1、单元四单元四 汽油机燃料供给系统汽油机燃料供给系统教学目标教学目标1.熟悉汽油机燃料供给系统的功用熟悉汽油机燃料供给系统的功用2.熟悉可燃混合气浓度的表示方法及各种不同工熟悉可燃混合气浓度的表示方法及各种不同工况对混合气浓度的要求况对混合气浓度的要求3.熟悉汽油机电控燃油喷射系统的类型熟悉汽油机电控燃油喷射系统的类型4.掌握空气供给系统、燃油供给系统及控制系统掌握空气供给系统、燃油供给系统及控制系统的功用、工作过程、各主要部件的结构及原理的功用、工作过程、各主要部件的结构及原理汽油机燃料供给系统汽油机燃料供给系统v功能：功能：根据发动机各种工况的不同要求，配制出一定数量和根据发动机各种工况的不
2、同要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供往气缸，并在做功行程完成后，将燃烧浓度的混合气，供往气缸，并在做功行程完成后，将燃烧废气排出气缸。废气排出气缸。v类型：类型：化油器式燃料供给系统：结构简单、使用方便、价格便化油器式燃料供给系统：结构简单、使用方便、价格便宜，但燃料分配不均匀，混合气浓度控制质量差，难以实宜，但燃料分配不均匀，混合气浓度控制质量差，难以实施反馈控制以及排气污染严重等。施反馈控制以及排气污染严重等。电控燃油喷射式燃料供给系统：由空气供给系统、燃油电控燃油喷射式燃料供给系统：由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统组成。供给系统和控制系统组成。一、可燃混合气浓度对发动机性能的影
3、响一、可燃混合气浓度对发动机性能的影响一）可燃混合气浓度表示方法一）可燃混合气浓度表示方法 可燃混合气浓度：可燃混合气中燃油占混合气的比例。通可燃混合气浓度：可燃混合气中燃油占混合气的比例。通常用过量空气系数或空燃比来表示。常用过量空气系数或空燃比来表示。1.过量空气系数（过量空气系数（）：当当=1-理论或标准混合气；当理论或标准混合气；当1-稀混合气。稀混合气。2.空燃比（空燃比（A/FA/F）：）：1kg汽油理论上完全燃烧时所需的空气为汽油理论上完全燃烧时所需的空气为14.7kg。当当/F=/F=14.7-理论或标准混合气；当理论或标准混合气；当A/FA/F14.7-稀混合气。稀混合气。4
4、.14.1 概述概述)kg燃烧1kg燃料实际供给的空气质量过量空气系数(理论完全燃烧1燃料时所需的空气质量/)A F 空气质量空燃比(燃油质量4.14.1 概述概述二）可燃混合气浓度对汽油机工作的影响二）可燃混合气浓度对汽油机工作的影响 0.850.850.950.95功率混合气。功率混合气。=1.05=1.051.151.15经济混合气。经济混合气。0.850.850.950.95过浓混合气。过浓混合气。1.051.051.151.15过稀混合气。过稀混合气。0.40.40.50.5火焰传播上限。火焰传播上限。1.31.31.41.4火焰传播下限。火焰传播下限。4.14.1 概述概述三）发动
5、机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求 发动机工况是发动机工作状况的简称，包括发动机转速的发动机工况是发动机工作状况的简称，包括发动机转速的高低和负荷的大小。根据其运行特点，分冷启动、怠速、小高低和负荷的大小。根据其运行特点，分冷启动、怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷、加速和暖机负荷、中等负荷、大负荷和全负荷、加速和暖机7种工况。种工况。1.冷启动工况冷启动工况冷启动：发动机由静止到正常运转的过程，或当熄火时间冷启动：发动机由静止到正常运转的过程，或当熄火时间较长、发动机温度已下降至环境温度时的启动过程称为冷启较长、发动机温度已下降至环境温度时的启动过程称为冷启
6、动。动。冷起动时：冷起动时：=0.2=0.20.6 0.6 极浓混合气极浓混合气原因：转速低，不利于燃油雾化；温度低，蒸发困难。目原因：转速低，不利于燃油雾化；温度低，蒸发困难。目的是保证进入汽缸内的混合气中有足够的燃油蒸汽。的是保证进入汽缸内的混合气中有足够的燃油蒸汽。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求2.怠速工况怠速工况怠速：发动机对外无动力输出，做功行程产生的动力只怠速：发动机对外无动力输出，做功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持发动机以最低转速稳定用来克服发动机的内部阻力，维持发动机以最低转速稳定运转。汽油机怠速转
