汽车发动机维修项目四-电控燃油喷射系统课件.ppt
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1、项目四项目四 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统 任务一 电控汽油喷射系统的认知任务二 发动机的工作原理任务三 AJR型发动机电控系统的故障诊断与排除 1项目四 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统 知识目标知识目标能简单叙述电控汽油喷射系统的分类与组成;能正确描述电控汽油喷射系统空气供给系统、燃油供给系统、电子控制系统的组成、主要部件结构、工作原理;能正确描述电控汽油喷射系统主要部件检测方法;能正确描述电控汽油喷射系统常见故障诊断与排除方法。能力目标能力目标能够正确选择与使用工具、设备,并规范进行电控汽油喷射系统的拆卸、装配;能对电控汽油喷射系统的主要零件进行检测;能熟练使用检测诊断仪器对电控汽油
2、喷射系统进行检测;能对电控汽油喷射系统常见故障进行分析、诊断并能排除故障。2任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知一、电控汽油喷射系统概述一、电控汽油喷射系统概述 20世纪60年代后期,德国BOSCH公司研制成功电控燃油喷射系统EFI,并历经晶体管、集成电路到微机处理三大发展进程。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。 电控汽油喷射系统中主要根据空气流量传感器信号和发动机转速传感器信号确定基本的喷油量,再根据其他传感器(如冷却液温度传感器、节气门位置传感器)信号对喷油量进行修正,能有效控制混合气空燃比,使发动机在各种工况下空燃比均能达
3、到较佳值,也就是在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气,从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。3二电控汽油喷射系统的分类二电控汽油喷射系统的分类 1、按汽油喷射部位分类、按汽油喷射部位分类(1)缸内喷射(a):通过喷油器将燃油直接喷射到气缸内燃油压力34MPa,故又称缸内直喷式 (2)进气管喷射(b):是目前普遍采用的喷射方式。通过安装在进气歧管内或进气门附近的喷油器,将燃油喷射后与空气混合形成可燃混合气后再进入气缸,喷油压力0.20.3MPa 任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知4任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知2、按喷油器的数目分
4、类、按喷油器的数目分类(1)单点喷射(SPI):在进气总管的节气门上方装有12个喷油器的喷射方式。(2)多点喷射(MPI):是在各缸的进气岐管上分别装有一个喷油器的喷射方式。单点喷射(a)和多点喷射(b)5任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知3、按进气量的检测方式分类、按进气量的检测方式分类(1)速度密度控制型(D型)速度密度控制型不是直接检测吸入发动机的空气量,而是通过检测进气歧管压力(真空度)和发动机转速,推算出吸入的空气量. 优点:优点:这种方式测量方法简单,喷油量调整精度容易控制。缺点缺点:由于进气歧管压力和进气量之间函数关系比较复杂,在过渡工况和采用废气再循环时
5、,进气歧管内压力波动较大,使空气量测量的精度较低。反馈反馈:进行流量修正。6任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(2)质量流量控制型(质量流量控制型(L型、型、LH型)型) 质量流量控制型由空气流量传感器直接测量进入进气歧管的空气量,可更精确地控制空燃比如图4-4所示。这种测量方式除测量精度高,响应速度快,结构紧凑外,由于其测出的是空气的质量,因此,不需要进行大气压力和温度修正。7任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知84、按喷射时序分类、按喷射时序分类(1)连续喷射:燃油喷射的时间占有全工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气管道内,而且大部分的燃油是在
6、进气门关闭后喷射的,因此大部分燃油也是在进气道内蒸发的,K型、KE型和大部分SPI系统采用这种喷射方式。(2)间歇喷射:对每一个汽缸的喷射都有一经计算确定的喷射持续期,喷射多数是在进气过程中的某段时间内进行的,喷射持续时间对应所控制的喷油量可分为。 同时喷射:ECU控制各缸所有的喷油器同时开启、同时关闭。分组喷射:ECU控制各组喷油器喷油。顺序喷射:ECU发出喷油脉冲信号,控制喷油器按进气行程的顺序依次进行燃油喷射。a)同时喷射 b)顺序喷射 c)分组喷射8任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知5、按有无反馈信号分类、按有无反馈信号分类(1)开环控制系统:无氧传感器。对发动
