情景三 燃油供给系统.ppt

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1、,模块三 配气机构,发 动 机 电 控 技 术,模块二 曲柄连杆机构,模块一 发动机总体认识,模块四 冷却系,模块五 润滑系,模块六 汽油机燃料供给系,第二部分,电控发动机燃油喷射系统,情景三 燃油供给系统,情景三 燃油供给系统,燃油由燃油泵从油箱中泵出，经过过滤器，除去杂质及水分后，再送至燃油脉动阻尼器，以减少其脉动。这样具有一定压力的燃油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。 喷油器根据ECU 的喷油指令，开启喷油阀，将适量的燃油喷于进气门前，待进气行程时，再将燃油混合气吸入气缸中。装在供油总管上的燃油压力调节器是用以调节系统油压的，目的在于保持油路内的油压约高于进气管负压250kP

2、a。,情景三 燃油供给系统,一、燃油供给系统的作用 燃油供给系统作用是提供汽油喷射所需要的压力燃油，并在电脑的控制下喷射一定数量和雾化良好的燃油到气缸进行燃烧。,情景三 燃油供给系统,二、燃油供给系统的组成 发动机的燃油供给系统的组成基本相同，都是由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管等器件组成。,情景三 燃油供给系统,三、燃油供给系统主要元件 （一）电动燃油泵 1、作用： 电动燃油泵其功能向燃油系统供给具有规定压力的燃油。压力值为0.2 0.45MPa。因此，电动燃油泵技术状况的好坏，将直接影响到汽油喷射系统的正常运转和喷油质量。 2、电动燃油泵特点与类型 电控汽油喷射系

3、统的电动燃油泵是一种由微型直流电动机驱动的小型油泵，为减小体积，电动机多与油泵制成一体，并密封在泵壳内。 大多数汽车将电动燃油泵设置在燃油箱内，也有少数车型装在燃油箱外面，还有一些车型在燃油箱内外各设置了一个电动燃油泵，一并串联在油路中。 目前，电控汽油喷射系统所使用的电动燃油泵主要有两种类型：即滚柱式电动燃油泵和平板叶片式电动燃油泵。,情景三 燃油供给系统,（1）滚柱式电动燃油泵 结构 滚柱式电动燃油泵的外形呈圆柱状，进油口和出油口分别设置在外壳的两端。滚柱式燃油泵安装在进油口一边，并由设置在中间部位的直流电动机驱动运转。为了方便，将电源插头设置在出油口一边。,情景三 燃油供给系统, 工作过

4、程 工作时，电动机带动油泵转子旋转。在离心力的作用下，泵转子槽内的滚柱外移并靠紧在泵体的腔壁上。由于滚柱随转子旋转的过程中，滚柱、转子与腔壁之间的容积不断变化，即向进油口处旋转时容积逐渐变大，离开进油口向出油口处旋转时容积逐渐变小，于是燃油便经进口处的滤网被吸入泵腔，逐步加压后，经过电动机周围的空间由出油口泵出。,情景三 燃油供给系统,此外，在油泵的出口处设有单向阀和缓冲器。单向阀的功能是，当电动机停转、油泵不工作时，阻止燃油倒流回油箱并保持一定燃油压力，以便再次启动。而缓冲器是用来减小出口处因油压脉动产生的噪声。 滚柱式电动燃油泵的最大泵油压力可达400kPa 以上。如由于滤清器堵塞而造成油

5、泵出口端油压过高时，可自动顶开设在出口侧的限压阀，使一部分燃油回到油口一侧，以保护电动燃油泵不被损坏。 滚柱式电动燃油泵的不足之处是工作时运转噪声较大，供油压力不稳定，而且容易磨损。故今后将逐步趋向改用平板叶片式电动燃油泵。,情景三 燃油供给系统,（2）平板叶片式电动燃油泵 结构 平板叶片式电动燃油泵的结构与滚柱式电动汽油泵大体相似，所不同的只是转子部分。平板叶片式电动燃油泵的转子不是圆柱形，而是一块圆形平板，并在其外缘上开有小槽，以形成均匀分布的叶片。,情景三 燃油供给系统, 工作过程 工作时电动机带动油泵运转，转子外缘上小槽内燃油随转子一起旋转，在离心力的作用下，油泵出口处压力增大，进口处

