汽車拖拉機(jī)學(xué)-汽油機(jī)供油系統(tǒng)汽油機(jī)供油系統(tǒng)汽油機(jī)供油系統(tǒng)第一節(jié)汽油機(jī)可燃混合氣的形成與燃燒

第二節(jié)化油器式供油系統(tǒng)第三節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)第四節(jié)缸內(nèi)直噴系統(tǒng)汽油機(jī)供油系統(tǒng)

1重點(diǎn)、難點(diǎn)■

電控汽油噴射系統(tǒng)■

缸內(nèi)直噴供油系統(tǒng)的組成■

缸內(nèi)直噴供油系統(tǒng)的供油原理汽油機(jī)供油系統(tǒng)教學(xué)要求■

掌握缸外噴油控制原理■

掌握缸內(nèi)直噴控制原理汽油機(jī)供油系統(tǒng)課程思政融入點(diǎn)1.汽油機(jī)混合氣燃燒原理與實(shí)踐2.缸外噴油控制原理與實(shí)踐3.缸內(nèi)直噴控制原理與實(shí)踐汽油機(jī)供油系統(tǒng)課程思政的育人目標(biāo)■

專業(yè)與社會(huì)■

科技發(fā)展■

科學(xué)精神■

科技發(fā)展■

國(guó)之重器■

科技素養(yǎng)汽油機(jī)供油系統(tǒng)課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效汽油機(jī)混合

氣燃燒原理

與實(shí)踐1.空燃比為何要變化?其變化機(jī)理是什么?2.空燃比的脈譜圖是如何獲得的?3.為何汽油機(jī)燃燒容易爆燃?信息化載體、參

觀體驗(yàn)、課堂討

論；制作講義或

教材、制作PPT專業(yè)能力創(chuàng)

新意識(shí)科技發(fā)展缸外噴油控

制原理與實(shí)踐1.為何缸外噴油取代了化油器供油?2.缸外噴油控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是什么?3.缸外噴油控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)各缸供

油量精準(zhǔn)控制的?信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討

論；制作講義或

教材、制作PPT專業(yè)與社會(huì)

科技發(fā)展科

學(xué)精神缸內(nèi)直噴控

制原理與實(shí)

踐1.為何缸內(nèi)直噴正在逐漸取代缸外噴油?2.缸內(nèi)直噴控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是什么?3.缸內(nèi)直噴控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)各缸供

油量、供油時(shí)刻精準(zhǔn)控制的?信息化載體、參

觀體驗(yàn)、課堂討

論；制作講義或

教材、制作PPT科技發(fā)展國(guó)

之重器科學(xué)精神科技素養(yǎng)4.為何缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可采用稀薄燃燒址士2旦加何咚低油托的2汽油機(jī)供油系統(tǒng)“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表第一節(jié)汽油機(jī)可燃混合氣的形成與燃燒2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

7汽油機(jī)供油系統(tǒng)的功用是：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的不同要求，供給發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸一定濃度和數(shù)量的可燃混合氣，并把發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒做功行程后產(chǎn)生的廢氣排到大氣中。根據(jù)汽油的供給方式不同，汽油機(jī)供油系統(tǒng)可分為化油器式和

電控噴射式，電控噴射式又分為進(jìn)氣管噴射(包括多點(diǎn)噴射和單點(diǎn)噴射)和缸內(nèi)噴射。迄今為止，汽油機(jī)供油方式的發(fā)展歷時(shí)3個(gè)階段。傳統(tǒng)化油器式

和進(jìn)氣道噴射式(PFI)都是在氣缸外形成混合氣，然后進(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒，而缸內(nèi)直噴(GDI)

則將汽油直接噴入到氣缸內(nèi)，利用缸內(nèi)

氣流運(yùn)動(dòng)、燃油噴射霧化、

燃燒室表面引導(dǎo)形成混合氣后進(jìn)行燃燒。

下表比較了這三代汽油機(jī)供油方式的工作方式及優(yōu)缺點(diǎn)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

8化油器

噴油器

噴油器OC進(jìn)氣道油霧缸內(nèi)直噴式(GDI)進(jìn)氣道噴射式(PFI)化油器式圖6-1

汽油機(jī)供油方式發(fā)展的3個(gè)階段2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

9197019801990年份2000供油方式GDIPFI化油器式噴油方式缸內(nèi)直噴進(jìn)氣道噴射進(jìn)氣道吸入混合氣形成均質(zhì)或分層稀薄混合氣均質(zhì)混合氣均質(zhì)混合氣空燃比范圍12~50,甚至更高14.712～17充氣效率較高(中小負(fù)荷時(shí)，取消節(jié)氣

門節(jié)流來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，可以顯著減

少進(jìn)氣節(jié)流損失，燃油汽化可冷

卻進(jìn)氣，降低熱損失)一般(節(jié)氣門)較低(節(jié)氣門和喉管)壓縮比10~147~106～8控制精度和響應(yīng)速度控制精度高，響應(yīng)速度快穩(wěn)態(tài)工況好，過(guò)渡工況和冷起動(dòng)較差機(jī)械系統(tǒng)，控制精度和響應(yīng)速度最慢優(yōu)化潛力可以全方面優(yōu)化進(jìn)氣管及燃燒的局部?jī)?yōu)化優(yōu)化潛力較小2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

10表6-1

3種汽油機(jī)供油方式及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比第一節(jié)汽油機(jī)可燃混合氣的形成與燃燒一

、

燃料在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，除了汽油之外，還可以使用壓縮天然氣、

液化石油氣、氫氣、醇類等燃料。1.汽油(1)車用汽油的使用性能通常將餾程在30℃~220℃范圍內(nèi)、含有適當(dāng)添加劑的精制石油

餾分稱為汽油。根據(jù)其用途和品質(zhì)的不同，汽油可分為航空汽油、車

用汽油、工業(yè)汽油和溶劑汽油。習(xí)慣上將車用汽油簡(jiǎn)稱為汽油。汽油性能的好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和使用壽命有很大的影響。車用汽油應(yīng)具有良好的抗爆性、適宜的蒸發(fā)性、良好

的氧化安定性、無(wú)腐蝕、無(wú)污染、不含機(jī)械雜質(zhì)和水分等。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

11①抗爆性。汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)抵抗產(chǎn)生爆

燃的能力。②蒸發(fā)性。汽油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的性質(zhì)稱為汽油的蒸發(fā)性。③氧化安定性。

