汽油机燃料供给系构造与维修教案

汽油机燃料供给系构造与维修教案 第六章 发动机燃料供给系构造与维修 学习目标: 1. 了解电喷式汽油机燃油供给系的基本构造组成及作用; 2. 掌握电喷汽油机燃油供给系主要零部件的构造、相互装配关系与检修方法; 3. 掌握简单油路系统工作诊断方法; 4. 了解化油器式汽油机的组成、工作原理与混合气的形成过程。 学习难点: 1. 掌握电喷汽油机燃油供给系主要零部件的构造、相互装配关系与检修方法; 2. 掌握电喷式燃油供给系主要部件构造与功用及维修方法; 3. 了解化油器式汽油机的组成、工作原理与混合气的形成过程。 第一节 概 述 一、 电喷汽油机简介 电喷汽油机分类方法复杂。从供油角度来说，可分为多点喷射和单点喷射两种。单点喷射系统在性能上要比多点喷射系统差一些，但其结构简单，故障点少，且对发动机的改动较小。特别是大量生产后，其成本较低，仅略高于传统式化油器的成本。目前，在我国客车上得到普遍及应用。现在我国轿车上使用最广泛。 从供气角度来说，主要有进气歧管绝对压力传感器(D型)和空气流量计(L型)两种。但不论如何划分，其基本上都是由燃油供给系、空气供给系、电子控制装置三部分组成。 二、 电喷式汽油机燃料供给系简介 汽油机燃料供给系主要由供气、供油和排气三部分组成。 (一)组成 供油部分由燃油箱1、电子燃油泵2、燃油滤清器3、供油管4、喷油器5、稳压器6和回油管7等组成。 供气部分由空气滤清器、空气流量计10、节气门体11、进气歧管12等组成; 排气部分由排气歧管、三元催化器和排气消音器等组成。 (二) 工作过程 空气经空气滤清器、空气流量计、节气门至进气歧管;燃油经燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、进油总管、喷油器至进气歧管;空气和汽油在进气歧管内相遇混合，并一同被吸入气缸，燃烧后生成的废气通过三元催化器、排气管和排气消声器排入大气。多余的燃油经稳压器和回油管流回油箱。 电控单元16首先通过各相关传感器(10、11、13、14、15等)获取信息，然后将这些信息与存储的预置好的信息进行比较，进而确定在这种状态下燃油喷嘴应喷射的燃油量。 第二节 电喷式发动机燃料供给系各主要部件构造及维修 一、供气部分组成 1.空气滤清器 作用:滤去空气中的尘土和沙粒，以减小气缸、活塞和活塞环的磨损，消除发动机在进气行程中所产生的噪音。 空气滤清器的故障现象:发动机起动困难、怠速不良等。 空气滤清器的故障原因:空气滤清器的核心部件是滤芯，滤芯很容易发生脏污堵塞，堵塞严重时会影响发动机正常进气量，导致混合气过浓，从而影响发动机正常工作。 处理方法:定期或定公里数保养给滤清器除尘或更换。 2.空气流量计和进气压力传感器 按空气流量的测量方式不同分为空气流量计和进气压力传感器两种。 (1)进气压力传感器 安装位置:进气压力传感器一般安装在进气歧管上。 工作原理:(构造如图6-5) 发动机工作时，从进去管来的空气经传感器前的滤清器过滤后作用在硅膜片上，使硅膜片产生变形。进气流量越大，进气管压力就越高，硅膜片变形也就越大。硅膜片的变形通过集成电路最终转化为进气量信号，电控单元根据此信号作为计算进入气缸中空气量的主要依据。 (2)空气流量计 安装位置:空气流量计一般安装在空气滤清器和节气门之间，多用于中高级轿车;空气流量计有翼片式、热丝式、卡门旋涡式及热膜式等几种。 热膜式空气流量计工作原理、工作时，热膜 通电发热，空气流过热膜时会带走热膜上的热 量，空气流量越多，则带走热量越多，从而可确 定空气流量多少。 热膜式空气流量 计 翼片式空气流量计组成及工作 原理 组成:核心部件是翼片、测量 室和电位计。 工作原理:当进入气缸的空气 流经过翼片式时，翼片转动，进气 量与翼片转动角度成正比，从而确 定进气量多少。 (3)故障检测与排除 空气流量计或进气压力发生故障，会导致发动机启动困难，加速不良、怠速游车等现象，可通过解码器进行检测或拆下用万用检测各插头间电阻值。