6、出现真空，从而使燃油从进口处被吸入并由出口处泵出。,特点： 平板叶片式电动燃油泵的最大泵油压力可达600kPa。其优点是油压脉动小，无噪声，磨损小，使用寿命长等。,情景三 燃油供给系统,3、双级式叶轮泵 奥迪汽车采用的是双级式叶轮泵,第一级（前置级）泵从油箱的底部抽取燃油并将燃油送入储油器。这样就可保证即使剩的燃油很少了，也可以供油。 第二级（主级）泵直接从储油器中抽取燃油。带有泵的储油器和浸入式传感器是用卡夹固定在油箱底部的，通过带凸缘的盖可以够着这些件。 柴油发动机（共轨）使用的是单级泵，由于柴油的黏度较大，所以预供油（从油箱的底部抽取燃油）过程不是由单独的泵来完成的，而是由抽油泵来完成的

7、。,情景三 燃油供给系统,工作过程： 当点火开关接通时（接线柱15）燃油泵G23 就会以最大供油量将燃油输送到压力调节器（在喷油轨上），以便缩短起动时间。燃油泵G6 也会将燃油输送到压力调节器， 还会将燃油输入到油箱侧油腔内的抽油泵管路中。 抽油泵从油箱侧油腔内抽出燃油，并将燃油按“对角线”方向送入燃油泵的储油器内。这种管路布置可以避免车辆在极端情况下（如转弯、或车辆过于倾斜），泵出现无 润滑运行情况。两个储油器共用一根回油管。 如果一个储油器注满了油，那么单向阀就会关闭这个管路，于是所有的回都注入另一个储油器。如果两个储油器都满了，单向阀会被压开，燃油流回油箱。,情景三 燃油供给系统,注意：

8、由于电动燃油泵安装在燃油箱中，燃油泵电机完全浸在燃油中，靠燃油来冷却和润滑，因此电动燃油泵禁止在无油的情况下进行运转，以免烧坏燃油泵。,情景三 燃油供给系统,（二）燃油滤清器 燃油滤清器其功用 滤除燃油中的杂质和水分，以防止污物堵塞喷油器针阀等精密机件，以保证发动机正常工作。 在电控汽油喷射发动机的燃油供给系统中，燃油滤清器一般采用纸质滤芯或一次性的燃油滤清器。燃油从入口进入滤清器，经过壳体内的滤芯过滤后，清洁的燃油从出口流出。一般汽车每行驶20000 40000km 或1 2 年，应更换燃油滤清器。更换燃油滤清器时，应首先释放燃油系统压力，并注意燃油滤清器壳体上的箭头标记为燃油流动方向。,情

9、景三 燃油供给系统,（三）脉动阻尼器 功用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统压力保持稳定。 组成：由膜片和膜片弹簧等组成。 发动机工作时，燃油经过脉动阻尼器膜片下方进入输油管，当燃油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积略有增大或减小，从而可起到稳定燃油系统压力的作用。同时膜片弹簧的变形可吸收脉动能量，迅速衰减燃油压力的脉动。,情景三 燃油供给系统,（四）燃油压力调节器 1、作用 燃油压力调节器的功能是使发动机在任何工况下，燃油系统的燃油压力和进气歧管的空气压力之差值恒定不变，这样，从喷油器喷出的燃油量便只取决于喷油器的开启时 间，使ECU 能通过控制喷油时间的长短

