第4章汽油機(jī)燃料供給與燃燒

第四章汽油機(jī)燃料供給與燃燒主要內(nèi)容4.1汽油4.2汽油對混合氣的要求4.3汽油燃燒過程4.4汽油供給系統(tǒng)的構(gòu)造與原理4.5電控汽油噴射系統(tǒng)的日常維護(hù)與常見故障2教學(xué)目標(biāo)與要求●掌握汽油的牌號與選用●掌握汽油機(jī)對燃料供給系的基本要求●掌握電控燃油噴射的基本組成與工作原理●掌握電控燃油噴射主要裝置的構(gòu)造原理●學(xué)會汽油機(jī)燃料供給系的拆裝●理解汽油機(jī)正常燃燒過程與非正常燃燒現(xiàn)象●學(xué)會汽油機(jī)燃料供給系的維護(hù)§4.1-4.3自學(xué)思考題1）汽油牌號劃分的方法有哪兩種？2）汽油的主要性能有哪些?含義分別是什么？3）汽油選用的原則有哪些？4）試分析高（低）標(biāo)號的汽油加在低（高）壓縮比的發(fā)動機(jī)上會產(chǎn)生什么后果？5）什么是空燃比？理論值是多少？什么是過量空氣系數(shù)？不同范圍表示什么意義？6）五大工況（起動、怠速、小、中、大負(fù)荷）分別采用什么樣的空燃比？7）汽油正常燃燒分為哪三個階段？試畫出溫度-壓力示意圖說明。8）非正常燃燒有哪些情況？其含義分別是什么？引起的原因分別是什么？44．1汽油1.汽油的牌號劃分以辛烷值劃分：由于試驗(yàn)方法的不同，汽油辛烷值有：

馬達(dá)法辛烷值（MON）

研究法辛烷值（RON）4.1.1汽油牌號2.汽油機(jī)牌號我國國家標(biāo)準(zhǔn)用研究法辛烷值（RON）劃分車用汽油牌號。分66、70、85（馬達(dá)法）和90、93、97（研究法）等牌號代號為RQ-90，"Q"是汽的漢語拼音字頭，代表燃汽油-90是辛烷值（表示研究法辛烷值為90），壓縮比大的汽油機(jī)應(yīng)選用較高牌號的汽油。返回64.1.2汽油的主要性能（1）汽油的抗爆性：汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力。汽油的辛烷值越高，其抗爆性就越好。（2）汽油的蒸發(fā)性：液態(tài)汽油汽化的難易程度稱為汽油的蒸發(fā)性，以餾程作為評價汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)。（3）汽油的熱值：燃料的熱值是指1kg燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。汽油的熱值約為44000KJ/kg。返回74.1.3汽油的選用1.選擇汽油主要依據(jù)發(fā)動機(jī)的壓縮比。2.要求汽油必須具有良好的蒸發(fā)性。3.在不同的地區(qū)、不同的季節(jié)應(yīng)選用不同牌號的汽油。4.高檔汽車發(fā)動機(jī)壓縮比也較高，應(yīng)按使用說明書要求選用較高牌號的汽油返回將低標(biāo)號的汽油加在高壓縮比的發(fā)動機(jī)上，會產(chǎn)生爆震，產(chǎn)生諸如功率下降、油耗上升，發(fā)動機(jī)內(nèi)部零件損壞如活塞頂部燒蝕、脫頂?shù)?，?yán)重縮短發(fā)動機(jī)的正常壽命。高標(biāo)號的汽油加在低壓縮比發(fā)動機(jī)上，除用車成本會增加外，會產(chǎn)生著火慢、燃燒時間長，而導(dǎo)致功率下降，此外還容易因燃燒氣體溫度過高而燒壞進(jìn)排氣門的座圈，導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)。一般來說，壓縮比為7-8的發(fā)動機(jī)選用90號汽油；壓縮比為8--8.5的發(fā)動機(jī)選用93號汽油；壓縮比為8.5以上時，應(yīng)選用97號汽油，對一些特高壓縮比的發(fā)動機(jī)，如奔馳、寶馬及一些超級跑車等最好選用98號汽油，以保證滿足發(fā)動機(jī)超高壓縮比的要求。返回94.2汽油機(jī)對混合氣的要求4.2.1發(fā)動機(jī)工況與混合氣1.發(fā)動機(jī)工況發(fā)動機(jī)的工作狀況簡稱工況，通常用發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來表示。2.發(fā)動機(jī)負(fù)荷是指發(fā)動機(jī)的外部載荷，發(fā)動機(jī)輸出的動力隨外部載荷而變化。103.混合氣混合氣:是指進(jìn)入發(fā)動機(jī)的汽油與空氣的混合氣體。發(fā)動機(jī)在不同的工況下工作要求供給不同濃度的混合氣?；旌蠚獾臐舛韧ǔＳ每杖急葋肀硎?，空燃比是每工作循環(huán)充入氣缸的空氣量與燃油量的質(zhì)量比。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)，理論上可燃混合氣完全燃燒，其空燃比為14.7。