若非电路故障，则为机械故障，如机械损伤、脏污或空气流量计卡滞，必要时更换空气流量计或进气压力传感器。 热膜式空气流量计检测方法如下:拆下后，先进行外观观察，若无外观损伤，则将空气流量传感器线束插接器拨开，传感器接上蓄电池电压，测其信号电压。如果信号电压正常，再向空气流量计吹入空气，信号电压应随风量的大小变化而灵敏地变化。如信号电压在风量变化时不变，变化极小或变化迟缓等均为热丝污损，否则为控制器故障。 空气流量传感器是精密器件，在维修时要注意以下几点: ? 严禁敲击防止跌落，以免损坏或使信号失准。 ? 不能用水或其他清洗剂喷洗空气流量传感器，以免损坏热膜或 内部电路。 ? 不要随便解体空气流量传感器，将会导致其损坏或性能变化; ? 要判定为空气流量传感器不良，一般采用更换的方法使系统恢 复正常。 3.节气门体 (1)构造与作用 安装位置:节气门体通常安装在流量计与稳压箱之间，受油门踏板控制。 作 用:通过改变节气门的大小改变进气通道横截面积的大小，来控制发动机的工况，并通过节气门位置传感器检测发动机负荷。 构 造:节气门体是由节气门及装在壳体上的一些部件，如节气门位置传感 器、节气门缓冲器、怠速 旁通气道和怠速调整螺 钉等组成。 (2)故障检修 发动机工作时，驾驶员通 过操纵加速踏板使节气 门转动，来控制进气旁通 道截面积的变化，即控制 进入发动机气缸内的进 气量，从而达到控制发动 机转速和负荷的目的。发 动机怠速运转时，节气门 关闭，怠速时所需的空气经旁通气道进入进气总管。在旁通通路中，装有可 变旁通通路截面积的调整螺钉，可进行怠速调整。为了实现怠速的自动控制， 在怠速旁通通道中还设置了能改变通道面积的步进电机。 (3)工作原理 节气门体机械故障主要表现为壳体损伤、节气门脏污或卡滞。 主要解决办法是清洗节气门，若发生机械损伤必须更换。 4.进、排气管 组成:进、排气管主要由近期歧管、排气歧管、三元催化器、中间消音 器和主消音器组成。 (1) 进、排气歧管 进气歧管多为铝合金或合成塑料制作，其进气口安装在节气门体后，出气口安装在气缸盖一侧，上面通常有1个以上的真空接管口，通过真空管道与其他部件相接。排气歧管一般由铸铁或纯铁制成，一端安装在气缸盖一侧，另一端接排气管。 进、排气歧管在安装时，与气缸盖间均有垫，其最常见故障表现为漏气，一般为垫处结合不良或有裂纹产生。 (2)三元催化器 三元催化器安装在排气消音器前，其核心部件是陶瓷催化反应体，其任务是将气缸排出的废气中的CO、HC、NO进行反应，使它们再次反应生成二氧化碳和水，从而减少对环境的污染。 三元催化器只有在一定温度下才能作用，使用三元催化器的汽车禁止使用含铅汽油，以防止其中毒，过早损坏。 (3)排气消音器 主要任务:是消除排出气缸的废气中的噪音和火星。 组成:其核心部件是多空管道，高能气体在气眼中来回运动的结果 是把能量减少或消除。 三、 供油部分 (一)作用与组成 主要任务:供油部分的主要任务是担负着储存、清洁并供给喷油器一定压力的燃油的任务。 组成:燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、喷油器、燃油压力调节器、输油管和回油管道等组 成。 (二)汽油供给系统主要部件构造与维修 1、作用与构造 安装位置:汽油箱一般安装在车架外侧、驾驶员座下或货箱下面， 轿车油箱装在车架后部。 作用:储存燃油 油箱安装位置 油箱安装位置 材料:多为薄钢板冲压焊制，内部镀锌或镀锡，有点用塑料铸制。 结构:油箱上部有加油管，加油管由油箱盖密封，同时为保证汽油泵正常工作，油箱盖设有空气阀与蒸汽阀。一般的油箱内均装有油量传感器，许多电喷式汽车的电动燃油泵也装在油箱内。 2.电动燃油泵 分类:滚柱式和叶片式两种。 安装位置:滚柱式多安装在油箱外，叶片式多安装在燃油箱内(需燃油冷却)。 作用:是将燃油箱中的燃油吸出并加以一定压力供给各喷油器。 (1)滚柱式电动燃油泵 组成:主要由壳体、转子和滚柱组成。 工作过程:转子偏心地安 装在泵体内，滚柱装在转子 的凹槽中。