学习任务3汽车燃料供给系统结构与拆装.ppt
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1、学习任务3 汽车燃料供给系统结构与拆装,主讲教师:潘伟荣,任务描述,一辆丰田汽车公司生产的UCF10L-AEPGKV型轿车(装备1UZ-FE型发动机,A341E型自动变速器)起动困难,发动机在中、低速运转时抖动比较严重,汽车在行驶中发动机偶尔会出现自行熄火现象,仪表板上的故障指示灯(CHECK)有时闪烁,但不常亮,并且排气管内有较多白烟排出,有较浓的汽油味,燃油消耗量很大。经检查发现第3缸和第5缸的喷油器已失控,使大量液态汽油进入气缸,造成混合气过浓、无法着火燃烧而直接进入排气管,与其他气缸所排出的灼热废气混合后呈白色烟雾状排出。更换喷油器后,发动机故障排除。,目录,单元一 汽油机燃料供给系统
2、基本认识单元二 电控汽油喷射系统的总体结构认知单元三、进排气系统的结构认知单元四 柴油机燃料供给系结构认识,单元一 汽油机燃料供给系统基本认识,一、传统汽油机燃料供给系的组成和工作原理 二、发动机的工况与混合气的浓度,一、传统汽油机燃料供给系的组成和工作原理,一)化油器式汽油机燃料供给系的作用汽油机燃料供给系的作用是根据发动机不同工况的要求.配制出一定数量和浓度的可燃混合气,供入气缸,最后把燃烧后的废气排出气缸。,二)化油器式汽油机燃料供给系的组成汽油机燃料供给系由汽油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃油合气供给和废气排出装置组成.,三)化油器式汽油机燃料供给系的工作原理汽油在汽
3、油泵的泵吸作用下,从油箱经油管、汽油滤清器到汽油泵,汽油泵再将汽油压入化油器中。空气经空气滤清器滤去灰尘后,进入化油器。在气缸吸气的作用下,汽油从化油器喷管喷出,与空气混合开始雾化,经进气管进一步蒸发,初步形成可燃混合气,进入各个气缸。混合气燃烧产生的废气,经排气门、尾气消声器被排入大气。,四)汽油使用性能及牌号汽油的使用性能指标主要有蒸发性、热值、抗爆性。汽油的表示方法:以 RQ开头,后面是该汽油的辛烧值。例如代号为 RQ一 90.“R”是燃的汉语拼音字头,“Q”是汽的汉语拼音字头,代表燃料汽油,90是辛烷值。,二、发动机的工况与混合气的浓度,一)可燃混合气成分的表示方法和特性1.空燃比(R
4、)实际吸入发动机中的空气质量与燃料质量的比值称为空燃比。2.过量空气系数()燃烧 1 kg燃料实际消耗的空气质量与理论上 1 kg燃料完全燃烧所消耗的空气质量之比称为过量空气系数。理论上 1 kg汽油完全燃烧需要空气 14.7 kg。空燃比=14.7=1 标准混合气理论值空燃比14.7 1 稀混合气=0.4 1.15 1.4上限 过浓 浓 标准 稀 过稀 下限,二)混合气浓度及其对发动机工作的影响1.过浓可燃混合气:0.852.浓可燃混合气:在 0.80.9之间3.标准可燃混合气:=1 4.稀可燃混合气:在 1.051.15之间5.过稀可燃混合气:1.15,发动机的有效功率、耗油率与过量空气系
5、数关系1-耗油率 2-发动机的有效功率,三)发动机各种工况对可燃混合气浓度的要求1.中等负荷工况:在 1.08 1.15之间2.怠速工况:在 0.60.8之间 3.大负荷和全负荷工况:在 0.8 0.9之间 4.加速工况:额外供给较浓的混合气 5.起动工况:在 0.20.6之间,单元二 电控汽油喷射系统的总体结构认知,一、电控汽油喷射系统的类型和基本组成二、燃油供给系统主要部件结构与工作原理三、空气供给系统主要部件结构与工作原理四、电子控制系统主要部件结构与工作原理五、电子控制汽油直接喷射系统,一、电控汽油喷射系统的类型和基本组成,1按喷油器数目分为单点喷射系统和多点喷射系统两种,2按喷油方式
6、分为连续喷射系统和间歇喷射系统两种 3按喷射时序分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种,4按控制方式分为开环控制和闭环控制两种 5按空气量检测方式分为间接检测式和直接检测式两类 6按喷射位置分为缸外喷射和缸内喷射两种,缸外喷射和缸内喷射,电控汽油喷射系统由燃油供给系统、进气系统、电子控制系统三个子系统组成,1燃油供给系统 燃油供给系统的功用是向发动机提供各种工况下所需要的燃油量。它由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和油管等组成,2进气系统 LH型电控汽油喷射系统由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管总管、进气歧管和怠速控制阀组成,3.电子控制系统电子控制系统由各