10、来精确地控制喷油量。,情景三 燃油供给系统,燃油压力一般为0.25MPa 0.3MPa。无论进气歧管真空度如何变化，喷油器的喷油压力与进气歧管的压力之差是恒定不变的。因为发动机所要求的燃油喷射量，是通过ECU 输出的驱动脉冲控制喷油器的通电时间来实现的。而进气歧管的真空度在汽车运行过程中随着发动机负荷的变化而不断变化。如果不控制燃油压力，即使加给喷油器的通电时间相同，当燃油压力高时，燃油喷射量也会增加；而当燃油压力低时，燃油喷射量则会减少。由于有燃油压力调节器的作用，因此，电控单元ECU 则可以根据喷油时间控制喷油量，就无需对进气歧管压力的变化进行修正了。,情景三 燃油供给系统,2、 燃油压力

11、调节器组成 燃油压力调节器一般安装在供油总管的末端，为膜片式结构。 组成：弹簧、阀体、阀门和壳体等构成。 油压调节器是一个金属壳体，在壳体上设有油管接头和真空管接头，进油口接头与供油总管连接，回油口接头连接回油管并与油箱相通，真空管接头与节气门至进气歧管之间的真空管连接。中间通过一个卷边的膜片将壳体内腔分成两个小室：一个是弹簧室，内装一个带预紧力的螺旋弹簧作用在膜片上，弹簧室由一真空软管连接至进气歧管；另一个室为燃油室，直接通入供油总管。阀体固定在金属膜片上，阀体与阀门之间安装有一个球阀，由球阀弹片托起，球阀与阀体之间设有一个弹力较小的弹簧，使球阀与阀门保持接触。,情景三 燃油供给系统,3、

12、工作原理： 当供油管的燃油压力大于（弹簧力+ 进气管）压力时，膜片压缩弹簧向上拱起，回油阀打开，燃油通过回油管流回到燃油箱中；当燃油压力小于（弹簧力+ 进气管）压力时，膜片恢复，回油阀关闭。 弹簧的预紧力一般设为250kPa，因此当进气管真空度变化时，会影响到膜片的上、下动作，从而使燃油压力随着进气管真空度的变化而变化，使两者之差始终保持恒定。,情景三 燃油供给系统,（五）燃油分配管 燃油分配管的功用是将燃油均匀地、等压地分配给各个喷油器；另外，还有储油蓄压的作用。,情景三 燃油供给系统,（六）喷油器 1、喷油器的作用 根据发动机电控单元（ECU）发出的控制信号，将一定量的燃油以雾状喷入进气管

13、内，使燃油与空气混合形成可燃混合气。,情景三 燃油供给系统, 轴针式喷油器 组成：轴针式喷油器主要由喷油器外壳、滤网、插座、电磁线圈、衔铁、阀针、轴针、上下密封圈组成。,2、喷油器的种类 （1）喷油器按结构的不同可分为轴针式、孔式,情景三 燃油供给系统,工作过程： 当喷油器的电磁线圈没有电流通过时，针阀在弹簧的作用下将喷油器的阀门关闭，喷油器不喷油。当电磁线圈通电时，线圈产生磁场，电磁吸力将衔铁吸起上移，与衔铁一体的阀针同时上移，喷油器的阀门被打开，燃油从精密的环形喷口以雾状喷出。喷油器用专门的O 形密封圈安装，该密封圈为橡胶成型件，具有隔热作用能防止喷油器中的燃油产生气泡，有助于提高发动机的

14、高温起动性能。喷油器经燃油管，或使用带保险夹头的联接插座与燃油分配管连接。,情景三 燃油供给系统, 孔式喷油器 组成： 孔式喷油器的阀针是由钢球、导杆和衔铁，用激光束焊接成整体制成的。,情景三 燃油供给系统,工作过程： 为了保证燃油密封，轴针式阀针必须有较长而空心的导向杆，而球阀具有自动定心作用，无须较长的导向杆，因此，球阀式的阀针质量轻，且具有较高的燃油密封能力，明显优于轴针式针阀。当喷油脉冲输入电磁线圈时，产生电磁吸力，固定在阀针上的衔铁向上吸起，阀针抬离阀座，燃油开始通过计量孔喷出。当喷油脉冲终止时，吸力消失，阀针在弹簧力作用下返回阀座，于是喷油结束。因此，每次的喷油量取决于输入电磁线圈

