13 电控燃油喷射系统的功用、组成、基本原理

日期： 年 月 日No课题：6 1电控燃油喷射系统的功用、组成、基本原理目的要求：1、了解汽油机燃料供给系统的类型及工况。、LLL/LLL/LLL/LLL/LLL/LLL/LLL/LLL/LLL/LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL2、掌握电控燃油喷射系统的功用、组成、基本原理。3、掌握混合气浓度的表示方法及其与发动机工作的关系。重点、难点：重点：电控燃油喷射系统的功用、组成、基本原理。 难点：混合气浓度的表示方法及其与发动机工作的关系。复习提问要点：1、润滑系统维护的主要方法。2、发动机润滑系的拆装步骤。3、机油压力的正常范围及指示方式。机油过低故障的原因分析。教具、实验及教学手段：教具：教材、教案、备课笔记、课件。 教学手段：讲解为主，提问为辅。作业布置:教学反映：教学过程：复习1. 润滑系统维护的主要方法。2发动机润滑系的拆装步骤。3. 发动机润滑系常见故障及其诊断(简述机油压力的正常范围及指示方式。机油过低故 障的原因分析)。新课导入：发动机燃料供给系统工作的好坏对其动力性、经济性和使用寿命均有着重要的影响。 汽油机燃料供给系统的结构和原理相对而言比较复杂，需要掌握的概念也相对来说比较的 多。这节课就从理论的角度对燃料供给系统的功用、结构、组成做一定的讲解，为以后的实 际应用打下基础。讲解新课：61电控燃油喷射系统的功用、组成、基本原理一、汽油机对燃料供给系的基本要求1、燃油供给系的作用根据汽油机的不同工况要求，供给不同浓度的混合气。2、发动机的工况：发动机工作状况的简称，通常用发动机的转速和负荷来表示。发动 机的负荷是指发动机的外部载荷，发动机输出的动力随外部载荷而变化。3、可燃混合气的浓度通常用空燃比或过量空气系数来表示。(1) 空燃比a每工作循环充入气缸的空气量与燃油量的质量比(a = A/F)。理论上可燃混合气完全 燃烧，其空燃比为14.7。(2) 过量空气系数a气缸内的实际空气量与喷入气缸内的燃料完全燃烧所需的理论空气量的质量比。 = 1a 为理论混合气， 1为稀混合气。aa4、稳定工况对混合气浓度的要求稳定工况是指发动机己经预热，转入正常运转，并且在一定时间内工况没有突然变化。(1) 怠速工况怠速是指发动机不对外输出动力，作功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力, 维持发动机以最低稳定转速运转。汽油机怠速转速一般为700900r/min。教学过程：在怠速工况下，进入气缸内的混合气很少，气缸内残余废气对混合气稀释严重，而且转速低， 空气流速小，汽油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。因此，要求供给a =0.60.8的 少量浓混合气。(2) 小负荷工况发动机负荷在25%以下时称为小负荷。由于小负荷时，混合气的数量比怠速时有所提高, 废气对混合气的稀释作用也有所减弱，因而混合气浓度可以略为减小，一般 =0.750.9。a(3) 中等负荷工况发动机负荷在25%85%之间称为中等负荷。由于进入气缸的混合气数量增多，燃烧条 件较好。此外，汽车发动机大部分的时间处在中等负荷下工作，为提高其经济性，应供给较 稀的经济混合气，一般 = 1.01.15。a(4) 大负荷和全负荷工况发动机负荷在85%以上时称为大负荷，负荷为100%时称为全负荷。此时，为了克服较大 的外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率。因此，应供给较浓量多的功率混合气，一般 = 0.85 0.95。a5、过渡工况对混合气浓度的要求汽车在运行中常遇到的过渡工况有：冷起动、暖机和加速三种工况。(1) 冷起动工况起动是指发动机由静止到正常运转的过程，当熄火时间较长、发动机温度己下降至环境 温度时的起动称为冷起动。冷起动时，发动机温度低，汽油蒸发困难,只有供给极浓的混合 气( = 0.20.6),才能保证进入气缸内的混合气中有足够的汽油蒸气，以利于发动机a起动。(2) 暖机工况指冷起动后，发动机的温度逐渐升高到正常工作温度的过程。在暖机过程中，混合气的 浓度应随温度升高而减小，从起动时的极浓减小到稳定怠速运转所要求的浓度为止。