空燃比

空燃比（α）=（空氣的質(zhì)量）/（燃油的質(zhì)量）汽油機(jī)的理論空燃比為14.7

α

=14.7為理論混合氣；α<14.7為濃混合氣；α>14.7為稀混合氣。12過量空氣系數(shù)經(jīng)濟(jì)混合氣：1.05<<1.15，火焰?zhèn)鞑ド舷蓿?lt;0.4火焰?zhèn)鞑ハ孪蓿?gt;1.4返回4.2.2汽油機(jī)對混合氣的要求發(fā)動機(jī)工況空燃比（A/F）（過量空氣系數(shù)φa）起動：（0℃）約2（φa=0.2）起動：（20℃）約5（φa=0.4）怠速約11（φa=0.6～0.8）小負(fù)荷12～13（φa=0.75～0.9）中等負(fù)荷（經(jīng)濟(jì)車速）15～18（φa=1.0～1.15）大負(fù)荷12～13（φa=0.85～0.95）加速8（φa=0.4～0.6）返回144.3汽油機(jī)燃燒過程4.3.1汽油機(jī)的正常燃燒4.3.2汽油機(jī)的非正常燃燒154.3.1汽油機(jī)的正常燃燒Ⅰ-著火延遲期Ⅱ-火焰?zhèn)鞑テ冖?補(bǔ)熱期

1-開始點(diǎn)火2-形成火焰中心3-最高壓力點(diǎn)16汽油機(jī)正常燃燒的三個階段1.著火延遲期從點(diǎn)火開始（1點(diǎn)）到火焰核心形成（2點(diǎn)），占全部燃燒時間的15%。物理、化學(xué)準(zhǔn)備17點(diǎn)火提前角-由于著火延遲，必須使點(diǎn)火提早到上止點(diǎn)前進(jìn)行，使缸內(nèi)壓力在上止點(diǎn)附近達(dá)到最大。點(diǎn)火提前角θ：火花塞在跳火瞬時到活塞行至上止點(diǎn)時所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、功率大、油耗低、排污低的點(diǎn)火提前角稱為最佳點(diǎn)火提前角。發(fā)動機(jī)應(yīng)保持在最佳點(diǎn)火提前角下工作。

18點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角過大（點(diǎn)火過早），使最高燃燒壓力出現(xiàn)在壓縮行程的上止點(diǎn)以前，最高壓力及壓力升高率過大，活塞上行消耗的壓縮功增加，發(fā)動機(jī)容易過熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。點(diǎn)火提前角過?。c(diǎn)火過遲），燃燒開始時活塞已向下止點(diǎn)移動相當(dāng)距離，使混合氣的燃燒在較大容積下進(jìn)行，熾熱的燃?xì)馀c缸壁接觸面積大，散熱損失增多，最高壓力降低，且膨脹不充分，使排氣溫度過高，發(fā)動機(jī)過熱，功率下降，耗油量增多。有時還會造成化油器“回火”或排氣管“放炮”現(xiàn)象。排氣污染變大。192.速燃期（火焰?zhèn)鞑r期）從火焰核心形成（2點(diǎn)）開始，到氣缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力點(diǎn)（3點(diǎn)）為止。在此時期內(nèi)，火焰由中心迅速向外傳播，直到燒遍整個燃燒室。3.后燃期從速燃期終到燃料基本燃燒完的這一段時期。返回204.3.2汽油機(jī)的非正常燃燒1.爆燃2.表面點(diǎn)火211.爆燃當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，正?；鹧?zhèn)鱽碇?，未端混合氣即自燃并急速燃燒，產(chǎn)生爆炸性沖擊波和尖銳的金屬敲擊聲的現(xiàn)象稱為爆燃。

爆燃時的р-φ圖a）弱爆燃

b）強(qiáng)爆燃

22爆燃的外部特征（1）氣缸內(nèi)有金屬撞擊聲（敲缸）；（2）發(fā)動機(jī)過熱（水溫表顯示溫度過高）；（3）在輕微爆燃時，發(fā)動機(jī)功率略有增加。強(qiáng)烈爆燃時，發(fā)動機(jī)功率下降，油耗上升；（4）缸內(nèi)壓力線出現(xiàn)鋸齒形爆燃波。爆燃的原因末端混合氣受到不正常的熱輻射或壓縮等原因，使本身的溫度不斷升高，出現(xiàn)一個或數(shù)個火焰中心，以100-300m/s直到800-1500m/s或以上的速度傳播火焰，產(chǎn)生高頻沖擊波多次撞擊燃燒室，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲。242.表面點(diǎn)火

1.由燃燒室內(nèi)熾熱部分（排氣門盤端面、火花塞電極、金屬突出點(diǎn)或積炭等）點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象稱為表面點(diǎn)火或熾熱點(diǎn)火。

