汽车发动机构造与维修-(13)课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《汽车发动机构造与维修-(13)课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车发动机 构造 维修 13 课件
- 资源描述:
-
1、 李李 丹丹 董劲松董劲松 主主 编编向志伟向志伟 吴明盈吴明盈 副副 主主 编编 活塞连杆组故障诊断与修复内燃式发动机发展简史车用发动机分类及专用术语往复活塞式发动机工作过程及性能指标学习任务一学习任务二学习任务三活塞连杆组故障诊断与修复机体组及曲柄连杆机构构造与拆检配气机构构造与拆检空气供给系统构造与拆检燃料供给系统构造与拆检学习任务四学习任务五学习任务六学习任务七废气排除系统构造与拆检点火系统构造与拆检冷却系统构造与拆检润滑系统构造与拆检学习任务八学习任务九学习任务十学习任务十一活塞连杆组故障诊断与修复汽油发动机电控燃油喷射系统检修学习任务十三发动机电控系统认知学习任务十二汽油发动机排放
2、控制系统检修学习任务十五点火控制系统检修学习任务十四冷却液风扇控制系统故障检修学习任务十六活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标 完成本学习任务后,你应当能:1.了解汽油发动机对可燃混合气的要求;2.讲述电控燃油喷射系统的组成、作用及工作原理;3.讲述各传感器的结构、原理;4.检查电控系统电路故障;5.检查继电器故障;6.检修燃油供给系统故障;7.检修各传感器故障;8.准确描述各传感器故障所产生的故障现象。建议学时学习任务描述【案例】一辆科鲁兹轿车车主反映起动车辆时,起动机运转但是发动机无法起动。请你排除燃油供给系统的故障。引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的?有哪
3、些类型?燃油喷射控制系统是在发动机运行时,发动机控制单元根据空气流量信号、发动机转速信号及其他信号,计算出发动机燃烧所需要的燃油量,并在合适的时刻发出喷油信号,打开喷油器,向进气道或汽缸内喷射适量的燃油,并与空气混合,供给发动机运行。一、资 料 收 集 引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的?有哪些类型?随着汽车技术的发展,现代汽车多采用电子控制式燃油喷射系统(图13-1)。一、资 料 收 集图13-1 电子控制式多点燃油喷射系统 引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的?有哪些类型?电子控制式燃油喷射系统按照喷射部位的不同可分为缸内喷
4、射和缸外喷射两种。缸内喷射是通过安装在汽缸盖上的喷油器,将汽油直接喷入汽缸内,如图13-2所示,这种喷射系统需要较高的喷射压力,约35MPa,因而喷油器的结构和布置都比较复杂。缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上,以0.200.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内,又可分为单点喷射(SPI)和多点喷射(MPI),如图13-3所示。一、资 料 收 集图13-2 缸内直喷示意图 引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的?有哪些类型?一、资 料 收 集图13-3 单点、多点喷射示意图 引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的
5、?有哪些类型?按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。连续喷射是指在发动机工作期间,喷油器连续不断地向进气道内喷油,且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的,这种喷射方式大多用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统。间歇式喷射是指在发动机工作期间,汽油被间歇地喷入进气道内。电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射(图13-4)、分组喷射和按序喷射(图13-5)3种形式。一、资 料 收 集图13-4 同时喷射 引导问题1:汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么?系统结构是怎样的?有哪些类型?一、资 料 收 集图13-5 按序喷射 引导问题2:汽油发动
6、机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么?汽车发动机的工况范围宽广且变动频繁,可燃混合气浓度应该随着发动机转速和负荷的变化调整。汽车发动机的工况分为起动过程、稳定工况以及过渡工况等,根据负荷的大小,发动机的稳定工况分为怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷等。此外,不同类型的燃油供给系统对混合气浓度的要求也不同。1.起动过程 发动机起动时,特别是冷起动时,汽油的雾化和蒸发条件较差,要求起动时供给非常浓的混合气,保证混合气中有足够的汽油蒸汽,以便顺利起动。一、资 料 收 集 引导问题2:汽油发动机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么?2.稳定工况(1)怠速和小负荷。怠速转速低,空气流速也低,汽油雾化不