7、种传感器、发动机控制单元(ECU)和执行器三部分组成,二、燃油供给系统主要部件结构与工作原理,一)电动汽油泵 电动汽油泵是一种由小型直流电动机驱动的油泵,它为汽油喷射提供所需的压力。目前最常用的是涡轮式电动汽油泵。,二)油压调节器油压调节器的功用:根据进气歧管真空度的变化来调节进入喷油器的燃油压力,使燃油压力与进气歧管压力之差保持不变。,油压调节器1-进油口 2-回油口3-阀座 3-膜片 5-弹簧 6-接进气真空管 7-平面,三)喷油器 喷油器的功用是根据ECU提供的电信号(脉冲宽度)控制汽油喷射量。喷油器结构由滤网1、电源插座2、电磁线圈3、复位弹簧4、衔铁5和针阀6等组成。,喷油器1-滤网
8、 2-电源插座 3-电磁线圈 4-复位弹簧 5-衔铁 6-针阀,四)冷起动喷油器冷起动喷油器:早期有些车型的汽油喷射系统,近年来生产的电控发动机已不采用。取而代之的是采用ECU控制喷油器加浓的方法。五)燃油脉动阻尼器 有的汽油喷射系统装有燃油脉动阻尼器。其功用是减小油路中的压力波动,并抑制喷油器或压力调节器在开启与关闭过程中产生的压力脉动噪声。,六)汽油器清器汽油滤清器能除去汽油中的杂质和水分。汽油滤清器由进油口、纸质滤芯和出油口组成,七)汽油箱 汽油箱用于储存汽油,其储存的汽油能使汽车行驶200600km。汽油箱一般用薄钢板制成。,三、空气供给系统主要部件结构与工作原理,一)进气检测装置 进
9、气检测装置按检测方式分为空气流量计和进气压力传感器两种,其检测参数作为ECU控制喷油量的基本依据。(一)空气流量计空气流量计的功用是直接检测进气量。按其结构和工作原理分为翼片式空气流量计、卡门涡旋式空气流量计、热线式空气流量计和热膜式空气流量计等四种。1.翼片式空气流量计,翼片式空气流量计的结构电位计 2-电动汽油泵触点(可动)3-进气温度传感器 4-电动汽油泵固定触点 5-测量板(翼片)6-怠速调整螺钉,2卡门旋涡流式空气流量计卡门旋涡流式空气流量计进气道的正中间有一个锥形的涡流发生器。,超声波检出式卡门旋涡式空气流量计1-整流栅 2-旋涡发生体 3-旋涡稳定板 4-信号发生器(超声波发射头
10、)5-超声波发生器6-通往发动机 7-卡门旋涡 8-超声波接收器 9-与旋涡数对应的疏密声波 10-整形放大电路 11-旁通通路 12-通往计算机 13-整形成矩形波(脉冲),3热线式空气流量计进气道的两端有金属防护网,取样管置于进气道中间,管内架有一根极细的铂线(直径约为007mm热线)。在热线式空气流量计电路中,热线是惠斯顿电桥电路的一部分,混合集成控制电路调节电桥的电流,使电桥保持平衡。混合集成控制电路所增加的电流大小取决于热线被冷却的程度,即取决于通过流量计的空气流速。电流的增加,电阻的电压降也增加,将电流的变化转换为电压的变化。当ECU接收电压信号后,会计算出通过流量计的空气量。,4
11、热膜式空气流量计 热膜式空气流量计的结构和测量原理与热线式空气流量计基本相同。它采用热膜代替热线式空气流量计中的铂丝。,(二)进气压力传感器 进气压力传感器的功用是通过检测进气歧管内的绝对压力,间接地测量进气量。,半导体式进气歧管压力传感器1-真空室 2-硅片 3-输出端子 4-过滤体,二)节气门体节气门由驾驶员通过加速踏板直接操纵或间接控制,以改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转。节气门体位于空气流量计之后的进气管上,它包括节气门3、节气门位置传感器1、怠速旁通气道4,三)节气门位置传感器作用:将节气门的开度转换成电信号输送给ECU,作为ECU判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器有