2.表面點(diǎn)火發(fā)生在火花塞點(diǎn)火之前的現(xiàn)象稱為早火

3.后火是指表面點(diǎn)火發(fā)生在火花塞點(diǎn)火之后的現(xiàn)象。25表面點(diǎn)火和爆燃的關(guān)系

表面點(diǎn)火和爆燃之間也會相互影響，強(qiáng)烈的爆燃，必然增加向氣缸壁的傳熱，從而促成燃燒室熾熱點(diǎn)的形成，導(dǎo)致表面點(diǎn)火。早火又使氣缸壓力升高率和最高燃燒壓力增大，使未燃混合氣受到較大的壓縮和傳熱，從而促使爆燃發(fā)生。返回264.4汽油供給系統(tǒng)構(gòu)造原理4.4.1概述1.汽油供給系統(tǒng)的發(fā)展汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)經(jīng)歷了化油器和電子控制噴射兩大階段。1892年，美國人杜里埃發(fā)明喉管型噴霧化油器。1967年，德國Bosch（波許）公司推出電控燃油噴射裝置。272.電控汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)化油器相比，電控汽油噴射系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)最佳空燃比及最佳點(diǎn)火提前角控制，反應(yīng)靈敏，排放污染物減少了50％以上，最大功率提高9％左右，加速時間縮短20％，等速百公里油耗也有所下降。3.電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成與工作原理（1）基本組成：燃油供給、空氣供給、電子控制系統(tǒng)29（2）基本工作原理發(fā)動機(jī)電控單元根據(jù)進(jìn)氣流量、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置等傳感器輸入的信號，確定在該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)所需的噴油量、噴油正時和最佳點(diǎn)火提前角，并向燃油泵、噴油器、點(diǎn)火裝置等發(fā)出執(zhí)行指令，保證發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。304.電控汽油噴射的類型（1）按噴油器數(shù)量分多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（MPI）：廣泛應(yīng)用。單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（SPI）：淘汰31（2）按汽油噴射方式分1）連續(xù)噴射（淘汰）2）間歇噴射：按照噴油時序的不同又可分為順序噴射、分組噴射和同時噴射.間歇噴射的三種形式32（3）按噴射裝置的控制方式分

可分為機(jī)械控制式（K型）機(jī)電結(jié)合控制式（KE型）電子控制式（EFI型）：廣泛采用。（4）按進(jìn)氣量的檢測方法不同分類流量型（L型）：又稱為質(zhì)量流量控制法，采用空氣流量計(jì)直接測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量壓力型（D型）：通過檢測進(jìn)氣歧管的真空度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來確定發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，由ecu根據(jù)進(jìn)氣管確定噴油量。334.4.2汽油供給系統(tǒng)1、汽油箱功能貯存汽油。一般普通汽車有一個油箱，越野軍用車有兩個油箱。油箱儲備里程:300~600km。要求密封性好油箱蓋一般帶有空氣閥和蒸汽閥油面指示表傳感器、出油開關(guān)和放油螺塞。油箱36汽油箱的構(gòu)造圖1-油箱蓋2-通氣軟管3-回油管4-油面?zhèn)鞲衅?-出油管6-燃油連接管7-輔助油箱8-放油螺塞9-燃油泵10-隔板11-油箱體12-燃油進(jìn)口軟管2、汽油泵補(bǔ)充：機(jī)械式膜片汽油泵機(jī)械式膜片式汽油泵安裝在發(fā)動機(jī)曲軸箱一側(cè)，由發(fā)動機(jī)凸輪軸的偏心輪驅(qū)動機(jī)械式膜片汽油泵內(nèi)部有膜片、膜片驅(qū)動機(jī)構(gòu)和進(jìn)出油閥工作原理10-11-7-14膜片14向下拱曲，膜片上面容積增大，產(chǎn)生真空，15打開1關(guān)閉，進(jìn)油；機(jī)械式汽油泵膜片392.電動汽油泵電動汽油泵的作用是給電控汽油噴射系統(tǒng)提供具有一定壓力（0.3MPa～0.5Mpa）的汽油。電動汽油泵根據(jù)泵體結(jié)構(gòu)不同可以分為滾柱泵、齒輪泵和渦輪泵等。電動燃油泵電動燃油泵（滾柱泵）40（1）滾柱泵結(jié)構(gòu)41工作原理：轉(zhuǎn)子偏心安裝，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，位于轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的滾柱在離心力的作用下，緊壓在泵體內(nèi)表面上，對周圍起密封作用，在相鄰兩個滾柱之間形成工作腔。在燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，工作腔轉(zhuǎn)過出油口后，其容積不斷增大，形成一定的真空度,當(dāng)轉(zhuǎn)到與進(jìn)油口連通時，將燃油吸入；而吸滿燃油的工作腔轉(zhuǎn)過進(jìn)油口后，容積不斷減小，使燃油壓力提高，受壓燃油流過電動機(jī)，從出油口輸出。42（2）齒輪泵

