燃油控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理(課堂PPT)

1、第三章 燃油控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理,1,第一節(jié) 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的組成及功能,一、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)與化油器發(fā)動(dòng)機(jī)的比較 二、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成及功能,2,一、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)與化油器發(fā)動(dòng)機(jī)的比較,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)：包括打“”部分，也包括打“o”部分但有所區(qū)別，另外還有電控部分。,3,二、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成及功能,1. 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的控制原則 2. 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的組成及功能,4,1. 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的控制原則,以電腦（ECU）為控制核心，以空氣流量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ)，以噴油器、點(diǎn)火器和怠速空氣調(diào)整器等為控制對(duì)象，保證獲得與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況相匹配的最佳混合氣成分和點(diǎn)火時(shí)刻。,5,2. 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的組成及功能,電控汽油噴射系統(tǒng)

2、主要由下列四部分組成： 進(jìn)氣系統(tǒng) 供油系統(tǒng) 控制系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),6,7,第二節(jié) 空氣供給系統(tǒng),一、空氣供給系統(tǒng)的組成與作用 二、各種工況空氣供給系統(tǒng)的供給,8,一、空氣供給系統(tǒng)的組成與作用,空氣供給系統(tǒng)主要由空氣濾清器、空氣流量傳感器、怠速控制閥及節(jié)氣門體組成，其作用是控制和計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)所必需的空氣量。,9,二、各種工況空氣供給系統(tǒng)的供給,1. 大負(fù)荷和中等負(fù)荷工況 采用節(jié)氣門來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，如圖所示。 通常，空氣流量由節(jié)氣門控制，而節(jié)氣門則通過(guò)油門踏板操作。,10,2. 怠速及暖機(jī)工況的空氣供給,怠速時(shí)，節(jié)氣門關(guān)閉，空氣則由旁通道通過(guò)。怠速轉(zhuǎn)速的控制可由怠速調(diào)整螺釘、空氣閥或怠速控制

3、閥等調(diào)節(jié)裝置通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng)旁通道的空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，廣泛采用帶ECU控制的怠速控制閥來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速及負(fù)荷。 在冷卻水溫度較低時(shí)，為了加快發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)過(guò)程，ECU控制的怠速控制閥可提供較多的空氣量。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，又可稱為快怠或高怠速。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度逐漸升高，怠速調(diào)整裝置可使旁通的空氣量逐漸減小，至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸恢復(fù)正常為止。,11,12,第三節(jié) 燃油供給系統(tǒng),一、燃油供給系統(tǒng)的組成及作用 二、電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)與原理 三、燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理 四、電磁噴油器的結(jié)構(gòu)與原理 五、燃油壓力脈動(dòng)阻尼器,13,一、燃油供給系統(tǒng)的組成及作用,燃油供給系統(tǒng)的作

4、用是供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程所需的燃油。它主要由電動(dòng)燃油泵、燃油濾清器、燃油脈動(dòng)阻尼器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器等組成,14,二、電動(dòng)燃油泵的結(jié)構(gòu)與原理,1. 電動(dòng)燃油泵的組成與作用 2. 電動(dòng)燃油泵的工作原理 3. 電動(dòng)燃油泵的分類,15,1. 電動(dòng)燃油泵的組成與作用,電動(dòng)燃油泵主要是由油泵、永磁電動(dòng)機(jī)、安全閥、單向閥和外殼等組成,16,2. 電動(dòng)燃油泵的工作原理,燃油泵裝在油箱內(nèi)，燃油泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)泵內(nèi)油壓超過(guò)一定值時(shí)，燃油頂開單向閥向油路供油。當(dāng)油路堵塞時(shí)，卸壓閥開啟，泄出的燃油返回油箱。,17,3. 電動(dòng)燃油泵的分類,（1）滾珠式燃油泵 （2）齒輪式燃油泵 （3）渦輪式燃油泵 （4）側(cè)槽式燃油泵