7、速一般为运转。汽油机怠速转速一般为700900r/min。怠速时：怠速时：=0.6=0.60.8 0.8 浓混合气浓混合气原因：在怠速工况下，节气门开度最小，进入气缸内的原因：在怠速工况下，节气门开度最小，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，混合气形成不速低，空气流速小，汽油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。均匀。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求3.小负荷工况：负荷在小负荷工况：负荷在25%以下。以下。小负荷时：小负荷时
8、：=0.70.9 较浓混合气较浓混合气原因：由于小负荷工况时，节气门略开，混合气的数量和原因：由于小负荷工况时，节气门略开，混合气的数量和品质比怠速工况时有所提高，废气对混合气的稀释作用也相品质比怠速工况时有所提高，废气对混合气的稀释作用也相对减弱，所以混合气浓度可以略为减小对减弱，所以混合气浓度可以略为减小。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求4.中等负荷工况：负荷在中等负荷工况：负荷在25%85%之间。之间。中等负荷时：中等负荷时：=1.051.15 较稀混合气较稀混合气 原因：由于节气门开度较大，汽缸的混合气数量增多，原因：由于节
9、气门开度较大，汽缸的混合气数量增多，燃烧条件较好。此外，发动机大部分的时间处在中等负荷燃烧条件较好。此外，发动机大部分的时间处在中等负荷工况下工作，为提高其经济性，应供给较稀的经济混合气。工况下工作，为提高其经济性，应供给较稀的经济混合气。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求5.大负荷工况和全负荷工况大负荷工况和全负荷工况大负荷工况：负荷在大负荷工况：负荷在85%-100%之间。之间。全负荷工况：负荷为全负荷工况：负荷为100。大负荷和全负荷时：大负荷和全负荷时：=0.850.95 功率混合气功率混合气原因：为了克服较大的外部阻力，要求
10、发动机发出尽可能原因：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，应供给质浓量多的混合气。大的功率。因此，应供给质浓量多的混合气。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求6.加速工况加速工况 加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时，油门迅速开加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时，油门迅速开大，要求发动机的动力迅速提高；但在急加速瞬间，由于大，要求发动机的动力迅速提高；但在急加速瞬间，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，使混合气暂时过稀，容易引起发
11、动机的动力下增加要慢，使混合气暂时过稀，容易引起发动机的动力下降甚至熄火。因此，在急加速时，必须采用专门的装置额降甚至熄火。因此，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。外供油，加浓混合气，以满足发动机急加速的要求。4.14.1 概述概述三）发动机各种工况对混合气浓度的要求三）发动机各种工况对混合气浓度的要求7.暖机工况暖机工况暖机一般是指发动机冷启动后，发动机的温度逐渐升高到暖机一般是指发动机冷启动后，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，从启动时的极浓减
12、小到稳定怠速运转所温度升高而减小，从启动时的极浓减小到稳定怠速运转所要求的浓度为止。要求的浓度为止。u结论：通过以上分析，车用汽油机在小负荷和中等负荷结论：通过以上分析，车用汽油机在小负荷和中等负荷工况运转时，要求燃料供给系统能随着负荷的增加，供给工况运转时，要求燃料供给系统能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气。当进入大负荷直到全负荷工况运由浓逐渐变稀的混合气。当进入大负荷直到全负荷工况运转时，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到保证发动机发转时，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到保证发动机发出最大功率。出最大功率。4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系
13、统的类型 1.按喷射装置的控制方式：机械控制式（按喷射装置的控制方式：机械控制式（K型）、机电混型）、机电混合控制式（合控制式（KE型）及电子控制式（型）及电子控制式（EFI型）。型）。4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的类型2.按喷射方式：连续喷射方式和间歇喷射方式按喷射方式：连续喷射方式和间歇喷射方式（1）连续喷射：喷油量多少只取决于燃油分配器中燃油）连续喷射：喷油量多少只取决于燃油分配器中燃油计量槽的开度或进出油口间的压力差。多用于计量槽的开度或进出油口间的压力差。多用于K型及型及KE型型喷射系统。喷射系统。（2）间歇喷射：喷油量取决于喷油器