主動輪偏心安裝，由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，從而帶動從動輪一起轉(zhuǎn)動。在齒輪嚙合過程中，由內(nèi)外齒輪所密封的空腔容積不斷發(fā)生變化，在容積增大處設(shè)置進(jìn)油口，在容積減小處設(shè)置出油口，即可將燃油以一定壓力泵出。43（3）渦輪泵1-出油口2-單向出油閥3-泄壓閥4-電動機(jī)轉(zhuǎn)子5-電動機(jī)定子6-軸承7-葉輪8-濾清器9-葉輪10-泵殼體11-出油口12-進(jìn)油口13-葉片離心泵渦輪葉片加工油泵電動機(jī)通電時，燃油泵電動機(jī)驅(qū)動渦輪泵葉輪旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，使葉輪周圍小槽內(nèi)的葉片貼緊泵殼，將燃油從進(jìn)油室?guī)鲇褪?。由于進(jìn)油室的燃油不斷被帶走，所以形成一定的真空度，將燃油從進(jìn)油口吸入；而出油室燃油不斷增多，燃油壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定值時，則頂開出油閥經(jīng)出油口輸出。出油閥還可在油泵不工作時阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的殘余壓力，便于下次起動。45（4）雙級泵由于燃油泵工作時溫度升高，使燃油容易氣化，從而使泵油量減少，導(dǎo)致輸油壓力不足和波動。雙級泵采用一個側(cè)槽式輸油泵和一個內(nèi)齒輪式主油泵，兩者安裝在一根軸上，由一個電機(jī)驅(qū)動，輸油泵用于分離燃油蒸汽，主油泵用于提高油壓。463.汽油濾清器1.汽油濾清器的功用:安裝在汽油箱和汽油泵之間，用于濾除汽油中的水分和雜質(zhì)。472.汽油濾清器的分類

（1）可拆式汽油濾清器（貨車和客車上常用）（2）不可拆式汽油濾清器（轎車上常用）濾清器48可拆式汽油濾清器結(jié)構(gòu)49可拆式汽油濾清器結(jié)構(gòu)原理

汽油經(jīng)進(jìn)油接頭12進(jìn)入沉淀杯9，水分和較重雜質(zhì)沉入杯底，較輕雜質(zhì)隨汽油流向?yàn)V芯外腔，經(jīng)濾芯濾除后的清潔汽油從出油管接頭2流至汽油泵。使用一定時間后要更換濾芯。50不可拆式汽油濾清器結(jié)構(gòu)51不可拆式汽油濾清器結(jié)構(gòu)原理

524.燃油分配管組件分配管的功用是將燃油均勻、等壓地分配給各個噴油器，還具有貯油蓄壓的作用，以防止燃油壓力的波動，可供給個噴油器以等量的燃油。53燃油壓力調(diào)節(jié)器功用：根據(jù)進(jìn)氣支管壓力的變化調(diào)節(jié)噴油器和冷啟動閥的燃油壓力，使燃油壓力與進(jìn)氣管壓力之差保持常數(shù)，從而使噴油器噴出的燃油量唯一地決定于噴油器的開啟時間。工作原理：位于燃油壓力分配管的一端。膜片把殼體內(nèi)腔分成彈簧室和汽油室。彈簧室與進(jìn)氣支管相通，膜片下方承受油壓，膜片上方為進(jìn)氣支管與彈簧壓力之和。當(dāng)P油>P和時，膜片向上，打開回油閥，使部分汽油流回油箱，油壓回落；當(dāng)P油<P和時，回油閥關(guān)閉，油壓上升。55（3）燃油壓力脈動阻尼器作用是減小燃油管路中油壓的波動。1—汽油接頭2—固定螺紋3—膜片4—彈簧5—?dú)んw6—調(diào)節(jié)螺釘當(dāng)燃油分配管內(nèi)的油壓升高時，彈簧被壓縮，膜片下移，膜片上方的容積增大，使油壓減??；當(dāng)燃油分配管內(nèi)的油壓降低時，彈簧伸長，膜片上移，膜片上方的容積減小，使油壓升高，從而減小燃油壓力的脈動。565.電磁噴油器電磁噴油器作用：是電控燃油噴射系統(tǒng)的一個重要的執(zhí)行器，它根據(jù)ECU發(fā)來的噴油脈沖信號，精確地計(jì)量燃油噴射量。分類：電磁噴油器57（1）軸針式電磁噴油器為了使燃油充分霧化，針閥前端磨出一段噴油軸針，抗污能力強(qiáng)，自潔性能好。電磁線圈中無電流時，噴油器閥針在彈簧作用下緊壓在錐形密封閥座；通電時，電磁力將針閥吸起，燃油噴出。58（2）球閥式電磁噴油器閥針是由鋼球、導(dǎo)桿、銜鐵用激光焊接成整體結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量只有普通軸針式電磁閥噴油器閥針的一半。59（3）片閥式電磁噴油器采用質(zhì)量輕的片閥和孔式閥座。60