15、的电流脉冲宽度。,情景三 燃油供给系统,（2）按电阻值分类 高阻值喷油器。电磁线圈电阻值为12-16。 低阻值喷油器。电磁线圈电阻值为2-3。,情景三 燃油供给系统,（3）按电磁线圈的驱动方式分类 电压驱动式 电压驱动式是指ECU 利用恒定的脉冲电压驱动喷油器喷油 。,电压驱动控制电路 低电阻喷油器串附加电阻：电磁线圈电阻小， 电感小， 响应好，但串入附加电阻，电流小， 开启滞后长； 喷油器驱动电压一般为5V 6V。 高电阻喷油器： 电磁线圈电阻大，电感大，响应不好；无需串入附加电阻，喷油器驱动电压一般为12V。,情景三 燃油供给系统, 电流驱动式 喷油器驱动脉冲信号开始时是用一个较大的电流，

16、使电磁线圈产生较大的吸力，以迅速打开喷口。随后用较小电流保持喷口的开启状态，从而防止电磁线圈过热，因此其驱动效果较好。,电流驱动式只适用于低阻值的喷油器，因其对ECU 设计要求高，故采用较少。,（4）根据供油位置或供油方式的不同，可分为上部供油式喷油器和下部供油式喷油器。,情景三 燃油供给系统,四、奥迪燃油供给系统 目前各汽车生产厂家在发动机上都采用了缸内直喷技术FSI，而且在Audi 和VW 车系的顶级车上，是以FSI 结合涡轮增压以增大动力。 按需供给的燃油系统，此系统中，燃油箱里的电动燃油泵和高压燃油泵在任何时候仅按发动机实际需求供给燃油。因此，燃油泵的电驱动功率和机械3 动功率会保持在

17、最低水平，从而节省了燃油。,情景三 燃油供给系统,1、缸内直喷发动机的燃烧过程 所谓缸内直喷就是指直接往气缸内喷射汽油，进行燃烧。缸内直喷发动机根据发动机机负荷工况，基本上可以自动选择两种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质燃烧。,情景三 燃油供给系统,分层燃烧： 可燃混合物只分布在火花塞周围，就是说，空燃比是14.7 1 的混合气集中在火花塞周围，在燃烧室的其他部分则是纯净的空气。混合汽层的大小范围精确地反映了瞬时发动机动力的需求。在分层燃烧时，直到压缩行程时才喷射燃油。油雾直接进入燃烧室中的空气，而喷油就发生在点火前瞬间。分层燃烧时lambda 值达到4，可见发动机在中、

18、低速时燃油是多么节省。另一个优点是，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。,情景三 燃油供给系统,均匀燃烧: 在高负荷时，燃油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合汽均匀地充满 燃烧室，自然会得到充分的燃烧，使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。在均匀燃烧时有着和传统喷射发动机相同的空气与燃油混合比，即空燃比是14.7 1，此时的 lambda（空燃比）值是1。而燃油的蒸发又使混合汽降温，去除了爆震的产生。也就是说在均匀燃烧情况下，在获得高动力输出和扭矩值的同时付出了较低的燃油消耗。,情景三 燃油供给系统,2、系统组成 奥迪燃油供给系统分为低压燃油

19、系统（左侧）和高压燃油系统（右侧）两部分。燃油由低压油泵输往高压油泵，并由高压油泵将燃油压力提高到12MPa 后送往燃油蓄压器，最后通过电磁高压涡流喷油器喷入气缸。当燃油压力传感器检测到燃油蓄压器的压力超过燃油压力的设定值时，ECU 命令装在燃油 蓄压器上的燃油压力控制阀 让多余的燃油泄流，借此实 现燃油压力的闭环控制。,情景三 燃油供给系统,（1）低压燃油系统 为调节燃油泵的输送率，燃油泵控制单元通过一个PWM 信号调节供给电压。在此方式下，泵电压设定在6V 和蓄电池电压之间。发动机控制单元供给正确的泵电压信号。为此，来自发动机控制单元的PWM 信号传递到燃油泵控制单元。存储在发动机控制单元