汽油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生長(zhǎng)久

性變化的能力稱為氧化安定性。汽油氧化安定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是實(shí)際膠

質(zhì)和誘導(dǎo)期。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

12汽油蒸發(fā)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是餾程和飽和蒸汽壓。④清凈性。汽油噴射式汽油機(jī)最常發(fā)生的問(wèn)題是在進(jìn)氣系統(tǒng)和噴油

器上產(chǎn)生沉淀，其主要原因是汽油中不穩(wěn)定的化合物，例如不飽和

烯烴和二烯烴，以及添加劑帶入的低分子量化合物等。為了保持進(jìn)

氣系統(tǒng)的清潔，充分發(fā)揮汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)，可向汽油中加入汽油清

凈劑。它是一種具有清凈、分散、抗氧、破乳和防銹性能的多功能

復(fù)合添加劑，

一般是聚烯胺和聚醚胺類化合物。清凈劑通過(guò)其抗氧

化和表面活性作用，可以清除噴嘴、進(jìn)氣門上的積炭，使這些部件保持清潔，油路暢通。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

13(2)車用汽油的規(guī)格按照GB

17930-2016(車用汽油)的規(guī)定，車用汽油(IV)根據(jù)研究法辛烷值分為90號(hào)、93號(hào)和97號(hào)3個(gè)牌號(hào)；車用汽油(V)、

車用汽油(VI)

根據(jù)研究法辛烷值分為89號(hào)、

92號(hào)、95號(hào)和98號(hào)4個(gè)牌號(hào)。車用汽油的質(zhì)量指標(biāo)可參閱GB17930—

2016。2.壓縮天然氣

(CNG)CNG是壓縮天然氣(Compressed

Natural

Gas)的縮寫，

它的主要成分是甲烷(所占體積分?jǐn)?shù)在85%～97%)。

它是把天

然氣加壓后裝在高壓氣瓶中放在車上，相當(dāng)于普通汽車的燃油箱，

氣瓶中的壓力一般為21

kPa。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

14天然氣的低熱值(50.05

MJ/kg)

和辛烷值(RON

130)均比汽油(低熱值為43.49

MJ/kg

,

辛烷值RON

100)

高，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的

代用燃料，除能保持原發(fā)動(dòng)機(jī)的功率外，還有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮

比。以天然氣和柴油作燃料的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，

一般以柴油機(jī)作為基礎(chǔ)，

當(dāng)用氣體燃料時(shí)，柴油就起引燃作用。天然氣是一種比較潔凈的能源，

排放低，燃油經(jīng)濟(jì)性好，使用安全，輸送和使用比較方便。天然氣燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生，價(jià)格低、使用安全、熱值高、潔凈

。3.液化石油氣

(LPG)LPG是液化石油氣(Liquefied

Petroleum

Gas)的縮寫，是煉油廠的副產(chǎn)品，與汽油相比其價(jià)格便宜。液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷，另外含有少量的丙烯和丁烯及其他烴類物質(zhì)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

15液化石油氣的特點(diǎn)與天然氣相似，如辛烷值高(RON

111.5)、低熱值高(低熱值為46.4

MJ/kg)

、

著火溫度高(丙烷自燃點(diǎn)為470℃,

丁烷自燃點(diǎn)為365℃)、

容易與空氣混合、排放低等。它在加壓下常以

液態(tài)儲(chǔ)存。液化石油氣本身是無(wú)色無(wú)味的，但是因?yàn)樗坏┬孤┖蟛灰讛U(kuò)散，為

了確保使用安全，

一般在液化石油氣中添加臭味劑，如果發(fā)生泄漏，容

易覺(jué)察，以便及時(shí)采取消防措施。液化石油氣中的丁二烯對(duì)橡膠有較強(qiáng)的腐蝕作用，因此液化石油氣的儲(chǔ)存、輸送、減壓等設(shè)備中的膜片、密封圈和軟管等需采用耐腐蝕的橡

膠。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

164.氫氣通過(guò)將水分解成氫和氧，可以得到足夠的氫氣。氫氣作為燃料具有

很多優(yōu)點(diǎn)，它燃燒后變成水，不會(huì)產(chǎn)生煙霧和有害氣體.是最清潔的燃料之一。氫氣辛烷值高、自燃溫度高(585℃)、易與空氣混合且分配

均勻.因此發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高，燃料經(jīng)濟(jì)性好。氫氣是汽車最有發(fā)展前途

的代用燃料之一。寶馬7系轎車為氫動(dòng)力汽車。該車裝用的6.0L、V12

發(fā)動(dòng)機(jī)既可使用汽油，也可使用液態(tài)氫。該車除裝有一個(gè)容量為74L的汽油箱外，還

配有一個(gè)可容納8kg液態(tài)氫的燃料罐。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

175.醇類燃料醇類燃料包括甲醇和乙醇。甲醇是通過(guò)煤或天然氣制成的產(chǎn)品，

性能與天然氣相似，在不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造的前提下，可以使用甲醇與汽油混合燃料。乙醇是從玉米、小麥、甘蔗等農(nóng)作物中經(jīng)

過(guò)發(fā)酵提煉而成的。醇類燃料具有辛烷值高(甲醇RON

112、乙

醇RON

111)、

汽化潛熱大(甲醇101

MJ/kg、

乙醇862

MJ/kg)、

低熱值低、

蒸汽壓和沸點(diǎn)低、著火極限寬和燃燒速度快等特點(diǎn)。醇類燃料燃燒時(shí)，排放污染物較少，是一種環(huán)保和清潔的燃料，也是較為理想的代用燃料。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

18第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)特點(diǎn)與方式二、可燃混合氣成分的表示方法可燃混合氣是指燃料經(jīng)過(guò)霧化、蒸發(fā)并與空氣按一定比例混合的混合物?？扇蓟旌蠚庵衅偷暮糠Q為可燃混合氣濃度?？扇蓟旌蠚獾臐舛韧ǔＳ每杖急群瓦^(guò)量空氣系數(shù)表示。1.空燃比將實(shí)際吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣的質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比值稱為空燃比，用符

號(hào)λ表示(多為歐美國(guó)家采用),空燃比亦即燃燒1kg

燃料實(shí)際供給的空

氣

量。理論上，1kg汽油完全燃燒需14.7kg空

氣

，故對(duì)汽油機(jī)而言，將空燃比為14.7的可燃混合氣稱為理論混合氣。若空燃比小于14.7則說(shuō)明汽油有

余，稱為濃混合氣；若空燃比大于14.7則說(shuō)明空氣有余，稱為稀混合氣。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