14、开启时间的长短。）间歇喷射：喷油量取决于喷油器开启时间的长短。u按各缸喷油器的喷射顺序：同时喷射、分组喷射和顺序按各缸喷油器的喷射顺序：同时喷射、分组喷射和顺序喷射。喷射。4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的类型3.按对进气量的计量方式：按对进气量的计量方式：D D型和型和L L型型D D型：型：“D”D”是德语是德语“压力压力”的第一个字母。的第一个字母。L L型：型：“L”L”是德语是德语“空气空气”的第一个字母。的第一个字母。D D型和型和L L型喷射系统的基本工作原理型喷射系统的基本工作原理 L型又可分为质量流量测量方式和体积流量测量方式两
15、种。型又可分为质量流量测量方式和体积流量测量方式两种。4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的类型4.按喷射位置：缸内直接喷射和进气管喷射按喷射位置：缸内直接喷射和进气管喷射（1）缸内直接喷射）缸内直接喷射它是将喷油器安装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，配它是将喷油器安装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，配合汽缸内的气体流动形成可燃混合气。容易实现分层燃烧和合汽缸内的气体流动形成可燃混合气。容易实现分层燃烧和稀混合气燃烧。稀混合气燃烧。1喷油器喷油器 2节气门体节气门体4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的
16、类型（2）进气管喷射）进气管喷射按喷油器的数量：多点喷射系统和单点喷射系统。按喷油器的数量：多点喷射系统和单点喷射系统。多点喷射系统多点喷射系统:每一个气缸有一个喷油器每一个气缸有一个喷油器多点喷射系统多点喷射系统1进气管进气管 2节气门节气门 3喷油器喷油器 气门气门喷油器喷油器输油管输油管进气支管进气支管4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的类型 单点喷射系统单点喷射系统:几个缸共用一个喷油器几个缸共用一个喷油器(节气门体喷射节气门体喷射或或中央喷射系统中央喷射系统。单点喷射系统单点喷射系统 1进气歧管进气歧管 2喷油器喷油器 3节气门节气门 调
17、压器调压器喷油器喷油器节气门体节气门体位置传感器位置传感器节气门节气门4.14.1 概述概述二、汽油机电控燃油喷射系统的类型二、汽油机电控燃油喷射系统的类型5.按有无反馈信号：开环控制系统和闭环控制系统按有无反馈信号：开环控制系统和闭环控制系统（1）开环控制系统（无氧传感器）开环控制系统（无氧传感器）将通过实验确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入将通过实验确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入ECU，在发动机工作时，在发动机工作时，ECU根据系统中各传感器的输入根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量，信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量，通过
18、对喷油器喷射持续时间的控制来控制混合气的浓度。通过对喷油器喷射持续时间的控制来控制混合气的浓度。（2）闭环控制系统（有氧传感器）闭环控制系统（有氧传感器）在闭环控制系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根在闭环控制系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入汽缸的混合气空燃据排气中含氧量的变化，判断实际进入汽缸的混合气空燃比，再通过比，再通过ECU与设定的目标空燃比值进行比较，并根据与设定的目标空燃比值进行比较，并根据误差修正喷油器喷油量，使空燃比保持在设定的目标值误差修正喷油器喷油量，使空燃比保持在设定的目标值（A/F=14.7）附近。）附近。4.2 4.2 空
19、气供给系统空气供给系统一、功用：一、功用：根据发动机各工况不同的要求，将一定量的空气经过滤、计根据发动机各工况不同的要求，将一定量的空气经过滤、计量后引入发动机汽缸，以控制发动机正常工作时的进气量。量后引入发动机汽缸，以控制发动机正常工作时的进气量。二、组成及工作过程二、组成及工作过程1.组成：包括空气滤清器、节气门体和进气管等。此外，怠组成：包括空气滤清器、节气门体和进气管等。此外，怠速控制系统的怠速控制阀和控制系统的进气温度传感器、节速控制系统的怠速控制阀和控制系统的进气温度传感器、节气门位置传感器、进气管绝对压力传感器或空气流量计也安气门位置传感器、进气管绝对压力传感器或空气流量计也安装