7、机及控制系统的精度要求高,控制精度低。(2)闭环控制系统:装有氧传感器。可达到较高的空燃比控制精度。目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案。 9任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知二、电控汽油喷射系统的组成二、电控汽油喷射系统的组成 电控燃油喷射系统一般由3个子系统组成:空气供给空气供给系统系统、燃油供给系统燃油供给系统和和电子控制系统电子控制系统 10任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知1、空气供给系统、空气供给系统作用:作用:是向发动机提供与负荷相适应的清洁空气,同时测量和控制进入发动机气缸的空气量,使它们与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可
8、燃混合气;同时于有限的气缸容积中尽可能多和均匀地供气。组成:组成:主要由空气滤清器、空气流量计或进气管绝对压力传感器、节气门体、怠速控制阀、进气总管、进气歧管等组成。 11任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知 在L型进气系统中,空气经空气滤清器过滤后,流经空气流量计、节气门体(或怠速控制阀)、进气总管、进气歧管,与喷油器喷出的汽油混合,形成可燃混合气吸入气缸燃烧。进入发动机的空气量由空气流量计直接测量。 在D型进气系统中,空气经空气滤清器过滤后,流经节气门体(或怠速控制阀)、进气总管、进气歧管,与喷油器喷出的汽油混合,形成可燃混合气吸入气缸燃烧。进入发动机的空气量由进气管
9、绝对压力传感器间接测量。 12任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(1)空气滤清器)空气滤清器作用:作用:滤去空气中的尘土和砂粒,以减少气缸、活塞和活塞环的磨损,延长发动机的使用寿命。分类:分类:按滤清方式可分为惯性式、过滤式和综合式(前两种的综合)三种。使用注意:使用注意: 空气滤清器长期使用会产生堵塞,对进气产生额外阻力,使发动机充气量和动力性降低。因此必须定期进行维护。桑塔纳2000GSi轿车、帕萨特轿车每行驶15000km进行常规维护,即将滤芯取出用手轻拍,或用压缩空气吹去积灰,切忌接触油质,以免加大滤清阻力。每行驶30000km更换空气滤清器。13任务一任务一
10、电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(2)空气流量计)空气流量计 空气流量计的作用是对进入气缸的空气量进行直接计量,并把空气流量的信息输送到ECU。它用在L型的发动机进气系统中,安装在空气滤清器与节气门体之间,作为电控燃油喷射系统的主控信号。14任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知热线式空气流量计热线式空气流量计 根据热线的安装位置不同,热线式空流量计有主流测量式和旁通测量式两种结构形式 由热线式空气流量计的工作原理可知,该空气流量计的输出特性为:随着发动机进气量的增大,其输出的信号电压越高。15任务二 发动机的工作原理任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知
11、喷射系统的认知热膜式空气流量计热膜式空气流量计 热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品,其结构及工作原理与热线式空气流量计基本相同,只是将感知元件由热线改为平面形铂金属膜电阻器(简称热膜) 热膜式空气流量计测量精度高、响应速度快、进气阻力小。而且可靠、耐用,不会因粘附污物而影响测量精度。16任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(3)进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器 进气歧管绝对压力传感器的安装位置较灵活,位于节气门体的后方,有的车型通过真空软管与进气总管连接;有的车型则将进气歧管绝对压力传感器直接安装在进气总管上。 进气歧管绝对压力传感器按工作原理可分为
12、压阻效应式、电容式和电感式三种。17任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(4)节气门体节气门体 节气门体主要由节气门和怠速空气道组成,在节气门体上还安装有节气门位置传感器、怠速控制阀等装置。 节气门位置传感器的作用是把发动机运转过程中节气门的位置及开启角度的变化转换成电信号输入发动机ECU,用于控制燃油喷射及其他辅助控制。 节气门位置传感器安装在节气门体上节气门轴的一端,通过节气门轴带动其内部的电刷、触点转动,从而把节气门开度转化为电信号输出。常见的节气门位置传感器有触点开关式、线性电位计式和综合式三种类型。18任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(
13、5)怠速控制阀怠速控制阀 怠速控制阀是通过控制进入气缸的空气量来调整发动机怠速的。按照其控制方式可将怠速控制分为直接控制节气门最小开度的节气门直动式和控制节气门旁通气道截面积的旁通气道式两种类型 。节气门直动式怠速控制机构 节气门直动式怠速控制机构是通过控制节气门的开度调节空气流通面积来控制进气量,从而实现怠速控制的。旁通气道式怠速控制机构 旁通气道式怠速控制机构是通过怠速控制阀来改变旁通气道的面积,实现怠速转速的控制。怠速控制阀有多种形式,其工作原理不同,结构上也有很大差异。常见的怠速控制阀有步进电机式怠速控制阀、旋转滑阀式怠速控制阀、电磁式怠速控制阀三种。19(6)进气管进气管 进气管的作