片閥式噴油器工作過程信號通過電磁線圈時，磁場力克服彈簧力和油壓力將閥片吸起離開閥座上的密封環(huán)，燃油從閥座上的計(jì)量孔噴出。信號結(jié)束后，電流切斷電磁力消失片閥在彈簧力和油壓力作用下壓緊閥座，閥門關(guān)閉，噴油停止。發(fā)動機(jī)在低溫啟動時，需要額外的噴入一定量的燃油，這部分額外的燃油由冷啟動噴油器噴入進(jìn)氣總管。燃油由冷啟動噴油器開啟時間取決于發(fā)動機(jī)溫度，由熱限時開關(guān)控制。6.冷起動噴油器與限時開關(guān)62冷起動噴油器63熱限時開關(guān)1-電接頭2-殼體3-雙金屬片4-加熱線圈4-觸點(diǎn)冷起動噴油器和熱時間開關(guān)大多數(shù)電噴發(fā)動機(jī)上沒有專門的冷啟動噴油器，在發(fā)動機(jī)冷啟動時，發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)冷卻液溫度傳感器信號，適當(dāng)延長主噴油器噴油時間，從而增加冷啟動噴油量燃油供給系統(tǒng)664.4.3空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)組成1-節(jié)氣門2-空氣流量計(jì)3-進(jìn)氣溫度傳感器4-空氣濾清器671.空氣計(jì)量裝置進(jìn)氣量是電控汽油發(fā)動機(jī)的一個關(guān)鍵參數(shù)，精確計(jì)量空氣量對準(zhǔn)確控制噴油量和點(diǎn)火正時十分重要?？諝饬康挠?jì)量方法有進(jìn)氣管絕對壓力傳感器式間接測量法和空氣流量傳感器式直接測量兩類，后者又可分為體積流量型和質(zhì)量流量型，體積流量型有葉片式和卡門旋渦式，質(zhì)量流量型有熱線式和熱膜式。68（1）葉片式空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間。69葉片式空氣流量計(jì)70葉片式空氣流量計(jì)工作原理來自空氣濾清器的空氣通過空氣流量計(jì)時，空氣推力使測量板打開一個角度，當(dāng)吸入空氣推開測量板的力與彈簧變形后的回位力相平衡時，葉片停止轉(zhuǎn)動。與測量扳同軸轉(zhuǎn)動的電位計(jì)檢測出葉片轉(zhuǎn)動的角度，將進(jìn)氣量轉(zhuǎn)換成電壓信號VS送給ECU。71葉片式空氣流量計(jì)工作原理72（2）卡門旋渦式空氣流量計(jì)所謂卡門旋渦，是指在流體中放置一個圓柱狀或三角狀物體時，在這一物體的下游就會產(chǎn)生的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦73空氣流量計(jì)算測出卡門旋渦的頻率f，按下式計(jì)算出空氣流速U。式中

St——斯特羅巴系數(shù)；

d——渦流發(fā)生器外徑。再根據(jù)進(jìn)氣管道的有效面積，就能確定實(shí)際進(jìn)入氣缸的空氣量。74反光鏡檢測式卡門旋渦式空氣流量計(jì)1-進(jìn)氣支管2-壓力感應(yīng)板3-發(fā)光二極管4-光敏晶體管

4-板簧6-反光鏡7-渦流發(fā)生器8-導(dǎo)壓孔把渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過導(dǎo)壓孔8引向薄金屬制成的反光鏡6表面，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡振動時將發(fā)光二極管的光反射到光敏晶體管4上使其導(dǎo)通，光敏晶體管產(chǎn)生的脈沖信號反應(yīng)了漩渦的頻率。75超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量傳感器卡門渦旋造成空氣密度變化，受其影響，信號發(fā)生器發(fā)出的超聲波到達(dá)接受器的時機(jī)或變早或變晚，測出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脈沖頻率為卡門渦旋的頻率。76（3）熱線式空氣流量計(jì)熱線式空氣流量計(jì)包括鉑絲制成的熱線、空氣溫度傳感器（冷線）和電子回路等。為了將熱線溫度與進(jìn)氣溫度的溫差維持恒定，設(shè)有控制回路。77熱線式空氣流量傳感器工作原理熱線電阻RH以鉑絲制成，置于空氣通道中的進(jìn)氣管內(nèi)，熱線溫度與進(jìn)氣溫度之差保持100°，當(dāng)空氣流經(jīng)RH時，帶走熱量，使熱線溫度發(fā)生變化，空氣質(zhì)量流量越大，被帶走的熱量越多，要保持溫差，就要增加熱線電流。78（4）熱膜式空氣流量計(jì)將熱（鉑）線、補(bǔ)償電阻(冷線)及精密電阻用厚膜工藝固定在以陶瓷為基片的樹脂膜上。同時，它的分析電路比熱線式的要簡單得多，而啟動速度幾乎相同。熱膜式空氣流量計(jì)的工作原理與熱線式相同。熱膜式空氣流量計(jì)的檢測桑塔納2000GSI使用的是熱膜式空氣流量計(jì)。安裝于空氣濾清器和節(jié)氣門體之間怠速下2.0-4.0g/s控制電路圖1）線性電阻的檢測：輔助性測試，目的是檢測線束的導(dǎo)通性，以確保線路通暢。2）電壓測試：分為電源電壓測試盒信號電壓測試，信號電壓測試時確定空氣流量計(jì)是否失效的主要依據(jù)。進(jìn)氣支管絕對壓力與節(jié)氣門開度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，節(jié)氣門開度越大，進(jìn)氣支管壓力越高（真空度越低），當(dāng)節(jié)氣門全開時，進(jìn)氣支管壓力接近大氣壓力，因此進(jìn)氣支管絕對壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號可以間接確定進(jìn)入氣缸的空氣量。（5）進(jìn)氣支管絕對壓力傳感器84（5）進(jìn)氣支管絕對壓力傳感器分類半導(dǎo)體壓敏電阻式電阻應(yīng)變片式電容式可變電感式表面彈性波可變電阻式等原理：均是利用膜片把氣室分割成兩部分，一部分通大氣或者抽成真空，另一部分與進(jìn)氣支管聯(lián)通，當(dāng)進(jìn)氣支管絕對壓力變化時，膜片產(chǎn)生變形。壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器怠速控制系統(tǒng)的功能：除了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速外，還能根據(jù)發(fā)動機(jī)怠速時負(fù)荷的變化情況（如冷啟動后的暖機(jī)、空調(diào)開機(jī)、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)接通、自動變速器切換進(jìn)行換擋等）自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)處在最佳的怠速狀態(tài)（既保持怠速轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定，又盡可能降低燃油消耗和排放污染）。2.怠速控制系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)的組成：主要由傳感器、ECU、和執(zhí)行元件三部分組成。87怠速控制的方法：怠速控制也就是對怠速工況下的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。節(jié)氣門直動式旁通空氣式旁通空氣式執(zhí)行元件怠速空氣道節(jié)氣門直動式