(3) 加速工况加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时(如超车)，节气门迅速开大，要求发动机 的动力迅速提高，然而在急剧开大节气门的瞬间，由于汽油的惯性比空气惯性大，汽油流量 的增加比空气流量的增加要慢得多，使混合气暂时过稀，反而使发动机的动力下降甚至熄火。 在急加速时，必须采用专门的装置额外供油，加浓混合气，以满足发动机急加速的要求。综上所述，发动机所要求的空燃比是随发动机工况而变化的，如表6-1所示。二、电控汽油喷射系统的特点1、化油器存在的问题：空燃比控制精度较低，各缸混合气浓度不均匀，影响动了发动 机的动力性能、经济性能和排放性能。2、电控汽油喷射系统产生：20世纪7080年代，排放与节能要求，电子技术发展， 使电控汽油喷射技术在汽车上迅速得到推广和应用，3、电控汽油喷射系统特点：如表6-2所示。教学过程:表6-1发动机各工况对可燃混合气的要求发动机工况空燃比（A/F）（过量空气系 数）起动：（0C）约2( =0.2)起动：（20C）约5a( =0.4)怠速约11( =0.6 0.8)小负荷1213(=0.75 0.9)中等负荷（经济车速）1518( =1.0 1.15)大负荷1213(=0.85 0.95)加速8( =0.40.6)a表6-2电控汽油喷射系统特点电控汽油喷射系统的特点对汽车主要使用性能的影响动力 性能经济 性能排放性能其它使用性 能1.能准确测量发动机的进气量，并根据发 动机工况（转速、负荷）和目标空燃比， 精确计量喷油量，在各种工况下均能配制 最佳空燃比的混合气+O2.进气系统取消了喉管，进气阻力大大减 小,提高了发动机的充气效率+03.燃油以一定压力喷射，雾化质量高；多 点燃油喷射系统，各缸混合气均匀性好； 采用氧传感器反馈控制，能使空燃比控制 在合适的范围内+冷启动性能 好4.空燃比控制系统动态响应快+0+加速性能好5.能自动实现冷车快怠速，有附加装置 （如空调）工作时高怠速00+怠速平稳，工 况过度圆滑6.减速断油功能，当节气门关闭而发动机 转速超过预定转速时，ECU控制喷油器停 止喷油0+07.能根据进气温度、海拔咼度变化，对空 燃比进行修正0+0注：+表示此项性能良好；+表示此项性能优良；0表示此项性能一般教学过程：三、电控汽油喷射系统的类型图6-1多点燃油喷射和单点燃油喷射a）多点汽油喷射系统（MPI） b）单点汽油喷射系统（SPI）1、按喷油器数量分 有多点汽油喷射系统（MPI）和单点汽油喷射系统（SPI）,（图6-1）。（1）多点汽油喷射系统:在每一个气缸的进气门附近装有一个喷油器（图5-1a）,目前 已广泛应用在各种电控汽油喷射发动机上。（2）单点汽油喷射系统:在节气门体上安装一个或两个喷油器（图6-1b），向进气管中 喷油，汽油和空气在进气管中形成可燃混合气，在进气行程时混合气被吸入气缸。间时喷芷2、按汽油喷射方式分 分为连续喷射系统和间歇喷射系统。计）1机i 中m计算机图6-2喷油时序（a）同时喷射（b）顺序喷射（c）分组喷射（1）连续喷射系统:在发动机运转期间连续不断地喷油。这种方式多用于机械控制式和 机电结合式汽油喷射系统中。（2）间歇喷射系统:在发动机运转期间间断喷油，喷油量的多少取决于喷油器开启时间 的长短。它按照喷油时序的不同又可分为顺序喷射、分组喷射和同时喷射（图6-2）。3、按喷射装置的控制方式分分为机械控制式（K型）、机电结合控制式（KE型）和电子控制式（EFI型）喷射系统。教学过程：电子控制式：通过空气流量计和各种传感器，检测发动机的运行状态，经过ECU对这些 信号进行分析、计算、比较、判断后发出喷油脉冲和点火正时指令。4、按空气量的检测方式分可分为进气管绝对压力传感器式和空气流量传感器式两大类，后者又可分为体积流量型 和质量流量型两类，体积流量型有叶片式和卡门旋涡式，质量流量型有热线式和热膜式空气 流量计等类型。5、按喷油器的喷射位置分可分为缸内直喷和缸外喷射。缸内直喷是指喷油器将汽油直接喷射到气缸燃烧室内，因 此需要较高的喷射压力（0.30.4MPa）；缸外喷射是指进气支管或进气门前喷射，这是本章 将要讨论的内容。四、本章小结1、混合气的基本概念。2、汽油机燃料供给系统的功能。3、汽油机工况对混合气浓度的要求。4、汽油机燃料供给系统的分类。