20、在空气供给系统中。装在空气供给系统中。4.2 4.2 空气供给系统空气供给系统1空气滤清器空气滤清器2空气流量计空气流量计3进气软管进气软管4节气门体节气门体5进气总管进气总管2.L型喷射系统的工作过程型喷射系统的工作过程L型型4.2 4.2 空气供给系统空气供给系统1空气滤清器空气滤清器2稳压室稳压室3节气门体节气门体4进气控制阀进气控制阀5进气总管进气总管6真空罐真空罐7真空控制电磁阀真空控制电磁阀8真空气室真空气室9怠速控制阀怠速控制阀D型型3.D型喷射系统的工作过程型喷射系统的工作过程4.2 4.2 空气供给系统空气供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理一）一
21、）节气门体节气门体1.功用：节气门体安装在进气管中，用以控制发动机正常功用：节气门体安装在进气管中，用以控制发动机正常运行工况下的进气量。运行工况下的进气量。2.组成：由节气门和怠速空气道等组成。组成：由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统一、功用一、功用 储存并滤清汽油，并根据发动机各工况的要求，向发动储存并滤清汽油，并根据发动机各工况的要求，向发动机提供清洁的、压力与进气歧管气压相匹配的、数量经精确机提供清洁的、压力与进气歧管气压相匹配的、数量经精确计量的汽
22、油。计量的汽油。二、组成及工作过程二、组成及工作过程1.组成：油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、组成：油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、燃油压力调节器、连接油管等。燃油压力调节器、连接油管等。4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统2.工作过程工作过程燃油供给系统的工作原理图燃油供给系统的工作原理图 4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理一）一）油箱油箱油箱用以存储汽油，油箱的数目及容量随车型不同而不同。油箱用以存储汽油，油箱的数目及容量随车型不同而不同。一般油箱的储备里程为一般油箱的储备里程为300600km。二）燃油
23、滤清器二）燃油滤清器 安装在燃油泵之后的高压油路安装在燃油泵之后的高压油路中，其功用是滤除燃油中的杂质中，其功用是滤除燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减和水分，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损。小机械磨损。采用纸质滤心。一般汽车每行采用纸质滤心。一般汽车每行驶驶2000040000或或12年应年应更换，安装时应注意方向（箭头更换，安装时应注意方向（箭头标记），不能装反。标记），不能装反。燃油滤清器的结构图燃油滤清器的结构图1入口入口 2出口出口 3滤芯滤芯4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵三）电动燃油泵 1.功用：
24、为电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。功用：为电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。2.类型：类型：按安装位置不同分：按安装位置不同分：内置式内置式安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不 易泄漏、安装管路较简单。易泄漏、安装管路较简单。外置式外置式串接在油箱外部的输油管路中，优点是容易布置，串接在油箱外部的输油管路中，优点是容易布置，安装自由度大，但噪声大，易产生气阻。安装自由度大，但噪声大，易产生气阻。按其结构不同：涡轮式、滚柱式、转子式。按其结构不同：涡轮式、滚柱式、转子式。4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及
25、原理三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵三）电动燃油泵3.涡轮式电动燃油泵涡轮式电动燃油泵（1）结构及原理：主要由油泵电动机、涡轮泵、出油阀、）结构及原理：主要由油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀等组成。卸压阀等组成。4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统涡轮式电动燃油泵工作原理涡轮式电动燃油泵工作原理4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵三）电动燃油泵3.涡轮式电动燃油泵涡轮式电动燃油泵（2）出油阀（单向阀）的功用：燃油泵不工作时，出油阀）出油阀（单向阀）的功用：燃油泵不工作时，出油阀关闭，使油管内保持一定的残余
