般汽车每行驶20000—40000km或1—2年,应更换燃油滤清器。更换燃油滤清器时,应首先释放燃油系统压力。六、燃油压力调节器燃油压力调节器一般安装在燃油分配管上，如图4-3-10所示，其上有一真空管连接节气门后方。它能保持燃油管路与进气歧管之间的压力差恒定，从而使喷油器的喷油量仅取决于针阀的开启时间长短，即电磁线圈的通电时间。图4-3-10燃油压力调节器的安装位置燃油压力调节器由真空管接头、弹簧和阀门等组成，如图4-3-11所示。其外部为金属壳体，内部由膜片分成负压室和油压室两部分。负压室的一侧与进气歧管相通，内有一弹簧，油压室通过入口与输油总管相通，出口与回油管相连。油压室内有一回油阀。由于燃油泵的泵油量远大于发动机所需喷油量，故在油压室内油压作用下，膜片移向负压室一侧，阀门打开，部分燃油从回油口流回油箱。输油管与进气歧管之间压差保持一定，当进气歧管压力大，膜片向油压室一侧移动，回油阀开度小，回油量小，管路的油压升高，当进气歧管的压力降低，膜片向负压室一侧移动，回油阀开度大，回油量大，管路油压减小，维持与进气管的压差保持不变。图4-3-11燃油压力调节器的结构还有一部分发动机的燃油压力调节器不安装在燃油分配管上，而是与燃油滤清器一起，安装在汽油箱内，如图4-3-12所示。发动机工作时，电动燃油泵将燃油泵向燃油滤清器，由于燃油泵的泵油量远大于发动机所需喷油量，故在燃油滤清器入口处的油压不断上升，直至打开燃油压力调节器的回油阀，多余汽油通过回油管路流回油箱，此时的燃油压力调节器相当于一个限压阀，确保通过燃油滤清器流往进油管路的汽油压力恒定不变。图4-2-14装在汽油箱内的燃油压力调节器【操作示范及注意事项】按小组为单位，拆装空气滤清器及节气门总成。工具准备；车辆防护及车辆预检；燃油管路泄压；拆卸燃油滤清器；更换新的燃油滤清器；拆卸喷油器；更换新喷油器；车辆、工具复位。【学生练习及分配任务】实践教学（小组成员分工协作，按照老师的具体要求进行操作。要求每一位学生做好自己相关岗位的任务，培养分工协作的团队意识及爱岗精神）【巡回重点及注意事项】指导学生认知、理解，并维持好课堂纪律。【结束指导】总结在认知理解中做的好的同学，对学生中出现的问题进行纠正。【布置作业】完成书后配套练习。【整理现场及设备保养】参照整理（SEIRI）、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、素养（SHITSUKE）、安全（SECURITY）的6S要求，做到工具清洁、依次摆放整齐，打扫一体化教室、门、窗、电等关闭。根据人培方案中课程的次序，