7、良,与空气的混合也不均匀。怠速和小负荷下,节气门开度很小,吸入汽缸内的可燃混合气量少,同时由于受到汽缸内残余废气的冲淡,混合气的燃烧速度下降,引起发动机动力不足。现代电控燃油供给系统为满足三元催化转化器的要求,一般控制在理论空燃比附近,适当提高怠速转速,且随着发动机冷却液温度的不同,怠速的控制转速略为降低直至正常怠速。(2)中等负荷。汽车发动机大部分工作在中等负荷下,现代电控燃油供给系统一般采用闭环控制,混合气浓度始终在理论空燃比附近,使排出污染物降至最低。一、资 料 收 集 引导问题2:汽油发动机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么?2.稳定工况(3)大负荷和全负荷。大负荷和全负荷工况下,汽车
8、需要克服较大阻力,驾驶员将加速踏板踩到底,节气门全开,要求发动机发出尽可能大的功率,因此要求提供相对稍浓的混合气。(4)加速过程。加速过程中,节气门迅速开大,转速和功率迅速提高,要求混合气量增加,电控燃油喷射系统在满足排放要求的前提下,使混合气浓度在较小范围内动态变化。(5)减速和制动过程。减速和制动过程中,汽车不需要发动机提供动力甚至还需要倒拖发动机,让发动机提供部分制动力,不需要向发动机喷油。一、资 料 收 集 引导问题3:汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的?汽油发动机可燃混合气形成的时间很短,从进气行程开始到压缩行程结束只有540ms,要形成均匀的可燃混合气关键在于汽油的雾化和蒸
9、发程度。可燃混合气形成就是汽油雾化、蒸发以及与空气混合的过程,其浓度通常用空燃比或过量空气系数表示。(1)空燃比。空燃比为可燃混合气中空气质量与燃油质量之比,计作。理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量与燃油质量之比为理论空燃比,汽油的理论空燃比为14.7。可燃混合气的空燃比小于14.7为浓混合气;空燃比大于14.7为稀混合气。(2)过量空气系数。过量空气系数为燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比,计作。=1的可燃混合气即为理论混合气;1的为稀混合气。要使混合气中的汽油完全燃烧,混合气必须大于1。一、资 料 收 集 引导问题3:汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标
10、准是怎样的?(2)过量空气系数。图13-6所示为混合气浓度对汽油发动机性能的影响,通过对图13-6的分析,该汽油发动机在=1.1时,燃油消耗率最低,即经济性最好,此混合气称为经济混合气。一、资 料 收 集图13-6 混合气浓度对汽油发动机性能的影响 引导问题3:汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的?(2)过量空气系数。如果混合气过稀,虽然混合气中的汽油可以保证完全燃烧,但由于过稀的混合气燃烧速度低,部分燃烧过程是在活塞向下止点移动中进行的,燃烧放出的热量转变为机械功的那部分相对较少,而通过汽缸壁面传给冷却液散失的热量增多,汽油发动机的动力性和经济性降低。当混合气=1.31.4时,燃料分子
11、之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播,以致发动机不能稳定运转,甚至缺火停转。此值为火焰传播下限。一、资 料 收 集 引导问题3:汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的?(2)过量空气系数。当发动机的节气门全开,且转速一定的情况下,=0.88时输出的功率最大,该混合气称为功率混合气。一般=0.850.95时,混合气中的汽油分子相对较多,燃烧速度高,热损失小,其他条件相同时,汽油发动机在该浓度的混合气工作时输出功率最大。但由于空气含量不足,部分汽油不能完全燃烧,发动机经济性较差。当混合气浓度在=0.40.5时,由于严重缺氧,火焰不能传播,此值称为火焰传播上限。一、资 料 收 集 引导问题4
12、:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制 喷油正时就是喷油器何时开始喷油。(1)同时喷射系统正时控制。如图13-7所示,发动机工作时,ECU根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令,控制功率管导通与截止,继而控制喷油器电磁线圈电流的通断,使各缸喷油器同时喷油和停止喷油。一、资 料 收 集图13-7 同时喷射系统控制原理示意图 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制(1)同时喷射系统正时控制。曲轴每转一圈,各缸喷油器同时喷油一次,一次喷油量为发动机一次燃烧需要燃油量的1/2,喷油正时与发动机工作循环无关(表13-1)。该系统控