当转子旋转时， 滚柱在离心力的作用下紧压 在泵体的内表面上;同时在 惯性力腔作用下，滚柱总是 与转子凹槽的一个侧面贴紧，从而形成若干个工作腔。在汽油泵工作过程中，进油口一侧的工作容积增大，成为低压吸油腔，汽油经进油口被吸入工作腔内。在出油口一侧的工作腔容积减小，成为高压油腔，高压汽油从压油腔经出油口流出。 限压阀(溢流阀)的作用是当油压超过0.45MPa开启，使汽油回流到进油口，以防止油压过高损坏汽油泵。 在出油口处装设单向止回阀(出油阀)，当发动机停机时，止回阀关闭，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定的油压。 (2)叶片式电动汽油泵 组成:叶片式电动汽油泵的核心部件是叶片，叶片由电动机驱动，在进油口A处产生真空，将汽油吸入，在出油口B处将汽油泵出，形成高压供给各个喷油器。 叶轮是一个圆形平板，在平板的圆周上加工有小槽，形成泵油小叶。 ～叶片式燃油泵安装在燃油箱内，当燃油箱油量过低时(油泵露出)，禁止开机工作，以防烧坏油泵。 (3)电动汽油泵的维修 A 常见故障:泵内阀泄露、电动机故障，油泵损坏而泵，油压力不足。 B 产生原因:油泵损坏而泵油压力不足的故障一般是油箱内缺油时使用油泵而使之冷却不足导致。 C 检修方法:将油泵拆下后，侵入汽油中，接通电机线路，观察喷“油”扬程。若电机不工作则为电机故障，若扬程不符合标准，则为机械故障，需更换电动燃油泵。 3.汽油滤清器 组成:汽油滤清器主要由壳体、滤芯、油塞、滤网组成。 汽油滤清器的核心是滤芯，担负着将进入喷油嘴前的燃油过滤干净的重任，一旦脏污严重会影响到燃油系的正常供油，所以在定期或定公里程的保养过程中必须清洁或更换滤清器。 4.喷油器 (1)构造与作用 安装位置:多点喷射式发动机的 喷油器安装在进气歧管上。 喷油器的本质就是电磁阀，其功 用是按电控单元指令将一定数量的汽油适时地喷入进气歧管内。 分类:按喷油口结构不同可分轴针式、孔式; 按线圈电阻值不同可分高阻(13,16Ω)和低阻(2,3Ω)型。 (2) 喷油过程 通电时电磁阀产生电磁 力，衔铁及针阀被吸起， 喷油器开启，汽油经喷油 孔喷入进气道或进气管。 断电时电磁力消失，衔铁 及针阀在复位弹簧的作用 下将喷孔封闭，喷油器停 止喷油。 喷油器的通电、断电由电 控单元以电脉冲控制，喷油量 由电脉冲宽度决定:脉冲宽度正比与喷油持续时间正比与喷油量。一般针阀 升程约为0.1mm，而喷油持续时间在2,10ms范围内。 (3)常见故障及维修方法 A、故障现象:不喷油、喷油器密封不严、滴油。 B、检测方法:将喷油器装在喷油器清洗检测仪上进行，调控好机器先进 行清洗，后再检查喷油量、喷雾形状以及是否有滴漏现象。 C、处理方法:如不符合标准，则应更换喷油嘴。 手工检查方法:将喷油器用软油管与发动机输油管路相接，再用专用接线器将喷油器接线端子接上蓄电池电压，然后将汽油泵插接器短接，并接通点火开关，使汽油泵工作(发动机不工作)，看喷油器喷油是否正常。拆下专用接线器，使喷油器停止喷油，看喷油器漏油与否。每秒滴油少于一滴为阀密封性能良好，否则需要换喷油器。 用万用表测量喷油器两接线柱，喷油器电磁线圈电阻值在标定值之间，如果测得电阻过小或过大都需要更换喷油器。 5.稳压器 (1)构造与作用 稳压器有三个接口:一个进 油口接燃油分配管，一个出油 口接油箱回油管，一个是真空 管接进气歧管。 任务:使进入燃油分配管的 燃油维持在一定的油压范围 内。 (2)工作原理: 油压大小由弹簧和 气室真空度两者协调。当油压超过标准值 时，高压燃油会顶动膜片上移，将球阀打开， 多余燃油会从回油口经回油管流回油箱，当 油压力降至标准值时，弹簧会下压膜片将球 阀关闭。真空度与发动机负荷成正比的增长关系，负荷大则真空度大，真空度大则回油量大。 (3)常见故障及维修方法 故障现象:稳压器故障常发生在膜片和阀口处，一般表现为膜片破裂或阀门关闭不严。 处理方法:可用嘴吸方法检测膜片是否破裂。 可从进油口加入较高压力燃油检测回油管是否漏油。若有，更换稳压器。 