88（1）節(jié)氣門直動式怠速控制發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各傳感器的信號，控制直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動量，以改變節(jié)氣門最小開度限制器的位置，從而控制節(jié)氣門的最小開度，實(shí)現(xiàn)對怠速進(jìn)氣量進(jìn)行控制的目的。91（2）旁通空氣式怠速控制①雙金屬片式怠速控制裝置1-節(jié)氣門2-葉片式空氣流量計(jì)3-怠速空氣控制閥4-怠速調(diào)節(jié)螺釘5-電接頭6-電熱絲7-雙金屬片8-遮門當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度較低時，雙金屬片下彎遮門打開，額外的空氣從旁通空氣通道流入氣缸，發(fā)動機(jī)處于快怠速狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動后，電熱絲通電，雙金屬片受熱上翻，帶動遮門慢慢關(guān)閉旁通空氣通道，發(fā)動機(jī)處于正常怠速。92②石蠟式怠速控制裝置1-節(jié)氣門2-軟管3-水套4-石臘體5-控制活塞6-平衡彈簧安裝在發(fā)動機(jī)水套上的石蠟直接感受發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度，當(dāng)冷卻液溫度較低時，石蠟收縮，在彈簧力作用下，控制活塞右移，旁通空氣通道開大，怠速轉(zhuǎn)速升高；當(dāng)冷卻液溫度升高時，石蠟膨脹，推動活塞左移，旁通空氣通道關(guān)小，怠速轉(zhuǎn)速降低。93③電磁閥式怠速控制裝置1-閥2-閥桿3-線圈4-彈簧4-旋轉(zhuǎn)閥桿6-旋轉(zhuǎn)閥7-永久磁鐵8-電樞9-彈簧10-電接頭11-殼體通過調(diào)節(jié)空氣流通截面積控制怠速。比例電磁閥的開度由流過電磁線圈的電流產(chǎn)生的電磁力和彈簧力的平衡位置控制。特點(diǎn)：響應(yīng)速度快直線型旋轉(zhuǎn)型94④步進(jìn)電機(jī)式怠速控制裝置1-閥座2-閥軸3-定子繞組4-軸承5-進(jìn)給絲桿6-轉(zhuǎn)子7-閥芯可以正反轉(zhuǎn)，通過進(jìn)給絲桿5把電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y芯7的直線運(yùn)動，以調(diào)節(jié)旁通空氣通道的截面積，改變進(jìn)氣量的大小。特點(diǎn)：控制精確954.4.4電子控制系統(tǒng)由各種傳感器、控制器ECU以及執(zhí)行器三部分組成。傳感器將發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸送給控制器ECU，控制器對傳感器信號進(jìn)行分析、處理、運(yùn)算和判斷后，向執(zhí)行器發(fā)出控制命令，實(shí)現(xiàn)對汽車運(yùn)行的最佳控制。961.發(fā)動機(jī)主要傳感器（1）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電效應(yīng)式（2）冷卻液溫度傳感器（3）進(jìn)氣溫度傳感器（4）氧傳感器氧化鋯式氧傳感器、氧化鈦式氧傳感器（5）爆燃傳感器一、空氣流量計(jì)G70：空氣流量計(jì)，專門測空氣；進(jìn)了多少氣，就噴多少油，嚴(yán)格按比例！這個比例是多少～～14.7:1??！二、曲軸位置傳感器G28：曲軸位置傳感器，它的作用無人替；一旦信號丟失了，如何起動車不著；此時電腦傻了眼，不知哪缸上止點(diǎn)??！三、進(jìn)壓力傳感器G71(用來間接測空氣):油門松開真空高，油門踩下真空低；真空低時多噴油，中小負(fù)荷按比例！要想尋它也容易，節(jié)氣門后尋芳跡！四、凸輪軸位置傳感器G40:一般裝在分電器；若沒裝在分電器，凸輪軸前后去找去！它的工作很簡單，專測一缸上止點(diǎn)；報(bào)告電腦就算完，順序點(diǎn)火順序噴，缺它電腦玩不轉(zhuǎn).傳感器實(shí)用順口溜五、節(jié)氣門位置傳感器:負(fù)荷信號由它提；五大工況要牢記，四個和它有關(guān)系！翻板關(guān)閉是怠速，信號電壓零點(diǎn)幾；翻板開大負(fù)荷大，信號電壓四點(diǎn)八；不僅控制發(fā)動機(jī)，還能控制自變器！六、氧傳感器(加熱型氧傳感器):排氣管內(nèi)測氧氣；用來控制空燃比，氧化鋯是電解質(zhì)，自己產(chǎn)生電動勢；氧氣多時供油稀，信號電壓0.1；氧氣少時燃?xì)獬?，信號電?.9；電腦據(jù)此調(diào)油量，每10秒中有8變，如果不變趕緊換！七、爆震傳感器(壓電爆震傳感器):一般裝在氣缸體；一但測出震頻率（6～9KHz），點(diǎn)火角兒向后移，爆震隨之消失完，點(diǎn)火開始向前趕；控制點(diǎn)火最佳點(diǎn)，總在爆震區(qū)邊緣！KS爆震傳感器；MAF質(zhì)量空氣流量；MAP進(jìn)氣歧管絕對壓力；MAT歧管絕對溫度；O2S氧氣傳感器；TPS節(jié)氣門位置傳感器；CKP曲軸箱位置；CMP凸輪軸位置E；CT發(fā)動機(jī)冷卻液溫度KS-knocksensor爆震傳感器；MAF-massairflow

