单元5 电控汽油喷射系统构造与维修(1)

利用卡门涡旋引起的空气密度变化进行测量。 在与空气流动方向垂直的方向上安装超声波信 号发生器，在与其相对的位置上安装超声波接受 器。卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信 号发生器发出的超声波到达接受器的时机或变早 或变迟，测出其相位差，利用放大器使之变成矩 形波，矩形波的脉冲频率即为卡门涡旋的频率。
触，可检测节气门大开度 状态。在这之间中间开度 时，可动触点同哪一个触 点都不接触。
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带Acc信号输出的开关量输出型节气门 位置传感器
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怠速控制阀
用于控制怠速，安装在旁通空气道上或直接控制节 气门。利用传感器收集发动机的怠速运行状态，冷 却液温度、空调开启情况、用电器负荷等信号，经 ECU分析、比较、发出指令让执行机构实现对发动机 怠速控制的装置。步进电动机式怠速控制阀。
汽车发动机构造与维修
单元五 电控汽油喷射系统构造与维修
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学习内容
掌握：空气供给系统的结构与工作原理、 燃油供给系统的结构与原理、电子控制系 统的结构与工作原理。 了解：电控汽车喷射系统的分类与组成， 主要仪器的使用方法、主要传感器的检测， 电控喷射系统的检修及其常见故障的诊断 与排除。

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Bosch公司燃油喷射系统的发展过程
至出油室。 单向阀：可防止燃油倒流，保持管内残余压力。 卸压阀：输出油压达0.04MPa开启，高压油流回进油室。
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电动汽油泵的构造
（1）涡轮式电动燃油泵 结构：主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。 原理：油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心 力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出 油室。由于进油室的燃油不断增多，形成一定的真空度，将燃油从进油 口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶 开出油阀出油口输出。出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持 油路中有一定的压力，便于下次起动。如下页图所示
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热膜式式空气流量计
A：集成电路；RH：热线电阻 RK：温度补偿电阻 RA：精密电阻 RB：电桥电阻
原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，使铂丝温度 和吸入空气温度差保持一定。铂丝成为惠斯顿电桥 中的一个臂。
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卡门涡旋式空气流量计
超声波发射器
涡流发生体
空气流
节气门
整流器 取样管
在气流中央放置一个锥体状涡流发生器。当空气流 过时，在涡流发生器下游将产生有规律交错的旋涡，当 流经空气通道的空气流速变化时，将影响卡门涡流旋涡 的频率。
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卡门涡街(涡)

卡门涡街（Kármán vortex street）。在 流体中安置阻流体，在特定条件下在阻流 体下游的两侧，会产生两道非对称地排列 的旋涡，其中一侧的旋涡循时针方向转动， 另一旋涡则反方向旋转，这两排旋涡相互 交错排列，各个旋涡和对面两个旋涡的中 间点对齐，如街道两边的街灯般，这种现 象，因匈牙利裔美国空气动力学家西奥 多· 冯· 卡门最先从理论上阐明而得名卡门涡 街。
封口 调节 螺钉
测量板
旁通气道
温 度 传 感 器
补偿挡板
弹簧
缓冲室 电位计
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空气流量计图
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热线式空气流量计
（1）工作原理
金属制成线状电阻（热线）或薄膜状电阻（热膜），在其上面通过
一定的电流，使其达到某一温度。
当空气流流过其表面时会带走一部分热量而使其温度下降，气流流
速越快，其温度下降越大。 加大热线或热膜上的通过电流，使其重新恢复到某一温度。 增加的电流大小，可以计算出空气的流速，进而算出空气流量。
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热线式空气流量计图
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热膜式空气流量计
热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计基本相同，只是把
热线换成了热膜。 热膜式空气流量计将作为发热体的热膜电阻、精密电阻和补偿电
阻等镀在一块陶瓷片上，与热线式空气流量中价格昂贵的铂丝相比，
成本大大降低，而且它不像铂丝哪样怕尘埃的玷污。 采用热膜式空气流量计的有上海大众桑塔纳AJR发动机、上海通用 别克、马自达626等车型。 热线式和热膜式空气流量计测量电路送出的电压信号都为模拟信 号，要通过A/D转换器转换成数字信号才能送给电子控制单元。
电子控制单元根据其与空气流量的对应关系，便可算出空气进气量。
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进气歧管压力传感器图
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(1)压敏电阻式进气管绝对压力传感器传感器
主要由绝 对真空室、硅 片和IC放大电 路组成。
1— 绝对真空室 2— 硅片 3—IC放大电路
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（2）电容式进气管绝对压力传感器
位于传感器壳体 内腔的弹性膜片用金 属制成，弹性膜片上、 下两个凹玻璃的表面 也均有金属涂层，这 样在弹性膜片与两个 金属涂层之间形成两 个串联的电容。
膜片。 在膜片的规定位置上有四个压敏电阻，用惠斯顿电桥方式连接。
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（2）原理：
硅膜片的一侧是真空室，另一侧接进气歧管。
在进气歧管压力发生变化时，硅膜片产生变形，由此引起硅膜片上 压敏电阻的阻值变化，进而导致惠斯顿电桥输出电压的变化，IC电路 将这一电压的变化放大，作为进气歧管绝对压力信号送给电子控制单 元（ECU）。
2－节气门体
3－进气管 4－空气流量计
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节气门
动力腔
进气岐管
附加空气阀
空气流量计
1空滤
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燃油系统的作用： 电动油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器接受来自ECU的控 制信号后向进气门喷射定量的汽油
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电子控制系统
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2空气供给系统的结构与工作原理
一、空气流量计：
作用：检测进气量的传感器。 安装位置：空气滤清器后。 型式：有叶板式、热线式（热膜式）、卡门涡旋式
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A直接测量方式（流量型）

