燃油供給系統(tǒng)課件

第2章燃油噴射系統(tǒng)控制2.3燃油供給系統(tǒng)2.4傳感器的結(jié)構(gòu)與原理本次課要求：掌握燃油供給系統(tǒng)的組成及工作原理掌握傳感器的種類、結(jié)構(gòu)及原理主講內(nèi)容：12.3燃油供給系統(tǒng)2.3.1燃油供給系統(tǒng)的組成燃油泵燃油濾清器燃油壓力調(diào)節(jié)器脈動阻尼器噴油器冷啟動噴嘴供油總管2燃油供給系統(tǒng)組成32.3.2電動燃油泵電動燃油泵是一種小型直流電機(jī)驅(qū)動的燃油泵，包括永磁式直流電機(jī)、泵體和外殼三部分組成。分類：按安裝位置不同分為：內(nèi)置式——安裝在油箱中，具有噪聲小、不易產(chǎn)生氣阻、不易泄漏、管路安裝簡單。外置式——串接在油箱外部的輸油管路中，易布置、安裝自由度大，但噪聲大，易產(chǎn)生氣阻。按電動燃油泵的結(jié)構(gòu)不同分為：渦輪式、滾柱式、轉(zhuǎn)子式和側(cè)槽式。42.3.2燃油泵渦輪式電動汽油泵常見于內(nèi)置式。組成：油泵電動機(jī)、渦輪泵、止回閥和安全閥5工作原理渦輪泵主要由一或兩個葉輪、外殼和泵蓋組成。工作原理：葉輪在電機(jī)帶動下，不斷的將燃油由進(jìn)油口壓向出油口，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度，頂開止回閥電機(jī)停止工作時(shí)，止回閥關(guān)閉，使系統(tǒng)保持一定的殘余壓力，方便發(fā)動機(jī)下次啟動6特點(diǎn)安全閥作用：當(dāng)供油系統(tǒng)壓力超過一定值時(shí)，通常為343～441kpa，頂開安全閥，使燃油流回油箱，防止輸油壓力過高。工作特點(diǎn)：燃油泵工作時(shí)，流動的燃油對電機(jī)具有潤滑和冷卻作用。供油壓力穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，不需設(shè)減震器，容易小型化，適合于內(nèi)置式，用于輸送低壓且輸送量大的場合。72.3.2燃油泵滾柱式電動汽油泵常見于外置式。組成：油泵電動機(jī)、滾柱泵、止回閥、安全閥和阻尼減振器1—安全閥；2—滾柱泵；3—驅(qū)動電動機(jī)；4—止回閥；A—進(jìn)油口；B—出油口8工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，容積不斷發(fā)生變化。轉(zhuǎn)向進(jìn)油腔時(shí)，容積不斷增多，吸入燃油；轉(zhuǎn)向出油腔時(shí)，容積不斷減小，壓力升高將燃油泵出9動畫10工作特點(diǎn)止回閥和安全閥的作用與渦輪式類似。特點(diǎn)：輸出油壓波動大，輸出端必須裝阻尼減振器，因此體積大。11視頻122.3.3汽油濾清器功用：濾清燃油中的雜質(zhì)和水分，防止燃油系統(tǒng)堵塞，減小機(jī)件磨損，保證發(fā)動機(jī)正常工作。一般采用紙質(zhì)濾心，每行駛40000㎞應(yīng)更換，安裝時(shí)應(yīng)注意燃油流動方向的箭頭，不能裝反。1—入口2—出口3—濾芯13視頻142.3.4燃油壓力調(diào)節(jié)器和脈動阻尼器1.燃油壓力調(diào)節(jié)器作用：使燃油系統(tǒng)壓力（即燃油總管內(nèi)油壓）與進(jìn)氣歧管壓力之差保持恒定，一般為250kpa.電噴發(fā)動機(jī)，噴油量多少，實(shí)際取決于三個因素：噴油壓差噴油脈寬（噴油器通電時(shí)間的長短）噴油器的結(jié)構(gòu)為了使噴油量精確的取決于噴油脈寬，所以必須保持噴油壓差和噴油器的結(jié)構(gòu)恒定。15安裝位置油壓調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器16結(jié)構(gòu)出口入口閥膜片膜片彈簧燃油壓力調(diào)節(jié)器真空管接頭17工作原理示意圖膜片承受三個力：上方：彈簧壓力和進(jìn)氣管內(nèi)氣體的壓力；下方：燃油壓力進(jìn)氣管真空度增大，膜片上移，回油量加大，燃油壓力降低；反之，燃油壓力升高。18視頻19桑塔納2000GSiAJR