192.過(guò)量空氣系數(shù)將燃燒1kg

燃料實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與理論上1kg

燃料完全燃燒所

需的空氣質(zhì)量之比稱為過(guò)量空氣系數(shù)，用符號(hào)α表示(α為我國(guó)及前蘇聯(lián)等國(guó)采用)。根據(jù)上述定義，α=1的可燃混合氣為理論可燃混合氣，α<1的為濃可燃混合氣，α>1的則為稀可燃混合氣。α與數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。λ表6-2

α與λ數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系α0.60.70.80.91.01.11.21.31.4λ8.910.411.813.314.716.317.819.220.72025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

20三、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對(duì)可燃混合氣濃度的要求發(fā)動(dòng)機(jī)工況是發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況的簡(jiǎn)稱。

汽車在行駛過(guò)程中的載荷、車速、路況等經(jīng)常變化。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有以下特點(diǎn)：①工況變化范圍大，負(fù)荷可從0變到100%,轉(zhuǎn)速可從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速變化到最高轉(zhuǎn)速；②在汽車行駛的大部分時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷下工作。入車用汽油機(jī)在不同工況下對(duì)可燃混合氣的濃度有不同的要求，分述如

下

。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

211.冷啟動(dòng)汽油機(jī)在冷啟動(dòng)時(shí)，因溫度低，汽油不容易蒸發(fā)汽化，再加上啟

動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速低(50～100r/min

),

空氣流過(guò)進(jìn)氣通道的速度很低，汽油霧化不良，致使進(jìn)入氣缸的混合氣中汽油蒸汽太少，混合氣過(guò)稀，不能著火燃燒。為使汽油機(jī)能夠順利啟動(dòng)，要求供給α為0.2~0.6的濃混合氣，以使進(jìn)入氣缸的混合氣在火焰?zhèn)鞑ソ缦拗畠?nèi)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

222.怠速怠速是指汽油機(jī)對(duì)外無(wú)功率輸出的工況。這時(shí)可燃混合氣燃燒后對(duì)活塞所作的功全部用來(lái)克服汽油機(jī)內(nèi)部的阻力，使汽

油機(jī)以低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，汽油機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速為700~900r/min。在怠速工況，節(jié)氣門接近關(guān)閉，吸入氣缸內(nèi)的混入合氣數(shù)量很少。在這種情況下，氣缸內(nèi)的殘余廢氣量相對(duì)增多，混合氣被廢氣嚴(yán)重稀釋，使燃燒速度降低甚至熄火。為此，要

求供給α為0.6～0.8的濃混合氣，以補(bǔ)償廢氣的稀釋作用。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

23小負(fù)荷工況時(shí)，節(jié)氣門開(kāi)度在25%以內(nèi)。隨著進(jìn)入氣缸內(nèi)的混合氣數(shù)量的增多，汽油霧化和蒸發(fā)的條件有所改善，殘余廢氣對(duì)混合氣的稀釋作用相對(duì)減弱。因此，應(yīng)該λ供給α為0.7～0.9的混合氣。雖然，

比怠速工況供給的混合氣稍稀，但

仍為濃混合氣，這是為了保證汽油機(jī)小負(fù)荷工況的穩(wěn)定性，如圖中曲線3的小負(fù)荷段所示。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

24A—小負(fù)荷B—中等負(fù)荷C—大負(fù)荷1—功率混合氣

2—經(jīng)濟(jì)混合氣

3—理論混合氣圖6-2

汽油機(jī)不同負(fù)荷所需混合氣3.小負(fù)荷過(guò)量空氣系數(shù)α4.中等負(fù)荷中等負(fù)荷工況節(jié)氣門的開(kāi)度在25%～85%范圍內(nèi)。汽油機(jī)大部分時(shí)間在中等負(fù)荷下工作，因此應(yīng)該供給α為1.05～1.15的經(jīng)濟(jì)混合氣，以保證汽油機(jī)有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。從小負(fù)荷到中等負(fù)荷，

隨著負(fù)荷的增加，節(jié)氣門逐漸開(kāi)大，混合氣逐漸變稀，如上圖曲線

3的中負(fù)荷段所示。5.大負(fù)荷和全負(fù)荷汽油機(jī)在大負(fù)荷或全負(fù)荷工作時(shí)，節(jié)氣門接近或達(dá)到全開(kāi)位置。這時(shí)需要汽油機(jī)發(fā)出最大功率以克服較大的外界阻力或加速行駛。

為此應(yīng)該供給α為0.85～0.95的功率混合氣。從中等負(fù)荷轉(zhuǎn)入大負(fù)

荷時(shí)，混合氣由經(jīng)濟(jì)混合比加濃到功率混合比，如上圖中曲線3的

大負(fù)荷段所示。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

256.加速汽車在行駛過(guò)程中，有時(shí)需要在短時(shí)間內(nèi)迅速提高車速。為

此

，駕駛?cè)艘筒燃铀偬ぐ?，使?jié)氣門突然開(kāi)大，以期迅速增加汽油機(jī)功率。這時(shí)雖然空氣流量迅速增加，但是由于汽油的密度比空氣密度大得多，即汽油的流動(dòng)慣性遠(yuǎn)大于空氣的流動(dòng)慣性，致使汽油流量的增加比空氣流量的增加滯后一段時(shí)間。另外，節(jié)氣門開(kāi)大，進(jìn)氣歧管的壓力增加，不利于汽油的蒸發(fā)汽化。因此，在節(jié)氣門突然

開(kāi)大時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)混合氣瞬時(shí)變稀的現(xiàn)象。這不僅不能使汽油機(jī)功率增加、汽車加速，反而有可能造成汽油機(jī)熄火。為了避免發(fā)生此

種現(xiàn)象，保證汽車有良好的加速性能，在節(jié)氣門突然開(kāi)大、空氣流

量迅速增加的同時(shí)，由供油系統(tǒng)中附設(shè)的特殊裝置瞬時(shí)陜速地供給一定數(shù)量的汽油，使變稀的混合氣得到重新加濃。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

26綜上所述，對(duì)于經(jīng)常在中等負(fù)荷下工作的汽油機(jī)，為了保持其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，從小負(fù)荷到中等負(fù)荷要求供油系統(tǒng)能隨著負(fù)荷的