第三节 化油器式汽油机燃油供给系介绍 一、组成 化油器式汽油机燃料供给系的组成 二、工作原理 在汽油泵的抽吸下，汽油经油箱9至汽油滤清器7，滤去杂质和水分后，再经汽油泵6送至化油器3，与此同时，空气经空气滤清器2过滤后送至化油器3，在气缸吸力作用下，汽油与空气在化油器中雾化，形成均匀的混合气，并经进气管4进一步汽化，形成可燃混合气并分配至各气缸燃烧，燃烧后的废气经排气管5和排汽消声器8排入大气。 三、可燃混合气的形成 混合气形成的核心部件是化油器，肩负着将燃油雾化的重任。化油器的基本构造和混合气形成的工作过程。 1.化油器的基本构造 化油器主要由喉管5、喷油管4、节气门6、浮子室3、浮子3、三角针阀2等组成。浮子室盛装汽油，三角针阀与汽油泵相配合稳定液面的高度在规定高度。喉管是用来增大气流的速度，使喷管出口处产生吸油真空度，此处气流速度大于燃油流出速度的25倍，使燃油被吹散雾化。喷管和量孔喷管的出油口在喉管的咽喉处，切口朝下，喷口高出浮子室油面2,5mm，喷油管与浮子室相通。节气门由 踏板控制，可控制可燃混合气的流量，改变发动机的功率。 2.可燃混合气的形成过程 在气缸内活塞下行产生真 空吸气过程中，空气经化油器 流入气缸。可燃混合气在 0.02,0.04s的极短时间内从开始雾化到全部汽化，分为三个阶段: (1) 最初阶段:在化油器中，燃油从喷管喷出，在高速空气 流冲击下雾化，并在混合室与空气初步混合。由于压力 的降低，造成小部分燃油汽化。 (2) 持续阶段:在进气管中，大部分燃油雾化，小部分汽化 的燃油和空气的混合物流经进气管时，由于进气管的降 压作用、高速气流的冲刷以及进气管的加热作用，不断 蒸发汽化。 (3) 进入气缸至点火前，在此过程中进一步受热气化，形成 良好的可燃混合气。 第四节 燃油供给系统的故障诊断与维修 一、化油器式燃油供给系统的故 障诊断与维修 (一)混合气过浓 1、故障现象:发动机不易发动， 火花塞积炭严重;排气管冒黑烟 或放炮;发动机加速不灵，动力 不足，油耗增加。 2、故障主要原因及处理方法 (1)空气滤清器过脏堵塞。清洁或更换空气滤清器。 (2)浮子室油平面过高。调低浮子室油平 面。 (3)浮子浮力减小或进油针阀关闭不严。 更换或修理浮子或进油针阀。 (4)阻风门开度不足。排除阻风门机构卡 滞，检查调整阻风门拉索。 (5)主供油量孔过大。更换主供油量孔。 (6)主空气量孔堵塞。清洁疏通主空气量 孔。 (7)真空加浓装置故障。疏通真空气道，更换真空活塞，清洗或更换出油阀。 (8)阻风门真空驱动器失效。紧固真空管接头或更换真空驱动器。 (二)混合气过稀 1.故障现象 发动机不能或不易起动，化油器有时回火;动力不足，加速不灵;发动机水温过高。 2.故障主要原因及处理方法 (1)主、副腔主供油量孔、怠速油量孔或油道堵塞。清洗疏通各量孔及油道。 (2)浮子室油平面过低。调高浮子室油平面。 (3)汽油滤清器或化油器进油滤网堵塞。清洗或更换滤芯或滤网。 (4)汽油泵损坏。更换汽油泵。 (5)化油器进油针阀卡死。修理或更换进油针阀。 (6)供油管路堵塞或漏气。疏通或紧固供油管路。 (7)真空加浓装置故障。检查真空加浓装置弹簧，清洗其出油针阀。 (8)进气歧管、化油器底座漏气或真空管脱落。 (三)怠速不良 1.故障现象 怠速不稳，怠速过高和无怠速。怠速不稳就是怠速运转时发动机发抖，转速不稳;怠速过高是指调不出规定的最低稳定转速;无怠速即完全松开油门后发动机熄火。 2.故障主要原因及处理方法 (1)节气门和怠速油量调节螺钉调整不当。仔细调整两调节螺钉 (2)、怠速油道截止电磁阀故障。更换怠速油道截止电磁阀。 (3)、怠速油道调节螺钉损坏或怠速油道、怠速量孔堵塞、更换怠速调节螺钉，清洗、疏通怠速量孔或油道。 (4)真空管脱落或衬垫漏气。紧固真空管接头及各部分连接或更换损坏衬垫。 (5)进气歧管电加热器或热敏开关损坏。更换电加热器或热敏开关。 (6)进气恒温控制装置失效。更换进气温度控制开关或真空调节装置。 (7)额外负荷自调装置失效。更换负荷自调电磁阀或负荷自调拉力器，调整负荷自调装置的作用时刻。