發(fā)動機(jī)燃油分配管總成202.脈動阻尼器作用：減小在噴油器噴油時(shí)，油路中的油壓可能會產(chǎn)生微小的波動，使系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定。2.3.4燃油壓力調(diào)節(jié)器和脈動阻尼器回油管路中供油總管上21結(jié)構(gòu)原理通常在250kpa壓力下使用，由于噴油器工作會產(chǎn)生壓力波動，所以工作范圍可達(dá)300kpa.222.3.5電磁噴油器作用：執(zhí)行ECU指令，控制燃油噴射量。安裝位置：SPI:節(jié)氣門體空氣入口處MPI:進(jìn)氣歧管處組成：濾網(wǎng)、線束插接器、電磁線圈、回位彈簧、銜鐵和針閥等組成23242.3.5電磁噴油器分類：按電磁線圈阻值高低：低阻噴油器：2～3歐姆高阻噴油器：13～17歐姆。按結(jié)構(gòu)不同：軸針式球閥式片閥式25軸針式噴油器單孔式噴油器多孔式噴油器2627區(qū)別軸針式：特點(diǎn)是軸針可使汽油環(huán)狀噴出，有利于霧化；針閥在噴口中往復(fù)運(yùn)動，不易引起噴口堵塞。球閥式：與軸針式主要區(qū)別在于閥針的結(jié)構(gòu)球閥式閥針由鋼球、空心導(dǎo)桿和銜鐵用激光束焊接整體制成

球閥式噴油器球閥桿為空心桿，質(zhì)量輕。另外，由于球閥有自動定心作用，因而具有較高的密封性能。28片閥式噴油器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：質(zhì)量輕的閥片和孔氏閥座。相較于其他兩種，其優(yōu)勢:片閥式運(yùn)動件的慣性質(zhì)量小，噴油器開啟滯后時(shí)間短。

29視頻30單點(diǎn)噴射用噴油器在單點(diǎn)噴射系統(tǒng)中，將壓力調(diào)節(jié)器、進(jìn)氣溫度傳感器和1到2只噴油器等器件安裝在節(jié)氣門體上做成一個總成，稱為中央噴射單元。這種噴油器特點(diǎn)是頭部采用球閥結(jié)構(gòu)，易于成批生產(chǎn)，工作可靠性較好。調(diào)壓器噴油器節(jié)氣門體位置傳感器節(jié)氣門31冷啟動噴油器和熱限時(shí)開關(guān)作用：在發(fā)動機(jī)冷起動時(shí)噴油，以加濃混合氣，改善發(fā)動機(jī)的冷起動性能?，F(xiàn)代汽車取消冷啟動噴油器，采用增加噴油脈沖寬度來補(bǔ)償。噴油器結(jié)構(gòu)如右圖：熱限時(shí)開關(guān)作用：控制冷啟動噴嘴的噴油時(shí)間。冷起動噴油器電插頭電磁線圈閥門彈簧閥門噴嘴32控制電路33視頻342.4傳感器的結(jié)構(gòu)與原理傳感器：空氣流量計(jì)進(jìn)氣壓力傳感器節(jié)氣門位置傳感器氧傳感器溫度傳感器352.4.1空氣流量計(jì)種類：熱線式熱膜式卡門漩渦式葉片式361.熱線式組成：主要有防護(hù)網(wǎng)、采樣管、感知空氣流量的白金熱線、溫度補(bǔ)償電阻和控制電路等組成。37熱線式空氣流量計(jì)的電路工作原理當(dāng)空氣流經(jīng)RH時(shí)，使熱線溫度發(fā)生變化，電阻減小或增大，使電橋失去平衡，若要保持電橋平衡，就必須使流經(jīng)熱線電阻的電流改變，以恢復(fù)其溫度與阻值，精密電阻RA兩端的電壓也相應(yīng)變化，并且該電壓信號作為熱式空氣流量計(jì)輸出的電壓信號送往ECU，即可檢測進(jìn)氣量。