26、压力，以便发动机启动和防关闭，使油管内保持一定的残余压力，以便发动机启动和防止产生气阻。止产生气阻。（3）卸压阀（安全阀）的功用：卸压阀安装壳体一端，当）卸压阀（安全阀）的功用：卸压阀安装壳体一端，当燃油泵出油口的燃油压力达到燃油泵出油口的燃油压力达到0.4MPa时，卸压阀开启，使时，卸压阀开启，使燃油泵内的燃油流回油箱，以防止输油压力过高。燃油泵内的燃油流回油箱，以防止输油压力过高。（4）特点：泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运）特点：泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等。转噪声小、使用寿命长等。4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及
27、原理三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵三）电动燃油泵4.滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵（1）结构及原理：主要由油泵电动机、滚柱泵、出油阀、）结构及原理：主要由油泵电动机、滚柱泵、出油阀、卸压阀等组成。卸压阀等组成。滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵 1卸压阀卸压阀 2滚柱泵滚柱泵 3油泵电动机油泵电动机 4出油阀出油阀 5进油口进油口 6出油口出油口工作原理图工作原理图1泵壳体泵壳体 2滚柱滚柱 3转子轴转子轴 4转子转子4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理四）燃油分配管四）燃油分配管1.功用：燃油分配管安装在发动机进气歧管上
28、部，其功用功用：燃油分配管安装在发动机进气歧管上部，其功用是固定喷油器和燃油压力调节器，并将燃油分配到各缸喷是固定喷油器和燃油压力调节器，并将燃油分配到各缸喷油器。油器。2.结构：结构：1卡簧卡簧 2“O”形圈形圈 3与进气管相连与进气管相连 4燃油压力调节器燃油压力调节器5喷油器喷油器 6燃油分配管燃油分配管4.3 4.3 燃油供给系统燃油供给系统三、各主要零部件的结构及原理三、各主要零部件的结构及原理五）燃油压力调节器五）燃油压力调节器 1.功用：调节燃油分配管内的燃油压力，使之与进气歧管内功用：调节燃油分配管内的燃油压力，使之与进气歧管内的气体压力之差（喷油压差）保持恒定的气体压力之差（
29、喷油压差）保持恒定（250250300kPa300kPa）。）。2.结构：主要由膜片、弹簧、回油阀等组成。结构：主要由膜片、弹簧、回油阀等组成。3.原理：原理：1弹簧室弹簧室 2弹簧弹簧 3膜片膜片 4燃油室燃油室5回油阀回油阀 6壳体壳体 7真空管接头真空管接头4.4 4.4 控制系统控制系统一、功用：一、功用：根据发动机的运行工况和车辆运行状况确定并执行发动机根据发动机的运行工况和车辆运行状况确定并执行发动机的最佳控制方案（控制最佳空燃比），保证发动机的动力的最佳控制方案（控制最佳空燃比），保证发动机的动力性、经济性和排放性能在各种工况下都处于最佳的工作状性、经济性和排放性能在各种工况下都
30、处于最佳的工作状态。态。二、组成及工作过程：二、组成及工作过程：1.组成：由传感器、电控单元（组成：由传感器、电控单元（ECU）和执行元件组成。）和执行元件组成。2.工作过程：工作过程：控制系统的工作原理图控制系统的工作原理图4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理1.空气流量计：空气流量计：（1）功用：测量发动机的进气量，将空气流量转换成电信）功用：测量发动机的进气量，将空气流量转换成电信号送给号送给ECU，作为燃油喷射的主控信号。用于，作为燃油喷射的主控信号。用于L型型EFI。（2）类型：）类型：根据测量原理不同：叶片式、卡门旋涡式和热式。根据测量原理不
31、同：叶片式、卡门旋涡式和热式。热式空气流量计按测量元件不同：热线式和热膜式热式空气流量计按测量元件不同：热线式和热膜式。4.4 4.4 控制系统控制系统1.空气流量计：空气流量计：（3）热线式空气流量计的结构及原理）热线式空气流量计的结构及原理 结构：主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电结构：主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电阻、控制电路等组成。阻、控制电路等组成。1防护网防护网2采样管采样管 3热线电阻热线电阻4温度补偿电阻温度补偿电阻5控制电路板控制电路板6线束插接器线束插接器 空气流空气流4.4 4.4 控制系统控制系统1.空气流量计：空气流量计：（3）热线式空气流量计的结