20、的特征脉谱图确定泵的输送率。泵的输送率也会改变，此为泵电压的功能之一。燃油系统维持4bar 的恒压。,情景三 燃油供给系统,（2）高压燃油系统 根据发动机负载，压力可在3500KPa 到10000KPa 之间任意调节，高压燃油系统的主要部件包括：带燃油压力调节阀N276 和集成限压阀的高压燃油泵、高压燃油管路、燃油分配器管路、燃油压力传感器G247、喷嘴 N30-N33，,情景三 燃油供给系统,3、燃油系统主要部件 高压燃油泵 最新的第三代高压燃油泵使用在1.4L TFSI 发动机上。该泵具有更小的输油行程（3mm）；集成在泵上的限压阀，无需来自燃油分配器的回流管。,情景三 燃油供给系统,限压

21、阀 限压阀集成在高压燃油泵上，可以在受热膨胀或在功能故障时保护零部件不会经受到燃油的高压。这是一个弹簧按压阀，在燃油压力超140 bar 时打开。当阀门打开时，燃油从高压端流入低压端。根据发动机负载，压力可在35bar 到100bar 之间任意调节。,情景三 燃油供给系统,1. 燃油压力传感器G247 燃油压力传感器G247 传感器安装在进气歧管的底部。用来测量高压燃油系统的燃油压力，并把信号传递到发动机控制单元。发动机控制单元接收并分析此信号，通过燃油压力调节阀调节燃油分配管的压力。如果燃油压力传感器探测到额定压力不用再调节，在压缩过程中燃油压力调节阀会持续地触发并保持打开状态。使燃油压力下

22、降到500 KPa。,信号故障的影响： 如果燃油压力传感器发生故障，那么在压缩过程中燃油压力调节阀会持续地激活并保持打开状态。从而，使燃油压力下 降到500KPa。因此，发动机扭矩和功率急剧降低，,情景三 燃油供给系统,2. 高压喷嘴N30 N33 奥迪1.4LTFSI 发动机采用6 孔高压喷嘴模式的结构，可在节气门全开时或在预热催化转化器阶段的双喷射过程中，避免油束覆盖整个活塞顶部。混和气更为合适。大大降低了碳氢化合物的排放。当发动机冷却时也减少了发动机机油中夹带的燃油。 发动机控制单元控制电磁喷嘴在6.5V 时打开。额定电流为2.6A 到12A 之间。喷嘴安装在进气歧管的基座上，燃油分配器

23、也集成在上面。,情景三 燃油供给系统,4、工作过程： 吸油行程：在整个吸油行程期间，燃油压力调节阀 N276 被发动机控制单元控制通电。通过由此产生的电磁场，进油阀克服弹簧力而打开。燃油泵活塞向下运动。这样，在泵腔内就产生了压差。燃油就从低压侧流入泵腔。,情景三 燃油供给系统,燃油回流：为了使供油量符合实际需求，进油阀即使在泵活塞开始向上运动时也也保持打开状态。多余的燃油就从泵活塞被压回低压区。由此，会产生相应的波动，波动通过集成在泵中的压力缓冲器和进油管中的一个节流阀予以抵消。,情景三 燃油供给系统,供油行程：在计算得出的供油行程开始时，将燃油压力调节阀断电。这样，在泵腔内正在上升的压力以及阀门针弹簧力的作用下，进油阀被关闭。燃油泵活塞向上运动，从而使泵腔内的压力逐渐上升。如果泵腔内的压力超过燃 油分配器中的压力，则出油阀打开。燃油被泵压到燃油分配器。,情景三 燃油供给系统,七、燃油箱 汽车燃油箱作用： 是用来存放汽车行驶所需燃油，现代轿车上也用来安装电动燃油泵。早先的汽车燃油箱大都是金属燃油箱。由于金属燃油箱在环保、安全性能等方面存在着很多缺陷，而塑料油箱具有重量轻、防腐能力强、造型随意、安全性高等优点，现在大多采用塑料燃油箱。塑料燃油箱通常包括单层和多层结构，目前最常见的多层燃油箱一般为六层。,