5、,18,（1）滾珠式燃油泵,A）結(jié)構(gòu) 滾珠式燃油泵是由電動(dòng)機(jī)、泵體、滾珠及外殼等組成，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，滾珠緊靠泵套,19,滾珠式燃油泵,B）工作原理 當(dāng)偏心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，一邊油腔由于容積由小到大，產(chǎn)生真空而形成吸油過(guò)程，另一邊的油腔由于油腔由大到小，產(chǎn)生高壓而形成泄油過(guò)程。,20,（2）齒輪式燃油泵,A）結(jié)構(gòu) 由電動(dòng)機(jī)、帶外齒的主動(dòng)齒輪、帶內(nèi)齒的從動(dòng)齒輪組成，主動(dòng)齒輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，從動(dòng)齒輪可在泵套內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，可保證主、從動(dòng)齒輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，總能使每個(gè)齒的齒輪廓線相互成點(diǎn)接觸，形成多個(gè)工作腔。,21,齒輪式燃油泵,B）工作原理 當(dāng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，各個(gè)工作腔的容積在

6、不斷地變化。某一工作腔從進(jìn)油口轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，容積增大，產(chǎn)生真空而形成吸油過(guò)程；當(dāng)某一工作腔從出油口轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，則容積減小，產(chǎn)生高壓而形成泄油過(guò)程。,22,（3）渦輪式燃油泵,A）結(jié)構(gòu) 渦輪泵主要由電動(dòng)機(jī)、葉輪、限壓閥、單向閥等組成，其中單向閥可防止燃油倒流，并可使油路保持一定的殘余壓力，以減少氣阻，便于發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)。而限壓閥，當(dāng)燃油壓力達(dá)到400Kpa時(shí)，限壓閥打開，高壓燃油回到泵的進(jìn)油室，可防止油路阻塞時(shí)，管路油壓過(guò)高，以保護(hù)燃油泵。,23,渦輪式燃油泵,B）工作原理 當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片溝槽前后由于摩擦的作用，產(chǎn)生了壓力差，經(jīng)疊加后，使燃油壓力增加，并經(jīng)單向閥從出油口排出。,24,（4）側(cè)槽式燃油泵,

7、側(cè)槽泵是齒輪泵的一種變形，其結(jié)構(gòu)與齒輪泵不同，但工作原理與齒輪泵相似。 其突出的特點(diǎn)是能以蒸氣合燃油混合物運(yùn)行，并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆艢饪诜蛛x或提高壓力使蒸氣冷凝來(lái)消除蒸氣泡，這對(duì)燃油噴射系統(tǒng)非常重要。,25,雙級(jí)泵,26,三、燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理,1. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用 2. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理,27,1. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用,燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力的變化來(lái)調(diào)節(jié)燃油總管的油壓，使噴油器的噴油相對(duì)壓力保持恒定，使得噴油器的燃油噴射量唯一地取決于噴油器的開啟時(shí)間。 【分析】 （1）噴油器的噴油量與噴油器的噴油相對(duì)壓力和電磁閥的開啟時(shí)間成正比。 （2）噴油器的噴油相

8、對(duì)壓力與燃油管路壓力和進(jìn)氣歧管真空度成正比。 【結(jié)論】 若噴油器的噴油相對(duì)壓力保持恒定不變，通過(guò)控制電磁閥的開啟時(shí)間，即可以控制電磁噴油器的噴油量。,28,2. 燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理,【工作過(guò)程分析】 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，若進(jìn)氣歧管負(fù)壓增加，則可使作用在調(diào)節(jié)器膜片彈簧室側(cè)的壓力減小，在燃油總管的油壓作用下，膜片上移，打開閥門，使多余部分的燃油從回油管流回油箱，燃油總管系的油壓隨之相應(yīng)減小，從而使得噴油器的噴油相對(duì)壓力不隨進(jìn)氣歧管真空度的變化而發(fā)生變化，即保持恒定。,29,燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理,【結(jié)構(gòu)分析】 燃油總管壓力彈簧壓力進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 噴油器的噴油相對(duì)壓力彈簧壓力 【結(jié)論】 利

9、用進(jìn)氣歧管的真空度來(lái)控制單向閥的開啟壓力，來(lái)調(diào)節(jié)燃油總管的壓力，使噴油器的噴油相對(duì)壓力保持不變，如圖所示。,30,燃油壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理,噴油器噴出的油量是用改變噴油信號(hào)持續(xù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行控制的。由于進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度是隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況而變化的，即使噴油信號(hào)的持續(xù)時(shí)間和噴油壓力保持不變，工況變化時(shí)噴油量也會(huì)發(fā)生少量的變化，為了得到精確的噴油量，必須使油壓A和進(jìn)氣歧管真空度B的總和保持不變。,31,四、電磁噴油器的結(jié)構(gòu)與原理,1. 電磁噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理 2. 電磁噴油器的特性 3.電磁噴油器的驅(qū)動(dòng)電路,32,1. 電磁噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電磁噴油器有幾種分類形式。根據(jù)噴油器的燃