14、用是较均匀地分配可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)到各气缸中,对汽油机来说,进气管的另一作用是使可燃混合气和油膜继续得到汽化。进气管有进气总管和进气歧管。任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知进气总管 进气总管是指空气滤清器至进气歧管之间的管道。在电控燃油喷射式发动机的进气总管上,装有空气流量传感器(或进气压力传感器),以便对进入气缸的空气进行计量。 进气歧管 进气歧管一般由铸铁或铝合金铸造,轿车发动机多用铝合金制造。进气歧管用螺栓固定在气缸体或气缸盖上,其接合面处装有衬垫,以防止漏气。20任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知2、燃油供给系统、燃油供
15、给系统 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。 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 燃油供给系统流程图桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机燃油供给系统组成示意图21任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(1)汽油箱 汽油箱的作用是贮存汽油。其数目、容量、外形及安装位置都随车型而异,一般汽油箱的容量能使汽油行驶300600km。 22任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(2)电动汽油泵 汽油泵的作用是将汽油从油箱
16、中吸出,并以足够的泵油量和泵油压力向燃油系统供油。曾经在货车上采用过机械膜片式汽油泵,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。 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。电动汽油泵常见安装位置电动汽油泵结构23任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知电动汽油泵结构电动汽油泵的基本结构和工作原理 无论是哪种型式的电动燃油泵,其结构基本上是相同的,都是由直流电动机、油泵、限压阀、单向阀和外壳等组成。 当点火开关打开时,直流电动机的电路接通,电枢受到电磁力的作用转动,带动油
17、泵一起转动,将汽油从汽油箱中吸出经进油口进入汽油泵,当汽油泵内油压超过单向阀的弹簧压力时,汽油经出油口泵入燃油分配管,再分配到各个喷油器。24任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知常见的几种电动汽油泵a滚柱式电动汽油泵b涡轮式电动汽油泵滚柱式电动汽油泵构造 涡轮式电动汽油泵构造25任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知电动汽油泵的控制 电动汽油泵的控制包括以下功能:。变速运转功能。动停转保护功能。恒速运转功能起动运转功能。预运转功能。 ECU控制的油泵控制电路26任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知27(2)汽油滤清器 汽油滤清器的
18、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。 汽油滤清器一般安装在电动汽油泵出油管与燃油分配管之间的供油管路上,也有些车型(如丰田威驰、花冠、锐志)采用无回油管系统,将燃油压力调节器、汽油滤清器与汽油泵一体装入汽油箱。任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知28汽油滤清器的构造 在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,如图4-42所示。 汽油从入口进入滤清器,经过壳体内的滤芯过滤后,清洁的汽油从出口流出。安装时注意汽油滤清器壳
19、体上的箭头标记为汽油流动方向。图4-42 汽油滤清器构造 任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知29图4-42 汽油滤清器构造 汽油滤清器的维护 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3000040000km,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。任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(3)燃油压力调节器 燃油压力调节器的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250kPa35