32、构及原理）热线式空气流量计的结构及原理检测原理：利用惠斯通电桥电路原理检测原理：利用惠斯通电桥电路原理自洁功能：发动机转速超过自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并以上并保持约保持约1s，以烧掉附在热线电阻器上的粉尘。，以烧掉附在热线电阻器上的粉尘。RA精密电阻精密电阻RB精密电阻精密电阻RH热线电阻热线电阻RK温度补偿电阻温度补偿电阻A 控制电路控制电路4.4 4.4 控制系统控制系统工作原理：工作原理：热线电阻热线电阻RH以铂丝制成，以铂丝制成，RH和温度补偿电阻和
33、温度补偿电阻RK均置于空气均置于空气通道中的采样管内，与通道中的采样管内，与RA、RB共同构成惠斯通电桥电路。共同构成惠斯通电桥电路。RH 、RK阻值均随温度变化。当空气流经阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温时，使热线温度发生变化，电阻值也发生变化，使电桥失去平衡，若要保度发生变化，电阻值也发生变化，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，控制电路调节桥压改变流经热线电阻的电流，持电桥平衡，控制电路调节桥压改变流经热线电阻的电流，以保持其温度（比进气温度高以保持其温度（比进气温度高100100）与阻值恒定，精密电）与阻值恒定，精密电阻阻RA两端的电压也相应变化。即当空气流量发生变化时，流两
34、端的电压也相应变化。即当空气流量发生变化时，流经热线的电流也随之发生变化。将这种变化的信号输入经热线的电流也随之发生变化。将这种变化的信号输入ECUECU，就可测得空气流量就可测得空气流量(质量流量测量方式）。质量流量测量方式）。4.4 4.4 控制系统控制系统（3）热膜式空气流量计的结构及原理）热膜式空气流量计的结构及原理结构和原理与热线式空气流量计基本相同。热膜式空气流结构和原理与热线式空气流量计基本相同。热膜式空气流量计是采用热膜代替热线，并将热膜镀在陶瓷片上，制造量计是采用热膜代替热线，并将热膜镀在陶瓷片上，制造成本较低，而且由于测量元件不直接承受气流的作用力，成本较低，而且由于测量元
35、件不直接承受气流的作用力，所以热膜式空气流量计的使用寿命较长。所以热膜式空气流量计的使用寿命较长。控制电路控制电路热膜热膜温度传感器温度传感器防护网防护网4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理2.进气管绝对压力传感器：进气管绝对压力传感器：（1）功用：测量进气管压力，将压力转换成电信号送给）功用：测量进气管压力，将压力转换成电信号送给ECU，作为燃油喷射的主控制信号。用于，作为燃油喷射的主控制信号。用于D型型EFI。（2）类型：压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等，）类型：压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等，应用最多的是压敏电阻式和电容式。应
36、用最多的是压敏电阻式和电容式。（3）压敏电阻式进气管绝对压力传感器）压敏电阻式进气管绝对压力传感器结构：由硅片（其上有压敏电阻）、结构：由硅片（其上有压敏电阻）、IC放大电路和绝对真放大电路和绝对真空室（绝对压力为空室（绝对压力为0 0）组成。进气压力传感器用一根软管与进）组成。进气压力传感器用一根软管与进气管连接，将进气管内的压力转变为电压信号送给气管连接，将进气管内的压力转变为电压信号送给ECU。4.4 4.4 控制系统控制系统（3）压敏电阻式进气管绝对压力传感器）压敏电阻式进气管绝对压力传感器工作原理：工作原理：原理：压力变化，压敏电阻阻原理：压力变化，压敏电阻阻值变化，使电桥电路输出电
37、压值变化，使电桥电路输出电压也发生变化。也发生变化。由于输出电压很由于输出电压很小，需经小，需经IC放大电路放大后输放大电路放大后输送给送给ECU。4.4 4.4 控制系统控制系统（4）电容式进气管绝对压力传感器）电容式进气管绝对压力传感器结构：金属制成的弹性膜片位于传感器壳体内腔，弹性结构：金属制成的弹性膜片位于传感器壳体内腔，弹性膜片上、下两个凹玻璃的表面也均有金属涂层，这样在弹膜片上、下两个凹玻璃的表面也均有金属涂层，这样在弹性膜片与两个金属涂层之间形成两个串联的电容。性膜片与两个金属涂层之间形成两个串联的电容。1弹性膜片弹性膜片 2凹玻璃凹玻璃 3金属涂层金属涂层 4输出端子输出端子