特點(diǎn)：熱線式空氣流量計(jì)測量精度高、響應(yīng)速度快，且進(jìn)氣阻力小。檢測的空氣的質(zhì)量流量。381.熱線式根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)安裝的部位不同，可分為安裝在空氣主通道內(nèi)的主流測量方式和安裝在空氣旁通道內(nèi)的旁通測量方式。這種流量計(jì)均具有污物自潔功能39視頻402.熱膜式特點(diǎn)：熱膜式不使用白金絲作為熱線，而是將熱線電阻、補(bǔ)償電阻及橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構(gòu)成的。增加了發(fā)熱體的強(qiáng)度，提高了空氣流量計(jì)的可靠性。41423.卡門漩渦式卡門漩渦：在流體中放置一個圓柱體或三角狀物體時(shí)，在這一物體的下游就會產(chǎn)生兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的漩渦。測量原理：空氣的體積流量與卡門漩渦發(fā)生頻率成正比，因此，只需檢測卡門漩渦發(fā)生頻率即可求出空氣流量43光學(xué)式44光學(xué)式檢測原理在卡門漩渦產(chǎn)生過程中，漩渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力發(fā)生變化，經(jīng)壓力導(dǎo)向孔作用在反光鏡（即金屬箔）上，使反光鏡發(fā)生振動，光電管接受的光是被漩渦調(diào)制的，即光電管產(chǎn)生的電壓頻率與漩渦產(chǎn)生頻率成正比。經(jīng)解調(diào)后得到空氣流量信號。45超聲波46測量原理利用超聲波的物理性質(zhì)，把非電量轉(zhuǎn)換成聲學(xué)參數(shù)，通過壓電元件轉(zhuǎn)換成電量。超聲波的發(fā)射探頭：逆壓電效應(yīng)超聲波的接收探頭：壓電效應(yīng)工作原理：在卡門漩渦發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對安裝超聲波發(fā)生探頭和接收探頭。因卡門渦流對空氣密度的影響，就會使超聲波從發(fā)射探頭到接收探頭的時(shí)間較無漩渦時(shí)變晚，控制電路對這個信號處理后，就可以得到體積流量信號。47視頻481）結(jié)構(gòu)如右圖，空氣流量計(jì)主要由測量葉片、緩沖葉片、回位彈簧、電位計(jì)、旁通氣道組成，此外還包括調(diào)整螺釘、油泵開關(guān)及進(jìn)氣溫度傳感器等。

4.葉片式空氣流量計(jì)

緩沖葉片緩沖室彈簧測量葉片溫度傳感器旁通氣道封口調(diào)節(jié)螺釘電位計(jì)緩沖葉片和緩沖室作用：利用緩沖室內(nèi)的空氣對緩沖葉片的阻尼作用，可減小發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量急劇變化時(shí)引起的測量葉片脈動，提高測量的精確度。調(diào)節(jié)螺釘可以調(diào)節(jié)混合氣濃度，但是保證總空氣量不變。旋入，混合氣變濃；旋出，混合氣變稀。49工作原理50檢測電路有兩種：一種是電壓比檢測Us/UB的比值作為空氣流量計(jì)輸出。另一種是電壓值檢測直接用Vs作為進(jìn)氣量的數(shù)值，電壓值與進(jìn)氣量成反比，且呈線性關(guān)系51實(shí)物52視頻532.4.2進(jìn)氣壓力傳感器兩種差動變壓器式半導(dǎo)體應(yīng)變式在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由進(jìn)氣管絕對壓力傳感器測量進(jìn)氣管壓力，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控制信號。541.差動變壓器式測量原理：利用差動互感傳感器，又稱差動變壓器組成：銜鐵一次繞組二次繞組線圈框架L1L2△L551.差動變壓器式原理：兩個二次繞組反向串接，類似于變壓器，又稱差動變壓器傳感器當(dāng)一次繞組通電時(shí)，在兩個二次繞組中產(chǎn)生互感電動勢，當(dāng)銜鐵位于初始位置時(shí)，互感電動勢大小相等，極性相反，差動電感為0；隨著銜鐵位移量加大，差動電感增大。UZ為零點(diǎn)殘余電壓。561.差動變壓器式傳感器膜盒差動變壓器銜鐵至進(jìn)氣歧管572)進(jìn)氣歧管壓力傳感器（D型EFI）(1)膜盒式進(jìn)氣歧管壓力傳感器582.半導(dǎo)體應(yīng)變式利用壓阻效應(yīng)原理。壓阻效應(yīng)：指半導(dǎo)體材料（通常為硅片）當(dāng)在其軸向施加一定載荷時(shí)，電阻會發(fā)生變化的現(xiàn)象。該傳感器的組成：半導(dǎo)體應(yīng)變片、真空室、混合集成電路板、外殼等。59