10、料送入方式可分為頂供式噴油器和底供式噴油器；根據(jù)噴油器的用途又可分為單點(diǎn)式噴油器和多點(diǎn)式噴油器；根據(jù)噴油器的驅(qū)動(dòng)電路型式又可分為低阻噴油器和高阻噴油器；根據(jù)噴油器的噴口特點(diǎn)又可分為軸針式、球閥式和片閥式噴油器。,33,（1）軸針式噴油器,A）結(jié)構(gòu) 軸針式電磁噴油器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。它主要是由噴油器外殼、噴油嘴、針閥、彈簧、銜鐵及電磁線圈等組成。,34,軸針式噴油器,B）工作原理 當(dāng)ECU發(fā)出噴抽脈沖信號(hào)時(shí)，噴油器的電磁線圈電路被觸發(fā)接通，電磁線圈產(chǎn)生電磁吸力，吸動(dòng)銜鐵帶動(dòng)針閥離開閥座上移約0.1mm，壓力油從針閥與閥座之間精密環(huán)形縫隙中噴出。為使燃油能被充分霧化，軸針的前端被加工成針狀。當(dāng)噴

11、油信號(hào)結(jié)束后，噴油器電磁線圈的電流被切斷，電磁力迅速消失，在噴油器螺旋彈簧的作用下，針閥迅速回位，閥門關(guān)閉，噴油器停止噴油。,35,36,（2）球閥式噴油器,37,（3）片閥式噴油器,A）結(jié)構(gòu) 片閥式電磁噴油器的結(jié)構(gòu)如圖所示。它與其他類型噴油器的最大區(qū)別在于只用一塊0.5g的圓形閥片來(lái)代替針閥并與孔式閥座組合成液壓閥。由于片閥的運(yùn)動(dòng)慣量極小，有利于減少噴油器開閉時(shí)的滯后時(shí)間，因而可提高噴油器的計(jì)量精度，動(dòng)態(tài)流量范圍大，工作噪聲低，還具有良好的耐久性。,38,片閥式噴油器,B）工作原理,39,（4）單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)的電磁噴油器,多點(diǎn)噴油系統(tǒng)中噴油器通過(guò)絕緣墊圈安裝 在進(jìn)氣歧管或進(jìn)氣道附近的缸蓋上

12、，并用輸油管將其固定。多點(diǎn)噴油系統(tǒng)每缸有一個(gè)噴油器,40,單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)的電磁噴油器,單點(diǎn)噴油系統(tǒng)的噴油器安裝在節(jié)氣門體上，各缸共用一個(gè)噴油器。它是將一只或兩只電磁噴油器、壓力調(diào)節(jié)器和傳感器等安裝在節(jié)氣門體上，其總成被稱之謂中央噴射單元（如圖所示）。電磁噴油器是中央噴射單元中最重要的一個(gè)部件，其功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下，向氣缸提供計(jì)量精確的霧化燃油。,41,單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)的電磁噴油器,42,2. 電磁噴油器的特性,電磁噴油器的特性是用來(lái)研究電磁噴油器各種性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中包括的內(nèi)容有電磁噴油器的工作特性、電磁噴油器的工作流量特性及電磁噴油器的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)。,43,（1）電磁噴油器的工作特性,A 電磁噴油器的工作特性研究的是噴油器針閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于噴油器針閥的機(jī)械慣性及電磁慣性等影響，針閥的運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。 蓄電池電壓對(duì)噴油無(wú)效時(shí)間（ToTc）影響較大。因此，當(dāng)蓄電池電壓發(fā)生變化時(shí)，對(duì)噴油器的噴油量必將產(chǎn)生影響，必須進(jìn)行修正,44,（2）噴油器的流量特性,45,3. 電磁噴油器的驅(qū)動(dòng)電路,46,電磁噴油器的驅(qū)動(dòng)電路,47,五、燃油壓力脈動(dòng)阻尼器,當(dāng)電動(dòng)燃油泵泵油時(shí)或噴油器噴油時(shí)，在燃油輸入管道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生燃油壓力脈動(dòng)，影響了噴油器的噴油精度。為了避免這種現(xiàn)象產(chǎn)生，通?？砂惭b燃油壓力脈動(dòng)阻尼器