38、5空腔空腔 6滤网滤网 7壳体壳体 4.4 4.4 控制系统控制系统（4）电容式进气管绝对压力传感器）电容式进气管绝对压力传感器工作原理：它利用电容效应检测进气管绝对压力。工作原理：它利用电容效应检测进气管绝对压力。压力作用下，弹性膜片产生压力作用下，弹性膜片产生位移位移，弹性膜片与两个金属，弹性膜片与两个金属涂层之间的距离变化，使两涂层之间的距离变化，使两个电容的电容量也变化，使个电容的电容量也变化，使总的电容量变化。将电容量总的电容量变化。将电容量的变化量经过测量电路转换的变化量经过测量电路转换成电压信号输送给成电压信号输送给ECU（通过检测电容量的变化来（通过检测电容量的变化来测量进气管
39、的绝对压力）。测量进气管的绝对压力）。1弹性膜片弹性膜片 2凹玻璃凹玻璃 3金属涂层金属涂层 4输出端子输出端子 5空腔空腔6滤网滤网7壳体壳体 4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理3.节气门位置传感器节气门位置传感器（1）功用：）功用：检测节气门的开度及开度变化，将节气门的开度转变成检测节气门的开度及开度变化，将节气门的开度转变成电压信号送给电压信号送给ECU，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。号。（2）类型：）类型：节气门位置传感器安装在节气门体上，由节气门轴驱动，节气门位置传感器安装在节气门体上，由节气门轴驱
40、动，分电位计式、触点式和综合式分电位计式、触点式和综合式3种类型。种类型。4.4 4.4 控制系统控制系统3.节气门位置传感器节气门位置传感器（3）电位计式节气门位置传感器）电位计式节气门位置传感器 利用滑动触点在电阻利用滑动触点在电阻体上的滑动来改变电体上的滑动来改变电阻值。当节气门开度阻值。当节气门开度不同时，电位计输出不同时，电位计输出电压也不同，可知节电压也不同，可知节气门开度。全关时输气门开度。全关时输出电压应约为出电压应约为0.5V，随节气门增大，输出随节气门增大，输出电压增强，全开时约电压增强，全开时约为为5V。输入输入 输出输出 搭铁搭铁4.4 4.4 控制系统控制系统3.节气
41、门位置传感器节气门位置传感器（4）触点式节气门位置传感器）触点式节气门位置传感器 1节气门位置传感器节气门位置传感器 2怠速触点怠速触点 3全开触点全开触点 4滑动触点滑动触点 5节气门轴节气门轴由滑动触点和两个固定触点由滑动触点和两个固定触点（怠速触点和全开触点）组（怠速触点和全开触点）组成。节气门全关时，滑动触成。节气门全关时，滑动触点与怠速触点接触；节气门点与怠速触点接触；节气门接近全开时，滑动触点与全接近全开时，滑动触点与全开触点接触；节气门在中间开触点接触；节气门在中间位置时，滑动触点与两固定位置时，滑动触点与两固定触点均不接触。触点均不接触。ECU根据根据触点闭合情况确定发动机怠触
42、点闭合情况确定发动机怠速、中等负荷或全负荷工况。速、中等负荷或全负荷工况。4.4 4.4 控制系统控制系统3.节气门位置传感器节气门位置传感器（5）综合式节气门位置传感器）综合式节气门位置传感器 由滑动触点（一个为节气门开度位置触点，一个为怠速位由滑动触点（一个为节气门开度位置触点，一个为怠速位置触点）、电阻器及外壳等组成。置触点）、电阻器及外壳等组成。4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理4.进气温度传感器进气温度传感器（1）功用：给）功用：给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。点火正时控制的修正
43、信号。（2）安装位置：在）安装位置：在D型型EFI中，安装在空气滤清器内或进中，安装在空气滤清器内或进气管内，在气管内，在L型型EFI中，安装在空气流量计内。采用热式空中，安装在空气流量计内。采用热式空气流量计时有些也装有进气温度传感器。气流量计时有些也装有进气温度传感器。（3）结构及工作原理：）结构及工作原理：E2E1THA4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理5.冷却液温度传感器冷却液温度传感器（1）功用：给）功用：给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。油喷射和点火正时控制修正信号。（2）
44、安装位置：一般安装在气缸体上或水套出口处。）安装位置：一般安装在气缸体上或水套出口处。（3）控制原理：与进气温度传感器相同）控制原理：与进气温度传感器相同4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理6.凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器（1）凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器的的功用：给功用：给ECU提供曲轴转角基准提供曲轴转角基准位置信号（第一缸压缩上止点信号）。位置信号（第一缸压缩上止点信号）。（2）曲轴位置传感器：又称转速传感器，曲轴位置传感器：又称转速传感器，其其功用给功用给ECU提提供发动机转速信号和曲轴转角信号。供发动机转速信号和曲轴转角信号。