13、制电路和控制程序简单,通用性较好,但是各缸喷油时刻不可能最佳,已很少采用。一、资 料 收 集 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制(2)分组喷射系统正时控制。如图13-8和表13-2所示,对于分组喷射系统,将喷油器喷油分组进行控制,一般将四缸发动机分成两组,六缸发动机分成三组,八缸发动机分成四组。发动机工作时,由ECU控制各组喷油器轮流喷油。发动机每转一圈,只有一组喷油器喷油。一、资 料 收 集图13-8 分组喷射系统控制原理示意图 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制(2)分组喷射系统正时控制。一、资 料 收 集 引导问题4:电
14、控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制(3)顺序喷射系统正时控制。如图13-9和表13-3所示,ECU根据凸轮轴位置传感器信号(G信号)、曲轴位置传感器信号(Ne信号)和发动机的做功顺序,确定各缸工作位置。当确定某缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时,ECU输出喷油控制信号,接通喷油器电磁线圈电路,该缸即开始喷油。该系统各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻,使用较为普遍,但是控制电路和控制软件较复杂。一、资 料 收 集 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?1.喷油正时控制(3)顺序喷射系统正时控制。一、资 料 收 集图13-9 顺序喷射系统控制原理示意图 引导问题4
15、:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?2.喷油量控制(1)起动时的喷油量控制。如图13-10所示,在发动机冷起动时,发动机转速很低且波动较大,导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大,所以ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据,而是按照可编程只读存储器中预先编制的起动程序和预定空燃比控制喷油。然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。一、资 料 收 集图13-10 冷起动喷油控制示意图 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?2.喷油量控制(2)起动后的喷油量控制如图13-11所示,起动后,ECU以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷
16、油量的依据,同时结合进气温度、大气压力、氧传感器、冷却液温度等信号对喷油量进行修正,如下式所示:发动机总喷油量=基本喷油量+喷油修正量+喷油增量一、资 料 收 集图13-11 起动后喷油量示意图 引导问题4:电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的?2.喷油量控制 其中基本喷油量由进气量传感器(空气流量传感器或歧管压力传感器)和曲轴位置传感器(发动机转速传感器)信号计算确定。喷油修正量由与进气量有关的进气温度、大气压力、氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定。喷油增量由反映发动机工况的点火开关信号、冷却液温度和节气门位置等传感器信号计算确定。一、资 料 收 集 引导问题5:如何控制发动机的
17、动力输出?发动机的动力输出主要是依靠驾驶员踩踏加速踏板来控制节气门的开度,进而控制进入发动机的空气量,ECU根据各传感器信号及进气量信号控制喷油量、喷油时刻和点火时刻。1.加速踏板 现代汽车主要采用电控加速踏板,它包括加速踏板、位置传感器和复位弹簧(图13-12)。加速踏板位置由两个加速踏板位置传感器接入发动机控制单元,这两个传感器与加速踏板一体,构成可变电阻,安装在一个壳体内。它是发动机电控系统的重要信号输入源,它直接反映驾驶员对动力的需求。系统针对不同加速踏板位置的电子特性匹配不同的数据。一、资 料 收 集 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?1.加速踏板 一、资 料 收 集图13-12
18、 电子节气门结构 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?1.加速踏板 电位计式节气门位置传感器的主要部分是电位计。电位计产生一个与踏板位置有关的电压。按存储在控制单元中的传感器特性线,控制单元将电压信号转换成加速踏板的位移或角度位置。电控加速踏板一般采用双线电位计,两个电信号相互校核,确保踏板信号的正确性和驾驶的安全性。如图13-13所示为某电位计式节气门位置传感器的特性线。一、资 料 收 集图13-13 某电位计式节气门位置传感器特性线 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?2.节气门 现代汽车主要采用电子节气门控制系统,节气门位置不再通过加速踏板的拉索来控制。电子节气门组成如图13-14所