12、开关型、线性可变电阻型两种。1线性可变电阻型节气门位置传感器,2开关型节气门位置传感器开关型节气门位置传感器的结构由可动触点和两个定触点(功率触点和怠速触点)构成。,外关型节气门位置传感器1导向凸轮;2一节气门体轴;3一控制杆;4一可动触点5一怠速触点;6一功率触点;7一联接装置;8一导向凸轮槽,四)电子控制节气门电子控制节气门ETCS-i(ElectronicThrottle Control Systemintelligent)的功用是利用ECU来精确地控制节气门开度。,丰比雷克萨斯轿车电子控制节气门(ETCS-i)1-减速齿轮;2-节气门回位弹簧;3-节气门位置传感器;4-节气门;5-节气
13、门控制电机,五)怠速空气阀怠速空气阀的功用是实现发动机的冷车快怠速。怠速空气阀有双金属片式和蜡式两种,目前大都采用蜡式怠速空气阀。,六)怠速控制阀 怠速控制阀通常安装在节气门体上。它在ECU的控制下利用改变绕过节气门的旁通气道的大小来增加或减少怠速进气量,使发动机保持最佳的怠速。常见的怠速控制阀有步进电机式、电磁式和旋转滑阀式三种,步进电机式怠速控制阀:ECU通过控制步进电机的转动方向和转角,控制螺杆的移动方向和移动距离,从而达到控制旁通气阀开度,调整怠速进气量的目的。,四、电子控制系统主要部件结构与工作原理,一)传感器(一)水温传感器 水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上,用来检测发动机
14、的温度。水温传感器内部是一个半导体热敏电阻,它具有负的温度电阻系数。水温愈低,电阻愈高;反之,水温愈高,电阻愈低。,水温传感器1-传感器外壳;2-导线;3-热线电阻,(二)进气温度传感器进气温度传感器安装在空气滤清器之后的进气软管或空气流量计上。作用:即测量进气的温度,并输送给ECU作为修正喷油量的参考依据。进气温度传感器内部也是一个具有负温度电阻系数的热敏电阻。,(三)曲轴位置传感器 曲轴位置传感器的功用是提供发动机转速信号和曲轴位置(压缩行程上止点)信号,是控制点火时刻和喷油时刻的重要信号源。曲轴位置传感器主要有三种类型:电磁感应式、霍尔效应式和光电式。,1.电磁感应式曲轴位置传感器作用:
15、用于检测发动机的转速。识别曲轴位置(第一缸上止点位置)的信号(G信号),作为喷油点火正时的参考基准。安装在曲轴皮带轮或飞轮齿圈附近,它主要由永久磁铁1、感应线圈5和信号齿盘6等组成。,电磁感应式曲轴位置传感器永久磁铁;2-插头;3-发动机壳体;4-铁芯;5-感应线圈;6-信号齿盘,工作原理:转速信号检测:永久磁铁的磁力线经信号齿盘、感应线圈、发动机壳体组成封闭回路,曲轴带动信号齿盘旋转,当齿轮靠近和离开感应线圈时,空气隙不断发生变化,感应线圈就会出现磁通量的变化,因而在感应线圈中产生感应电压,信号齿盘不停旋转,在感应线圈中就不断产生交变电压信号,KCU通过电压的变化频率(Ne信号)计算出发动机
16、的转速。第一缸上止点位置信号检测:在信号齿盘上缺2个齿,用于识别曲轴位置(第一缸上止点位置)的信号(G信号),作为喷油点火正时的参考基准。,2霍尔效应式曲轴位置传感器美国通用汽车公司所采用的六缸发动机的霍尔效应式曲轴位置传感器的信号触发叶轮.在发动机曲轴皮带轮前端固定着内外两个带触发叶片的触发叶轮,与曲轴一起旋转。外触发叶轮1外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口,每个触发叶片和窗口的宽度均为10所对应三个窗口的宽度也不同,分别为20,30,10弧长。由于内触发叶轮安装位置的关系,内信号轮上宽度为100所对应弧长的触发叶片前沿位于一、四缸上止点前75,90所对应弧长的触发叶片前沿位于六、三
17、缸上止点前75,110所对应弧长的触发叶片前沿位于五、二缸上止点前75.,曲轴1转角信号产生的工作原理:当外触发叶轮每旋转一周产生18个脉冲信号,一个脉冲周期对应20曲轴转角,ECU对18X转角信号进行处理,即可求得曲轴1转角信号。ECU可根据1转角信号精确控制点火和喷油时刻。曲轴位置信号产生工作原理:内触发叶轮每旋转一周产生3个宽度不同的电压脉冲信号,即3X信号,3个脉冲信号的上升沿分别相对应一、四缸,三、六缸和二、五缸压缩行程上止点前75,可用于ECU判别当前点火的气缸和计算点火和喷油时刻的基准信号。,2.光电式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器主要由发光二极管6和光敏三极管5及信号盘3和
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