20、0kPa。 喷油器的喷油量取决于喷油器的喷孔截面、喷油时间和喷油压差(即燃油分配管内的油压与进气歧管内的气体压力之差)。在EFI系统中,ECU通过控制喷油器的喷油时间来实现对喷油量的控制。要保证燃油喷射量的精确控制,在喷油器的结构尺寸一定时,必须保持恒定的喷油压差,才能使喷油器喷出的燃油量唯一地取决于喷油器的开启时间。 由于进气歧管内的气体压力是随发动机转速和负荷的变化而变化的,要保持恒定的喷油压差,必须根据进气歧管内压力的变化来调节燃油压力。即进气歧管内的压力增高时,燃油压力也应相应增高;反之,则降低。30任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知31燃油压力调节器的构造 燃
21、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,任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知32燃油压力调节器的工作原理 发动机工作时,由于电动汽油泵泵送的油量远大于喷射所需的油量,故在油压作用下膜片移向弹簧室一侧,阀门打开,部分燃油流回油箱,燃油分配管内保持一定的油压,此时膜片上、下压力处于平衡状态。 当进气歧管内气体压力下降(真空度增大)时,膜片向上移动,使回油阀开度增大,回油量增加,从而使燃油分配管内油压下降,保持与变化了的歧管压力差值恒定;反之,当进气歧管内的压力升高(真空度降低)时,膜片带动回油阀向下移动,回油阀开度减小,回油
22、量减少,使燃油分配管内油压升高。燃油分配管内的油压与进气歧管内的气体压力之间的关系如图4-44所示。 发动机停止工作时,燃油分配管内压力下降,回油阀在弹簧作用下逐渐关闭,使汽油泵单向阀与燃油压力调节器驾回油阀之间的油路内保持一定的保持压力。燃油分配管内油压与进气歧管压力的关系任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(4)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,燃油分配管与喷油器之间用0形圈和卡环密封,0形圈可防止燃油渗漏,并具 有隔热和隔振的作用。卡环将喷油器固定在燃油分配管上。 大多数燃油分配管上都
23、有燃油压力测试口,可用于检查和释放油压。33燃油分配管的安装示意图任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知(5)喷油器 喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件,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。 电控燃油喷射系统采用电磁式喷油器,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。按照喷油器电磁线圈的电阻值不同分为高阻(1318)喷油器和低阻(23)喷油器,国内电控燃油喷射系统采用高阻喷油器,如桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机的喷油器电磁线圈的电阻值为15.90.35。按喷油器的控制方式不同分为电压驱动式和电流驱动式。3
24、4任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知35喷油器的构造和原理 以轴针式喷油器为例,由喷油器外壳、滤网、电接头、电磁线圈、衔铁、针阀、喷油轴针等组成。喷油器内部的电磁线圈经线束与电脑连接,喷油器头部的针阀与衔铁连接为一体。它的一端为进油口,与燃油分配管连接;另一端为喷油口,插入进气歧管中,两端分別用0形密封圈密封。 当ECU发出指令使电磁线圈通电时,便产生吸力,将衔铁和针阀吸起,打开喷孔,燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出,并被粉碎成雾状。电磁线圈不通电时,磁力消失,弹簧将衔铁和针阀下压,关闭喷孔,停止喷油。任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统
25、的认知36喷油器的驱动 喷油器按电磁线圈的控制方式不同,可分为电压驱动式和电流驱动式两种。 喷油器的驱动方式任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知37喷油器的控制电路 各型汽车喷油器的控制电路大同小异,其基本控制电路如图所示。任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知38(6)喷油正时控制喷油正时就是指喷油器何时喷油。在多点燃油喷射系统中,燃油喷射可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种喷射方式。同时喷射 分组喷射 顺序喷射分组喷射同时喷射 任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射系统的认知喷射系统的认知39顺序喷射 喷油量进行控制任务一任务一 电控汽油电控汽油喷射
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