19、示。ECU通过指令使直流电动机动作来控制节气门的开度。一、资 料 收 集图13-14 电子节气门结构 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?2.节气门 当发动机不运转且点火开关打开时,发动机控制单元根据加速踏板位置传感器输送的信号控制节气门控制器,当加速踏板踏下一半时,节气门也打开一半。当发动机运转时,发动机控制单元可不依靠加速踏板位置传感器来打开或关闭节气门。尽管加速踏板只踏下一半,节气门可能已完全打开。这样可减少节流损失,还能在一定负荷状态下减少有害物质排放和降低油耗。一、资 料 收 集 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?2.节气门 节气门位置传感器安装在节气门轴上,与节气门联动。其功
20、用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元,作为电控单元判定发动机运行工况的依据。节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种,如图13-15所示。一、资 料 收 集图13-15 节气门位置传感器 引导问题5:如何控制发动机的动力输出?2.节气门 开关型节气门位置传感器内有两个触点,分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当发动机在怠速时,节气门接近关闭,怠速触点闭合,这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时,节气门全开,接触凸轮使全负荷触点闭合,这时电控单元将输出脉冲宽度最大的电脉冲,以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线
21、性电位计,由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门开度不同时,电位计输出的电压也不同,从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元,使其精确地判定发动机的运行工况。一、资 料 收 集 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?根据引导问题4中所述,基本喷油量是ECU根据进气量信号,通过与预设程序对比确定的。而进气量信号则是由空气流量传感器直接测定,也可根据进气歧管压力、进气温度和发动机转速、节气门开度等信号通过一定的计算方法得到“速度密度”的方法间接测量空气流量。1.空气流量传感器 空气流量传感器用来测量进入发动机的空气流量,并将测量的结果转换
22、为电信号传输给电控单元。空气流量传感器有多种形式,如翼片式、热线式、热膜式和涡流式等。一、资 料 收 集 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(1)翼片式空气流量传感器。翼片式空气流量传感器的结构如图13-16所示,在进气道上装有一个可旋转的翼片,流量传感器的另一侧则有一个与翼片同轴的电位器和复位弹簧。一、资 料 收 集图13-16 翼片式空气流量传感器的结构 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(1)翼片式空气流量传感器。当发动机怠速工作时,节气门接近关闭,只有少量空气进入发动机。流过主流道的空气推动
23、翼片偏转很小的角度,同时与翼片同轴的电位计则输出一个微弱的电压信号给电控单元,电控单元便向喷油器输出短脉冲宽度的电脉冲。这时流过旁通空气道的空气未经空气流量传感器计量,因此不影响喷油量,但却使混合气变稀,使CO的排放量减少。当发动机在高速大负荷运转时,节气门接近全开,吸入的空气量较多且全部流过主流道,空气推动翼片偏转较大的角度,电位计则输出较强的电压信号,电控单元相应地输出长脉冲宽度的电脉冲,如图13-17所示。一、资 料 收 集 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(1)翼片式空气流量传感器。一、资 料 收 集图13-17 翼片式空气流量传感器工
24、作原理示意图 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(2)热线式空气流量传感器。热线式空气流量传感器的结构和原理如图13-18所示。一、资 料 收 集图13-18 热线式空气流量传感器结构和原理示意图RS-精密电阻;RH-铂热线;R1、R2-桥电阻;UM-电压输出信号;RK-温度补偿电阻;IH-加热电流 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(2)热线式空气流量传感器。当空气流过热线式空气流量传感器时,铂热线(RH)向空气散热,温度降低,铂热线的电阻减小,使电桥失去平衡。这时混合电路自动增加供给铂热线的电流
25、,以使其恢复原来的温度和电阻值,直至电桥恢复平衡。流过铂热线的空气流量越大,混合电路供给铂热线的加热电流也越大,即加热电流是空气流量的单值函数。加热电流通过精密电阻产生的电压降(UM)作为电压输出信号传输给电控单元,电压降的大小即是对空气流量的度量。温度补偿电阻(RK)的阻值随进气温度的变化而变化,起到参照标准的作用,用来消除进气温度的变化对空气流量测量结果的影响。一般将铂热线通电加热到高于温度补偿电阻温度100。一、资 料 收 集 引导问题6:电控燃油喷射系统有哪些传感器?它们是如何获取信号的?1.空气流量传感器(3)热膜式空气流量传感器。热膜式空气流量传感器的测量原理与热线式空气流量传感器
展开阅读全文