增加，供給由濃逐漸變稀的混合氣，直到供給經(jīng)濟(jì)混合氣，以保證汽油機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性。從大負(fù)荷到全負(fù)荷階段，又要求混合氣λ由稀變濃，最后加濃到功率混合氣，以保證汽油機(jī)發(fā)出最大功率。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

27四、汽油機(jī)可燃混合氣的燃燒1.正常燃燒通常通過(guò)測(cè)取燃燒過(guò)程的展開(kāi)示功圖來(lái)研究汽油機(jī)燃燒過(guò)程。汽油機(jī)典型

的展開(kāi)示功圖如圖所示。

為研究方便，按缸內(nèi)壓力變化特點(diǎn)，一般將燃燒過(guò)程分成3個(gè)階段，分別稱為滯燃期、急燃期和后燃期。圖6-3汽油機(jī)典型的展開(kāi)示功圖1—滯燃期2—急燃期3—后燃期A—開(kāi)始點(diǎn)火

B—形成火焰中心C—最高壓力

D—燃燒結(jié)束4—著火落后角θg一點(diǎn)火提前角2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

28λ2.不規(guī)則燃燒汽油機(jī)不規(guī)則燃燒是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)之間的燃燒變動(dòng)和各氣缸之間的燃燒差異。這是汽油機(jī)燃燒過(guò)程的一大特征。(1)循環(huán)間的燃燒變動(dòng)火花塞附近混合氣的濃度和氣體紊流性質(zhì)、程度在各循環(huán)之間均有λ差異，致使火焰中心形成的時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間變動(dòng)而引起缸內(nèi)壓力隨循環(huán)而產(chǎn)生的變化。

循環(huán)間燃燒變化較大，是不應(yīng)忽視的，

低負(fù)荷時(shí)情況還要嚴(yán)重。這種循環(huán)間的燃燒變動(dòng)使汽油機(jī)空燃比和點(diǎn)

火提前角調(diào)整對(duì)每一循環(huán)都不可能處于最佳狀態(tài)，因而油耗上升，功

率下降，不正常燃燒傾向增加，整個(gè)汽油機(jī)性能下降。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

29(2)各缸間燃燒差異汽油機(jī)主要采用預(yù)混混合氣燃燒的方式，故混合氣成分對(duì)燃燒有很大的影響。由于缸外混合，在汽油機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)存在著空氣、燃料蒸汽、各種比例的混合氣、大小不一的霧化油粒以及沉積在進(jìn)氣管壁上厚薄不同的油膜，情況非常復(fù)雜，要想讓它們均勻分配到各λ個(gè)氣缸是很困難的。另外，各缸進(jìn)氣歧管的差別、各缸間進(jìn)氣重疊

引起的干涉等現(xiàn)象，導(dǎo)致各缸進(jìn)氣量、進(jìn)氣速度以及氣流的紊流狀

態(tài)等不能完全一致。因此，在多缸汽油機(jī)上，各缸混合氣成分存在差異，以化油器供油的汽油機(jī)，這種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

30第二節(jié)化油器式供油系統(tǒng)λ2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

31一、化油器的基本構(gòu)造化油器是早期汽油機(jī)上普遍采用的一種燃油汽化裝置，在汽車上使用了100多年，是一個(gè)重大發(fā)明，但隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，其在大中型汽油機(jī)上的應(yīng)用已被更為經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的電子控制燃油噴射系統(tǒng)所取代，

至20世紀(jì)末，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)已基本不再采用化油器式供油系統(tǒng)。

但由于其

具有價(jià)格低廉、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，化油器在小型汽油機(jī)上仍然被廣泛應(yīng)λ用，如摩托車、噴霧劑、割草機(jī)以及各類模型的動(dòng)力機(jī)上。化油器的基本構(gòu)造(可稱為簡(jiǎn)單化油器)包括浮子室、噴管、喉管和節(jié)氣門四個(gè)主要部分。由輸油泵供給的汽油首先流入浮子室。浮子室中

裝有浮子和針閥，利用浮子隨油面的升降來(lái)自動(dòng)開(kāi)閉針閥處的進(jìn)油孔，保持浮子室中的油面穩(wěn)定。浮子室上部有孔與大氣相通，使油面上的壓力為大氣壓。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

32浮子室下部有量孔與噴管相連。量孔是一個(gè)內(nèi)孔尺寸和形狀制造得十分精確

的零件，用它來(lái)控制汽油的流量。汽油機(jī)不工作時(shí)，噴管內(nèi)的油面與浮子室內(nèi)的油面等高。為了防止汽油從噴管口溢出，噴

管出口一般高出油面2～5

mm

。

喉管是

進(jìn)氣道中一段通道面積沿軸向位置變化的短管。截面積最小處稱為喉部，噴管口就裝在這。喉管的作用是增加流過(guò)其中的空氣流速，在噴管出口處造成一定的真空度，將汽油從浮子室吸出。節(jié)氣門裝在化油器與進(jìn)氣歧管連接處附近，利用其開(kāi)度變化來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的可燃混合氣量。圖6-4

化油器式供油系統(tǒng)及工作過(guò)程1—空氣濾清器2—針閥3——浮子4—噴管5—喉管

6—節(jié)氣門

7—進(jìn)氣歧管

8—進(jìn)氣門9—進(jìn)氣預(yù)熱套管

10—量孔11—浮子室2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

33二、化油器式供油系統(tǒng)的工作過(guò)程化油器的基本工作原理是利用喉管處進(jìn)氣氣流真空度引射汽油的方法形成工況需要的混合氣濃度。在進(jìn)氣沖程中，氣缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力，在兩者的壓力差△作

用下，空氣經(jīng)空氣濾清器、化油器和進(jìn)氣管流向氣缸。當(dāng)空氣流過(guò)化油器喉部時(shí)，流速增加，壓力下降，喉管處壓力低于大氣壓力，于是汽油就在壓力差△作用下從噴管口噴出。

從噴管口噴出的汽油，在喉管高速

氣流的沖擊下被吹散成不同直徑的油粒而與空氣混合。直徑小的油粒在

隨空氣流動(dòng)的過(guò)程中很快蒸發(fā)，直徑較大的油粒來(lái)不及蒸發(fā)完全，隨氣

流進(jìn)入氣缸，在氣缸內(nèi)的進(jìn)氣和壓縮過(guò)程中繼續(xù)蒸發(fā)并與空氣混合。

一

些大直徑的油粒在隨氣流流動(dòng)時(shí)沉積在進(jìn)氣管的管壁上，形成油膜，油膜在氣流的作用下，緩緩地向氣缸流動(dòng)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