進(jìn)氣歧管進(jìn)氣壓力傳感器1—半導(dǎo)體應(yīng)變片；2—混合集成電路；3—真空室60612.4.3節(jié)氣門位置傳感器作用：檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，此信號輸入ECU，控制燃油噴射及其他輔助控制。三種：開關(guān)式（觸點(diǎn)式）線性（電位計(jì)式）綜合式621.開關(guān)式組成：三個觸點(diǎn)及驅(qū)動凸輪。三個觸點(diǎn)：動觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)及滿負(fù)荷觸點(diǎn)驅(qū)動凸輪：與節(jié)氣門軸聯(lián)動631.開關(guān)式工作原理：怠速工況（節(jié)氣門開度為0）時(shí)，動觸點(diǎn)與IDL觸點(diǎn)接觸，IDL輸出高電位節(jié)氣門開度大于50%時(shí)，動觸點(diǎn)與滿負(fù)荷觸點(diǎn)接觸，PSW輸出高電位節(jié)氣門開度在0～50%之間時(shí)，動觸點(diǎn)懸空，此時(shí)為中等負(fù)荷工況，IDL和PSW均為低電位。64視頻（觸點(diǎn)式）652.線性（電位計(jì)式）采用線性電位計(jì)原理。節(jié)氣門軸驅(qū)動電位計(jì)的滑動觸點(diǎn)。微機(jī)給ECU提供5v參考電壓，將節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?6視頻（電位計(jì)）673.綜合式在電位計(jì)基礎(chǔ)上增加了一個怠速觸點(diǎn)。組成：電位計(jì)和怠速觸點(diǎn)。68三種比較開關(guān)式：只能準(zhǔn)確測量節(jié)氣全關(guān)及全開時(shí)狀態(tài)，在兩者之間的狀態(tài)無法精確測量。電位計(jì)：從節(jié)氣門全關(guān)至全開之間的狀態(tài)可以線性測量，而無法準(zhǔn)確測量全關(guān)和全開的狀態(tài)。綜合式：綜合上述兩種優(yōu)點(diǎn)，即可測量全關(guān)的狀態(tài)，又可線性測出節(jié)氣門的開度變化692.4.4氧傳感器檢測排氣中的氧含量，使ECU能對空然比進(jìn)行反饋控制。兩種：二氧化鈦二氧化鋯701.二氧化鈦是一種電阻氣敏型氧傳感器。利用化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)、對氧氣敏感、易于還原的半導(dǎo)體材料二氧化鈦與氧氣接觸時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值變化的原理制成的。71測量原理二氧化鈦傳感器的工作溫度為300～400原理：廢氣中的氧濃度高時(shí)，即稀混合氣，二氧化鈦的電阻值增大；廢氣中氧濃度較低時(shí)，即濃混合氣，二氧化鈦的電阻值減小。+1v722.二氧化鋯實(shí)質(zhì)是氧濃度差電池。73測量原理在300度以上工作時(shí)，若氧化鋯管內(nèi)、外表面接觸到氣體中氧的濃度有很大差別，在氧化鋯管內(nèi)、外表面的鉑電極之間將會產(chǎn)生電動勢。內(nèi)、外表面氧濃度差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大，反之，越小。稀混合氣，小電動勢；濃混合氣，大電動勢。74輸出特性輸出電壓在理論空燃比附近有突變，過量空氣系數(shù)α=1