質(zhì)量空氣流量；MAP-intakemanifoldabsolutepressure

進(jìn)氣歧管絕對壓力；MAT-manifoldabsolutetemperature

歧管絕對溫度；O2S氧氣傳感器；HO2S（heatedoxygensensor熱氧傳感器TPS-solartermdoorpositionsensor

節(jié)氣門位置傳感器；CKP-crankshaftboxposition

曲軸箱位置；CMP-camshaftposition

凸輪軸位置；ECT-enginecoolanttemperature

發(fā)動機(jī)冷卻液溫度（1）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器（CKP）

作用：提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號和曲軸位置（活塞上止點(diǎn)）信號，兩者通常制為一體，安裝在曲軸前端、飛輪上、凸輪軸前端或者分電器內(nèi)。根據(jù)工作原理不同分為：電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電效應(yīng)式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器1）電磁感應(yīng)式：安裝在曲軸上，曲軸位置傳感器。當(dāng)信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁路中的氣隙就會周期性的發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會感應(yīng)產(chǎn)生交變電動勢。發(fā)動機(jī)電控單元就可以根據(jù)電壓交變的變化頻率來計(jì)算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。另外，信號齒盤上缺2個齒，用于識別曲軸位置（第一缸上止點(diǎn)位置），作為點(diǎn)火正時參考基準(zhǔn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)動的速度將發(fā)生變化，鐵芯中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感線圈中就會產(chǎn)生一個周期的交變電動勢，即電動勢出現(xiàn)一次最大值和一次最小值，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個交變電壓信號。轉(zhuǎn)速越高，磁通變化率就越大，傳感線圈中的感應(yīng)電動勢也就越高。將信號輸入發(fā)動機(jī)ECU，通過計(jì)算就能確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。電磁感應(yīng)式霍爾效應(yīng)：把一個通有電流I的長方體形白金導(dǎo)體垂直于磁力線放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中時，如圖2-45所示，在白金導(dǎo)體的兩個橫向側(cè)面上就會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場方向的電壓UH，當(dāng)取消磁場時電壓立即消失。該電壓稱為霍爾電壓。2）霍爾效應(yīng)式組成：由轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、霍爾晶體管和放大器組成。永久磁鐵霍爾元件觸發(fā)輪美國GM公司的霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端，采用觸發(fā)葉片的結(jié)構(gòu)型式，在發(fā)動機(jī)的曲軸皮帶輪前端固裝著內(nèi)外兩個帶觸發(fā)葉片的信號輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。凸齒每次經(jīng)過霍爾傳感器時，都會產(chǎn)生一個霍爾電壓，并傳送給發(fā)動機(jī)控制單元。原理：利用發(fā)光二極管作為信號源。隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)透光孔與發(fā)光二極管對正時，光線照射到光敏二極管上產(chǎn)生電壓信號，經(jīng)放大電路放大后輸送給ECU。3）光電效應(yīng)式組成：由信號盤、發(fā)光二極管、光敏二極管和放大器組成。外圈制作有360個長方形透光孔(縫隙)，間隔弧度為1°(透光孔占0.5°，遮光部分占0.5°)，用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號；內(nèi)圈制作有6個透光孔(長方形孔)，間隔弧度為60°，用于產(chǎn)生各個氣缸的上止點(diǎn)位置信號，其中有1個長方形寬邊稍長的透光孔，用于產(chǎn)生第一缸上止點(diǎn)位置信號。光電效應(yīng)式傳感器109（2）冷卻液溫度傳感器1-電接頭2-殼體3-熱敏電阻檢測發(fā)動機(jī)冷卻液溫度信號，并轉(zhuǎn)換為電信號輸入ECU-修正噴油時間和點(diǎn)火時間。在怠速時，其信號是控制怠速轉(zhuǎn)速的主要信號源。常用的是半導(dǎo)體熱敏電阻式，利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的特性制成的。110（3）進(jìn)氣溫度傳感器采用高靈敏度的熱敏電阻，安裝在進(jìn)氣支管處。發(fā)動機(jī)通過電阻信號識別溫度，從而修正噴油量和點(diǎn)火提前。111（4）氧傳感器