34在流動(dòng)過(guò)程中由于進(jìn)氣管壁的加熱，不斷地蒸發(fā)并與空氣混合。為了促進(jìn)進(jìn)氣管管壁油膜的蒸發(fā)，汽油機(jī)一般利用廢氣加熱進(jìn)氣管道。

化油器供油過(guò)程中，可燃混合氣的形成經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，因此混合較為

均勻。在簡(jiǎn)單化油器上，當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度很小時(shí)，喉管真空度很小，從噴管

口流出的汽油量很少，因此混合氣的α值很大。在節(jié)氣門開(kāi)度較小的范

圍內(nèi)，如汽油機(jī)轉(zhuǎn)速不變，隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大，喉管真空度變大，

通過(guò)喉管的空氣量和汽油量都隨之增加。但由于下列原因，空氣量的

增加率低于汽油量的增加率。①將汽油從浮子室油面升高到噴管口邊緣所需要的真空度是一不變值，隨著喉管真空度的增大，這一不變值所占的比重愈來(lái)愈小，因此汽油流量的增加率愈來(lái)愈高。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

35②空氣的流量系數(shù)

μa在化油器中的雷諾數(shù)變化范圍內(nèi)變化很小，而汽油的流量系數(shù)

μp在主量孔的雷諾數(shù)Re

小于某值時(shí)變化較大。隨著喉管真空度的加大，Re

增大，

μp也增加很快。③隨著喉管真空度的加大.汽油的密度沒(méi)有變化，而空氣的密度變

小

。因此，隨著節(jié)氣門開(kāi)大、喉管真空度變大，混合氣的α值愈來(lái)

愈小。在節(jié)氣門開(kāi)度變大到一定程度以后，上述3種原因的影響愈

來(lái)愈小，尤其是第一項(xiàng)原因，因此α值隨節(jié)氣門開(kāi)度的變化趨于平

緩。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

362025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

37第三節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)汽油噴射式燃油供給裝置簡(jiǎn)稱汽油噴射系統(tǒng)，它是在恒定的壓力下，利用噴油器將一定數(shù)量的汽油直接噴入氣缸或進(jìn)氣管道內(nèi)的燃油供給系

統(tǒng)。與傳統(tǒng)的化油器供給系統(tǒng)相比，電子控制汽油噴射系統(tǒng)是以燃油噴

射裝置取代化油器。通過(guò)微電子技術(shù)對(duì)系統(tǒng)實(shí)行多參數(shù)控制，可使汽油

機(jī)的功率提高10%;在耗油量相同的情況下，轉(zhuǎn)矩可增大20%,從0到

100km/h的加速時(shí)間減少7%;油耗降低10%;廢氣排放量可降低34%～50%,如果系統(tǒng)采用閉環(huán)控制并加裝三元催化轉(zhuǎn)化器，有害氣體排放量可下降73%。車用汽油噴射系統(tǒng)按不同方法可以分為多種類型。1.按噴射位置分類根據(jù)汽油的噴射位置，汽油噴射系統(tǒng)可分為缸內(nèi)噴射和進(jìn)氣管噴射

兩大類，進(jìn)氣管噴射又進(jìn)一步分為單點(diǎn)噴射和多點(diǎn)噴射。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

38a)

b)

c)圖6-

5

汽油噴射系統(tǒng)的分類a)

缸內(nèi)噴射b)

進(jìn)氣管噴射(多點(diǎn)噴射)

c)進(jìn)氣管噴射(單點(diǎn)噴射)1

—

燃油2

—

進(jìn)氣道

3

—

空氣

4

—

節(jié)

氣

門

5

—

噴油器

6

—

汽

油

機(jī)2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

39666(1)缸內(nèi)噴射缸內(nèi)噴射是將噴油器安裝于缸蓋上直接向氣缸內(nèi)噴油，因此需要較高的噴油壓力(3.0～5.0

MPa)。

由于噴油壓力較高，故對(duì)供油系

統(tǒng)的要求較高，成本也相應(yīng)提高。(2)進(jìn)氣管噴射進(jìn)氣管噴射又分為單點(diǎn)噴射和多點(diǎn)噴射。單點(diǎn)噴射系統(tǒng)是把噴油器

安裝在化油器所在的節(jié)氣門體上，它是用一個(gè)或兩個(gè)噴油器將燃油噴入

進(jìn)氣管，形成混合氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管，再分配到各缸中。多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是

在每缸進(jìn)氣口處裝有一個(gè)噴油器，由電控單元(ECU)控制進(jìn)行順序噴

射或分組噴射，汽油直接噴射到各缸的進(jìn)氣門前方，再與空氣一起進(jìn)入氣缸形成混合氣。多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是目前最普遍的噴射系統(tǒng)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

402.按噴射控制裝置分類按噴射控制裝置的形式，汽油噴射系統(tǒng)分為機(jī)械式(或機(jī)電式)

和電控式兩種。機(jī)械式燃油的計(jì)量是通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，電控式燃料的計(jì)量是由電控單元(ECU)

與電磁噴油器實(shí)現(xiàn)的。3.按噴射方式分類按噴射方式，汽油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種。間

歇噴射按噴油時(shí)序又可細(xì)分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射3種形式。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

414.按空氣流量測(cè)量方法分類按空氣流量的測(cè)量方法，汽油噴射系統(tǒng)可分為3種：第一種是直接測(cè)量空氣質(zhì)量流量的方式，稱為質(zhì)量流量控制的汽油噴射系統(tǒng)；第二種是根據(jù)進(jìn)氣管壓力和汽油機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)推算吸入的空氣量，并計(jì)算燃油

流量的速度密度方式，稱為速度密度控制的汽油噴射系統(tǒng)；第3種是根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)度和汽油機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)推算吸入的空氣量并計(jì)算燃油流量的

節(jié)流速度方式，稱為節(jié)流速度控制的汽油噴射系統(tǒng)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

42執(zhí)行器ECU電動(dòng)燃油泵油泵繼電器曲軸位置傳感器噴油器上止點(diǎn)位置傳感器點(diǎn)火線圈節(jié)氣門位置傳感器活性炭罐

電磁閥進(jìn)氣溫度傳感器氧傳感器

加熱器怠速電動(dòng)機(jī)