45、（3）安装位置：必须安装在）安装位置：必须安装在与曲轴或凸轮轴有精确传动关与曲轴或凸轮轴有精确传动关系的位置处，如曲轴、飞轮、分电器或凸轮轴上。系的位置处，如曲轴、飞轮、分电器或凸轮轴上。（4）类型：电磁式、霍尔式和光电式三种。类型：电磁式、霍尔式和光电式三种。4.4 4.4 控制系统控制系统三、传感器的结构及原理三、传感器的结构及原理6.凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器（5）电磁感应式电磁感应式凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器组成：由永久磁铁、感应线圈及信号齿盘等组成。组成：由永久磁铁、感应线圈及信号齿盘等组成。凸齿与线圈不对中时，凸齿与凸齿与线圈不对中时，凸齿与线圈之间
46、的空气间隙大而磁场线圈之间的空气间隙大而磁场弱；凸齿与线圈对中时，凸齿与弱；凸齿与线圈对中时，凸齿与线圈之间的空气间隙小而磁场线圈之间的空气间隙小而磁场强；强；控制原理：控制原理：电磁感应式曲轴位置传感器电磁感应式曲轴位置传感器1-永久磁铁永久磁铁 2-插头插头 3-发动机壳体发动机壳体 4-铁心铁心 5-感应线圈感应线圈 6-信号齿盘信号齿盘4.4 4.4 控制系统控制系统（5）电磁感应式电磁感应式凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器1-永久磁铁永久磁铁 2-插头插头 3-发动机壳体发动机壳体 4-铁心铁心 5-感应线圈感应线圈 6-信号齿盘信号齿盘信号齿盘由曲轴带动旋转，当凸齿靠信号
47、齿盘由曲轴带动旋转，当凸齿靠近和离开感应线圈时，由于通过感应近和离开感应线圈时，由于通过感应线圈上的磁通大小发生变化，从而在线圈上的磁通大小发生变化，从而在线圈两端产生感应电压。感应电压与线圈两端产生感应电压。感应电压与磁通的变化率成正比。转速升高时线磁通的变化率成正比。转速升高时线圈内磁通的变化率增加，导致感应电圈内磁通的变化率增加，导致感应电压幅值变高，周期变短。反之，转速压幅值变高，周期变短。反之，转速降低时线圈内磁通的变化率减小，导降低时线圈内磁通的变化率减小，导致致感应电压幅值感应电压幅值变小，周期变长。在变小，周期变长。在信号齿盘上缺信号齿盘上缺2个齿，以识别第一缸个齿，以识别第一
48、缸上止点的位置。上止点的位置。ECU根据交流电压根据交流电压的变化频率可判别发动机转速和各缸的变化频率可判别发动机转速和各缸工作位置。工作位置。6.凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器（6）霍尔式曲轴位置传感器）霍尔式曲轴位置传感器霍尔效应霍尔效应:当在半导体基片两当在半导体基片两端通以控制电流端通以控制电流I I,并在基片的并在基片的垂直方向施加强度为垂直方向施加强度为B B的磁场时的磁场时,在垂直于电流和磁场的方向上将在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势产生电动势U UH H(称为霍尔电动势称为霍尔电动势或霍尔电压或霍尔电压)，该现象称为霍尔，该现象称为霍尔效应。效应。霍尔电压：霍
49、尔电压：RH为霍尔常数；I为控制电流；B为磁感应强度；d为霍尔元件的厚度。dIBRUHH4.4 4.4 控制系统控制系统4.4 4.4 控制系统控制系统（6）霍尔式曲轴位置传感器）霍尔式曲轴位置传感器结构：结构：触发叶轮（触发叶片及缺口）、霍尔元件、永久磁铁等。触发叶轮（触发叶片及缺口）、霍尔元件、永久磁铁等。控制原理：发动机工作时，曲控制原理：发动机工作时，曲轴带动触发叶轮转动，当叶片轴带动触发叶轮转动，当叶片进入永久磁铁进入永久磁铁3和霍尔元件和霍尔元件2之之间的空气隙时，磁场被叶片所间的空气隙时，磁场被叶片所旁路，霍尔元件不受磁场作用，旁路，霍尔元件不受磁场作用，不产生霍尔电压。当叶片离
50、开不产生霍尔电压。当叶片离开空气隙、缺口对着永久磁铁空气隙、缺口对着永久磁铁3和和霍尔元件时，霍尔元件受磁场霍尔元件时，霍尔元件受磁场作用，产生霍尔电压。霍尔元作用，产生霍尔电压。霍尔元件中间歇产生的霍尔电压，经件中间歇产生的霍尔电压，经集成电路放大整形后，将信号集成电路放大整形后，将信号送给送给ECU判别发动机转速信号判别发动机转速信号和曲轴转角信号。和曲轴转角信号。4.4 4.4 控制系统控制系统6.凸轮轴凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器（7）光电式凸轮轴）光电式凸轮轴/曲轴位置传感器曲轴位置传感器组成：由组成：由信号盘、发光二极管、光敏晶体管等组成信号盘、发光二极管、光敏晶体管等组成