氧傳感器是排氣氧傳感器（EGO，ExhaustGasOxygenSensor）的簡稱。安裝在發(fā)動機(jī)的排氣管上。通過監(jiān)測排氣中氧離子的含量來獲得混合氣的空燃比信號，并將空燃比信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎氚l(fā)動機(jī)ECU。ECU根據(jù)氧傳感器信號對噴油時間進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)空燃比反饋控制（閉環(huán)控制），從而將過量空氣系數(shù)（λ）控制在0．98～1．02之間的范圍內(nèi)，使發(fā)動機(jī)得到最佳濃度的混合氣，從而達(dá)剄降低有害氣體排放量和節(jié)約燃油之目的?？杖急妊鯂娪?4.7:1如何將空燃比控制為14.7？ECU如何獲得空燃比信號？氧傳感器氣油空燃比修正油氧傳感器作用：進(jìn)行空燃比閉環(huán)控制，把空燃比控制在目標(biāo)空燃比的范圍內(nèi)；分類：氧化鋯式和氧化鈦式兩種。氧傳感器伸入排氣管內(nèi)排氣管上114①氧化鋯式氧傳感器加熱加熱器：預(yù)熱，300℃鋯管：敏感元件廢氣大氣冷態(tài)不工作混合氣濃，空燃比小于14.7，約為0.9V混合氣稀，空燃比大于14.7，約為0.1V電壓在空燃比14.7躍變V微電池：氧濃度差—電壓無源傳感器（參考電壓0.45V）躍變——靈敏——精確廢氣大氣

氧濃度電壓信號117當(dāng)電解質(zhì)的表面與內(nèi)部之間氧氣的濃度不同（即存在濃度差）時，氧氣濃度高處的氧離子就會向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散，以求達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)固體電解質(zhì)表面設(shè)置集中用多孔電極之后，在其兩個表面之間就可得到電動勢E，因此將其稱為“氧濃差電池”。鋯管內(nèi)側(cè)與氧離子濃度高的大氣相通，外側(cè)與氧離子濃度低的排氣相通，當(dāng)氧離子在鋯管中擴(kuò)散時，鋯管內(nèi)外表面之間的電位差將隨可燃混合氣濃度變化而變化，即鋯管相當(dāng)于一個氧濃差電池，傳感器的信號源相當(dāng)于一個可變電源。噴油器增油氧傳感器高電平空燃比14.7:1噴油器減油氧傳感器低電平

氧傳感器信號空燃比14.7：1？119②氧化鈦式氧傳感器1-二氧化鈦元件2-金屬保護(hù)管3-導(dǎo)線4-金屬外殼4-陶瓷絕緣材料6-陶瓷元件7-接線頭二氧化鈦（TiO2）的電阻值大小取決于氧離子的濃度，因此可以用來檢測排氣中的氧離子濃度從而控制空燃比。120工作原理a）電路b）阻值1-氧傳感器2-ECU3-基準(zhǔn)電壓4-輸出信號電壓氧氣分壓如果偏離理論空燃比，則呈階躍變化。所以利用測定的氧氣分壓，即傳感器的電阻變化，就能測得空燃比的偏離差值。當(dāng)周圍氣體介質(zhì)中的氧元素多時，二氧化鈦的電阻值增大；反之，氧元素少時，電阻值減小。與氧化鋯式氧傳感器相同，由于在理論空燃比附近電阻值急劇變化，故其輸出電壓也急劇變化。二氧化鈦氧傳感器和氧化鋯傳感器的比較主要區(qū)別：氧化鋯傳感器是將排氣中剩氧分子含量的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化輸出，而二氧化鈦氧傳感器則將排氣中剩氧分子含量的變化轉(zhuǎn)換成傳感器的電阻變化。濃差電池型氧化鋯氧傳感器的特點(diǎn)是：具有高精度、高可靠性，是目前汽車排氣檢測方面應(yīng)用最廣泛的氧傳感器。但還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、材料制備困難等問題，并且不能使用于含鉛汽油。氧化物半導(dǎo)體型TiO2氧傳感器不需要參考電極、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、成本低、具有抗鉛中毒的能力等優(yōu)點(diǎn)，并且性能參數(shù)比氧化鋯氧傳感器更好，而成為最有發(fā)展前途的一種氧傳感器。124（5）爆震傳感器爆震傳感器發(fā)動機(jī)爆震傳感器（EDS，EngineDetonationSensor）126①磁致伸縮式爆震傳感器安裝在發(fā)動機(jī)機(jī)體上。當(dāng)發(fā)動機(jī)的氣缸體出現(xiàn)振動時，該傳感器在7kHz左右處與發(fā)動機(jī)產(chǎn)生共振，強(qiáng)磁性材料鐵心的導(dǎo)磁率發(fā)生變化，致使永久磁鐵穿過鐵心的磁通密度也變化，從而在鐵心周圍的繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并將這