(節(jié)氣門控

制器內(nèi))二、電控汽油噴射系統(tǒng)組成電控汽油噴射系統(tǒng)主要由傳感器、控制單元、執(zhí)行器3大部分組成。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

43冷卻液溫度傳感器氧傳感器.爆燃傳感器空氣流量傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與圖

6

-

6

電

控

汽

油

噴

射

系

統(tǒng)

的

組

成輸出信號(hào)輸入信號(hào)傳感器1.傳感器主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、上止點(diǎn)位置傳感器、空氣流量傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、氧傳感器等。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；曲軸位置傳感器用來(lái)檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置及曲軸的轉(zhuǎn)角。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器一般制成一體，是控制點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻必不可少的信號(hào)源。曲軸位置傳感器有電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式和光電式3種。

其

中

，電磁式應(yīng)用較廣。通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸附近。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

44磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的工作原理如圖所示，磁力線穿過(guò)的路徑為：永久

磁

鐵N

極→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙

→磁頭→扼鐵→永久磁鐵S

極

。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和

穿過(guò)信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。a)b)c)圖

6

-

7

電

磁

感

應(yīng)

式曲

軸

位

置

傳

感

器的

工

作

原

理

圖a)

接近

b)

對(duì)

齊

c)

離

開(kāi)1

—

軛鐵2

—

感應(yīng)線圈3

—

信號(hào)轉(zhuǎn)子4

—

永久磁鐵2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

45磁感應(yīng)式曲。信號(hào)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙減小。磁路磁阻減小，磁通量中增多，磁通量變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為正，如圖6-8中曲線abc

所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸齒接近磁頭邊緣時(shí)，磁通量中急劇增多，磁通變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最高，圖中曲線b

點(diǎn)所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)b

點(diǎn)后，雖然磁通量中仍在增多，但磁通變化率減小，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E降低。a)b)圖6-8

傳感器線圈中的磁通量和電動(dòng)勢(shì)的波形a)

低速時(shí)

b)

高速時(shí)2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

46當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到凸齒的中心線與磁頭的中心線對(duì)齊時(shí)(圖b),

雖然轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量中最大，但是，由于

磁通量不可能繼續(xù)增加一磁通量變化率為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為零，如圖6-8中曲線C點(diǎn)所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針?lè)较蚶^續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸齒離開(kāi)磁頭時(shí)(圖c),

凸齒與磁頭間的氣隙增大，磁路磁阻增大，磁通量中減少，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為

負(fù)值，如圖中曲線cda所示。當(dāng)凸齒轉(zhuǎn)到將要離開(kāi)磁頭邊緣時(shí)，磁通量函

急劇減少，磁通量變化率達(dá)到負(fù)向最大值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也達(dá)到負(fù)向最大

值，如圖中曲線上d點(diǎn)所示。由此可見(jiàn)，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凸齒。傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期的

交變電動(dòng)勢(shì)，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

47(2)節(jié)氣門位置傳感器該傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度的大小，并把節(jié)氣門開(kāi)度狀態(tài)信息輸送給電控單元。電控單元根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)度或節(jié)氣門開(kāi)閉的快慢程度，得

到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工作狀況是怠速無(wú)負(fù)荷，還是小負(fù)荷或中、滿負(fù)荷，或者

汽車是在加速或減速的信息。電控單元根據(jù)這些信息，確定噴油量、噴

油正時(shí)和最佳點(diǎn)火提前角。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，與節(jié)氣門軸聯(lián)動(dòng)。

節(jié)氣門位

置傳感器主要采用滑動(dòng)電阻式。采用電位器式原理的汽車節(jié)氣門位置傳感器稱為線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器，由節(jié)氣門軸帶動(dòng)電位計(jì)的滑動(dòng)觸點(diǎn)，如下圖所示。在不同的節(jié)氣門開(kāi)度下，電位計(jì)的電阻也不同。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

48從而將節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷盒盘?hào)輸送給電控單元ECU,ECU通過(guò)節(jié)氣門位置傳感器可以獲得節(jié)氣門由全閉到全開(kāi)的所有開(kāi)啟角度的連續(xù)變化的模擬信號(hào)，以及節(jié)氣門開(kāi)度的變化速率，從而更精確地判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)

行情況，提高控制精度和效果。在裝有電控自動(dòng)變速器的汽車上，該信號(hào)作為控制不同行駛條件下的擋位變換的主要依據(jù)。10-30◎20圖6-9

線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器1—基準(zhǔn)電壓

2—輸出電壓3—搭鐵2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

49開(kāi)

啟O

o關(guān)閉0

0-

回123(3)空氣流量傳感器該傳感器用來(lái)測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)

的空氣流量，并將測(cè)量的結(jié)果轉(zhuǎn)換

成電信號(hào)傳給電控單元。空氣流量傳感器一般安裝在空氣濾清器后端，節(jié)氣門體前端。空氣流量傳感器近年來(lái)用得較多的有熱線式空氣流量傳感器和熱膜

式空氣流量傳感器。熱膜式空氣流

量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖6-10

熱膜式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)1—接線插座

2—防護(hù)網(wǎng)3—鉑金屬膜4—護(hù)套2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

50(3)空氣流量傳感器在傳感器的內(nèi)部的進(jìn)氣通道上設(shè)有一個(gè)矩形護(hù)套(相

當(dāng)于取樣套),熱膜電阻設(shè)在護(hù)套中。為了防止污物沉積到

熱膜電阻上影響測(cè)量精度，在護(hù)套的空氣入口一側(cè)沒(méi)有空氣

過(guò)濾層，用以過(guò)濾空氣中的污物。為了防止進(jìn)氣溫度變化使測(cè)量精度受到影響，在熱膜電阻附近的氣流上游設(shè)有鉑金屬

膜式溫度補(bǔ)償電阻。溫度補(bǔ)償電阻和熱膜電阻與傳感器內(nèi)部控制電路連接，控制電路與線束連接器插座連接，線束設(shè)在傳感器殼體中部。與熱線式流量傳

感器相比，熱膜電阻的阻值較大，所以消耗電流較小，使用

壽命較長(zhǎng)。但是由于其發(fā)熱元件表面制作有一層保護(hù)薄膜，存在輻射熱傳導(dǎo)作用，因此響應(yīng)特性稍差。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

51圖6-11

熱膜式空氣流量傳感器的內(nèi)部元件示意圖1—過(guò)濾層2—溫度補(bǔ)償電阻3—熱膜電阻2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

52在熱膜式空氣流量傳感器中，采用了恒溫差控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)流量檢測(cè)。恒溫差控制電路如圖6-12所示，RH

和R┐分別連接在惠斯登電橋電路的兩個(gè)臂上。當(dāng)發(fā)熱元件的溫度高于進(jìn)氣溫度時(shí)，電橋電壓才能達(dá)到平衡，并

由具有電流放大作用的控制電路A控制加熱電流(50～120

mA)

來(lái)使發(fā)熱元件溫度T-

與補(bǔ)償電阻溫度TH

之差保持恒定(即△T=

TH-T┐=120℃

)。a)

b)圖6-12

熱膜式空氣流量傳感器恒溫差控制電路a)電路連接

b)

電橋電路RT—溫度補(bǔ)償電阻(進(jìn)氣溫度傳感器)

R—

發(fā)熱元件(熱絲或熱膜)電阻R?—信號(hào)取樣電阻

R?

、R?—精密電阻

Ucc—電源電壓

U,一信號(hào)電壓

A—控制電路2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)當(dāng)空氣氣流流經(jīng)發(fā)熱元件并使其受到冷卻時(shí)，發(fā)熱元件溫度降低，阻值減小，電橋電壓失去平衡，控制電路將增大供給發(fā)生熱元件的電流，使其溫度保持高于溫度補(bǔ)償電阻溫度120℃。

電流增量的大小，取決于發(fā)熱元件受到冷卻的程度，即取決于流過(guò)傳感器的空氣量。當(dāng)電橋電流增大時(shí)，取樣電阻

R,

上的電壓就會(huì)升高，從而將空氣流量的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)

U

的變化。輸出電壓與空氣流量之間近似于4次方根的關(guān)系特征曲線如圖6-13所示。信號(hào)電壓輸入ECU后

，ECU可根據(jù)信號(hào)電壓的高低計(jì)算出空氣質(zhì)量流量

QM

的大小。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)空氣流量/(g/s)圖6-13

熱膜式空氣流量傳感器輸出特性曲線輸出電壓/V當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或空氣為熱空氣時(shí)，因?yàn)榈∷贂r(shí)節(jié)氣門關(guān)閉或接近全閉，所以空氣流速低，空氣量少；又因空氣溫度越高，空氣密度越小，

所以在體積相同的情況下，熱空氣的質(zhì)量小，因此發(fā)熱元件受到冷卻的

程度小，阻值減小的幅度小，所以電橋平衡需要的電流小，故取樣電阻上的信號(hào)電壓低?？刂茊卧狤CU根據(jù)信號(hào)電壓即可計(jì)算出進(jìn)氣量，

一般

怠速時(shí)的空氣流量為2.0～5.0g/s。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大或空氣為冷空氣時(shí)，因?yàn)楣?jié)氣門開(kāi)度增大。空氣流速加快，使空氣流量增大；而冷空氣密度大，在體積相同的情況下

冷空氣質(zhì)量大，所以發(fā)熱元件受到冷卻的程度增大，阻值減小幅度大，

保持電橋平衡需要的電流增大，因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，信號(hào)電壓升

高。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)(4)冷卻液溫度傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的變化轉(zhuǎn)換為

電信號(hào)輸送到ECU,ECU

根據(jù)輸入的信號(hào)(發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度

的高低)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量進(jìn)行修正，以調(diào)整空燃比，使進(jìn)入發(fā)

動(dòng)機(jī)的可燃混合氣燃燒穩(wěn)定，冷機(jī)時(shí)供給較濃的可燃混合氣；熱機(jī)時(shí)供給較稀的混合氣。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器以熱敏電阻為檢測(cè)元件，如圖6-14所

示。該傳感器采用的熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，如圖所示。當(dāng)水溫低時(shí)，電阻值大；水溫升高，電阻值減小。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

56圖6-

14

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的結(jié)構(gòu)

圖6-

15

冷卻液溫度傳感器的1—插頭

2—?dú)んw

3—密封環(huán)

4—螺紋

5—熱敏電阻

6—冷卻液

電阻與溫度的關(guān)系0.8-0.60.4-0.20.1-200

20

40

6080100120溫度/℃2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

5740201042-電

阻

/

kΩ8

9(5)進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感器與空氣流量傳感器相配合，用來(lái)測(cè)量空氣溫度的變化，以確定空氣密度的變化，進(jìn)而獲得較精確的空氣質(zhì)量流量及空燃比。它通常安裝在空氣流量傳感器上或進(jìn)氣歧管處。2010820.80.60.40.2-20

0204060801001202025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

58a)b)圖6-

16

進(jìn)氣溫度傳感器a)

進(jìn)氣溫度傳感器的構(gòu)造b)電阻與進(jìn)氣溫度的關(guān)系進(jìn)氣溫度/℃電

阻

/

k

Ω9

4進(jìn)氣溫度傳感器一般采用熱敏電阻式，熱敏電阻安裝在進(jìn)氣溫度傳感器內(nèi)。進(jìn)氣溫度傳感器的構(gòu)造如圖6-16a

所示，其電阻與進(jìn)氣溫度的關(guān)系如圖6-

16b

所示。當(dāng)進(jìn)氣溫度升高時(shí)，傳感器阻值減小，熱敏電阻上的分壓值減??；反之，當(dāng)進(jìn)

氣溫度降低時(shí)，傳感器阻值增大，熱敏電阻上的分壓值升高。

ECU

根據(jù)接收到

的信號(hào)電壓值便可計(jì)算求得對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。(6)氧傳感器該傳感器安裝在排氣管中，用來(lái)檢測(cè)可燃混合氣的實(shí)際空燃比較理論空燃

比偏離程度，并把這一信息輸入電控單元。電控單元控制噴油脈沖長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)

反饋，組成閉式循環(huán)，滿足最佳排氣凈化要求。氧傳感器有二氧化鋯(ZrO2)

型氧傳感器和二氧化鈦(TiO2)

型氧傳感

器兩種。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

59①氧化鋯式氧傳感器。氧化鋯式氧傳感器的結(jié)構(gòu)如圖6-17所示。氧化鋯式氧傳感器的基本元件是氧化鋯(ZrO?)陶瓷管(固體電解質(zhì)),亦稱鋯管。鋯管固定在帶有安裝螺紋的固定套中，內(nèi)外表面均覆蓋著一層多孔的鉑膜，其內(nèi)表面與大氣接觸，外表面與廢氣接觸。氧傳感器的接線端有一個(gè)金屬護(hù)套，其上開(kāi)有一個(gè)用于鋯管內(nèi)腔與大氣相通的孔，電線將鋯管內(nèi)表面的鉑極經(jīng)絕緣

套從此接線端引出。圖6

-

17

氧

化

鋯

式

氧

傳

感

器的

結(jié)

構(gòu)1

—

廢氣2

—

鋯管3

—

鉑極

4

—

彈簧5

—

絕緣套6

—

信號(hào)輸出導(dǎo)線7

—

空氣8

—

保護(hù)套管2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

60氧化鋯式氧傳感器的工作原理如圖6-18所示。鋯管的陶瓷體是多孔的，滲入其中的

氧氣在溫度較高時(shí)發(fā)生電離。由于鋯管內(nèi)、外側(cè)氧含量不一致，存在濃度差，因而氧離

子從大氣側(cè)向排氣一側(cè)擴(kuò)散，從而使鋯管成

為一個(gè)微電池，在兩鉑極間產(chǎn)生電壓。當(dāng)混

合氣的實(shí)際空燃比小于理論空燃比，即發(fā)動(dòng)

機(jī)以較濃的混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣中氧含量少，

但CO

、HC等較多。這些氣體在鋯管外表面

的鉑催化作用下與氧發(fā)生反應(yīng)，將耗盡排氣

中殘余的氧，使鋯管外表面氧氣變?yōu)榱?，這

就使得鋯管內(nèi)、外側(cè)氧濃度差加大，兩鉑極間電壓陡增。

因此鋯管傳感器產(chǎn)生的電壓將

在理論空燃比時(shí)發(fā)生突變：稀混合氣時(shí)。輸

卅電壓幾乎為零；濃混合氣時(shí)，輸出電壓接

近

1V。電壓大氣排氣排氣2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

61圖6-18

氧化鋯式氧傳感器的工作原理圖②氧化鈦式氧傳感器。二氧化鈦(TiO2)屬N型半導(dǎo)體材料，其阻值大小取決于材料溫度及周圍環(huán)境中氧離子的濃度，因此可以用來(lái)檢測(cè)排氣中的氧離子濃度。氧化鈦式氧傳感器與氧化鋯式氧傳感器的結(jié)構(gòu)相似，如圖6-

19所示，主要由二氧化鈦傳感元件、鋼質(zhì)外殼、加熱元件和電極

引線等組成。鋼質(zhì)殼體上制有螺紋，以便于傳感器安裝。與氧化鋯(ZrO2)

式氧傳感器不同的是，氧化鈦式氧傳感器不需要與大氣壓進(jìn)行比較，因此傳感元件的密封與防水十分方便，利用玻璃或滑石粉等密封即可達(dá)到使用要求。此外，電極引線與護(hù)套之間設(shè)置一個(gè)硅橡膠密封線圈，可以防止水汽浸入傳感器內(nèi)部而腐蝕電

極。由于二氧化鈦半導(dǎo)體材料的電阻隨氧離子濃度的變化而變化，因此氧化鈦式氧傳感器的信號(hào)源相當(dāng)于一個(gè)可變電阻。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

62當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣稀(過(guò)量空氣系數(shù)α>1)時(shí)，排氣中氧離子含量較多即傳感元件周圍的氧離子濃度較大，二氧化鈦呈現(xiàn)低阻狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣濃(過(guò)量空氣系數(shù)α<1)時(shí)，由于燃燒不完全，排氣中會(huì)剩余一定的氧氣，傳感元件周圍的氧離子很少，在催化劑鉑的作用下，使剩余氧離子與排氣中的

CO

發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CO2,將排氣中的氧離子進(jìn)一步消耗掉，二氧化鈦呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，從而大大提高了傳感器靈敏度。圖6-19氧化鈦式氧傳感器的結(jié)構(gòu)1—加熱元件

2—氧化鈦傳感元件

3—基片

4—墊圈5—密封圈6—外殼

7—滑石粉填料8—密封釉9—護(hù)套10—電極引線11—連接焊點(diǎn)12—密封襯墊13—傳感器引線2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

632.電控單元

(ECU)電控單元主要功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況和汽車運(yùn)行狀態(tài)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量進(jìn)行精確控制。近年來(lái)，電子控制系統(tǒng)的功能得以不斷擴(kuò)大，在發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，不但控制噴油器的噴油量，還可控制點(diǎn)火、怠速、廢氣再循環(huán)等；另外，還可控制底盤中的自動(dòng)變速器、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、懸架高度調(diào)

整系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)及車身控制系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU由輸入接口、微控制器和輸出接口3部分組成。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

64電磁閥驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)CPU電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路nn繼電器驅(qū)動(dòng)電路存儲(chǔ)器顯示裝置

驅(qū)動(dòng)電路輸入接口

微控制器

輸出

接口2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

65圖6-20

發(fā)動(dòng)機(jī)

ECU

的結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)字輸入緩沖器模一數(shù)

轉(zhuǎn)換器數(shù)字

信號(hào)輸入端口輸出端口執(zhí)行器模擬L(1)輸入接口輸入接口的作用是將電控系統(tǒng)中各傳感器檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)I/O

接口送入微控制器，完成ECU

對(duì)控制裝置運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)檢測(cè)。(2)微控制器微控制器又稱為單片機(jī)，是指在一塊芯片體上集成了中央處理

器

(CPU)、

隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)

、

程序存儲(chǔ)器(ROM

或EPROM)、

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器以及串行和并行I/O

接口

等部件，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。目前，汽車上主要采用8位和16位單片機(jī)，少數(shù)高檔轎車也有

采用32位單片機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

66(3)輸出接口輸出接口是在微控制器與執(zhí)行器之間起關(guān)聯(lián)作用的裝置。它的功能是將微控制器輸出的電流很小的控制命令變成可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的控制信號(hào)，使執(zhí)行器產(chǎn)生動(dòng)作。微控制器輸出的控制命令一般為數(shù)字信號(hào)，電流為毫安級(jí)。輸出接口具有控制信號(hào)的生成與放大等

功能。通過(guò)輸出接口電路后，可以直接控制各缸噴油器、油泵繼電器等工作部件。2025/12/1

汽油機(jī)供油系統(tǒng)

673.執(zhí)行器燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行器主要有噴油器、燃油泵、燃油壓力調(diào)節(jié)器

等

。(1)噴油器①功用。噴油器的功用是按照電控單元的指令將一