直接测量方式（流量型）---用空气流量计 直接测量出进气管的空气流量，用测得的 空气流量除以发动机转速即得每一循环的 空气量，由此算出每一循环应喷射的汽油 量。
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L（Luftmengen）型（体积流量）
（1973年波许）
丰田大霸王 子弹头
现代索纳塔
汽油滤清器
马自达多用 途汽车 (MPV)
L型喷射系统图
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LH型（质量流量） 1981年波许），采用热线式空气流量 计测量进气管的空气质量流量，热线容易断，容易氧化， 可靠性、耐久性差。后来发展的空气质量流量计是热膜式， 解决了这一问题，目前广泛使用。
通用别克 (BuICK)世纪 (CENTURY)
丰田凌志 (LEXUS)LS400
日产尼桑风度 CEFIRO 尼桑千里马 (MAXIMA) 马自达6
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节气门体 作用：通过改变节气门的大小改变进气通道 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的负荷。
10－节气门 11－节气门电计 12－应急弹簧
13－节气门电机
15－怠速开关 16－热水进出关口 17－节气门拉线
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石蜡式辅助空气阀
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节气门位置传感器(TPS) 功用：将节气门的开度信号转换成电压信号输送给 ECU。
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反光镜检测式 ：

反光镜检测式 空气流量计的检测部分由镜 面、发光二极管和光电晶体管等组成。空 气流经涡旋发生器时，压力发生变化，这 种压力变化经压力导向孔作用于薄金属制 成的反光镜表面，使发光二极管投射的光 反射给光电管，对反射光信号进行检测， 即可得涡旋频率。高频率对应大的进气量。
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超声波检测式
节气门位置传感器
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线性输出型节气门位置传感器：
线性输出型节气门位置传感器实际上是一个带怠速触点的滑片式变阻
器。
该传感器有两个随节气门轴转动的可动电刷触点，其中一个触点在 节气门转动时，在电阻体上滑动，引起该可变电阻的电阻值变化，从
而引起输出电压的变化，该输出电压与节气门开度呈线性关系，见后
图。 只要测出输出电压值，便可算出节气门开度。该传感器的另一个触 点在节气门关闭时与怠速触点IDL接触。怠速触点IDL信号主要用于断 油控制和修正点火提前角。
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电控汽油喷射系统优点：
1、提高发动机的动力性； 2、提高发动机的燃油经济性； 3、降低排放污染； 4、改善发动机的加速和减速性能； 5、改善发动机的起动性能。
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1.1 电控汽油喷射系统的分类
1.按喷射器安装位置分 （1）多点喷射SPI 每一个气缸有一个喷油器。
喷油器
气门
输油管
进气支管
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（2）单点喷射SPI 几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。
D型喷射系统图
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1.2 电控汽油喷射系统的组成
由3个子系统组成： 空气供给系统 燃油供给系统 电子控制系统
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空气供给系组成：空气流量计、空气滤清器、节气 门体、进气温度传感器、进气管等组成。
空气供给系统的作用： 测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量，以控制输出的功率
1－空气滤清器
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1— 弹性膜片 2— 凹玻璃 3— 金属 涂层 4— 输出端子 5— 空腔 6— 滤 网7—壳体
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节气门体
组成：
节气门、怠速调整螺钉、节气门位置传感器、辅助空气阀和怠速
控制阀 辅助空气阀常见形式：石蜡式和双金属型。
石蜡式是根据发动机冷却水温度来控制空气旁通道截面积
辅助空气阀作用：发动机低温运转时，增加空气供给量，使发动机 快怠速运转，加速暖机，热机后减少空气量使发动机由快怠速转入 稳定的怠速运转
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卡门涡街现象
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涡旋频率 ƒ
涡旋频率 ƒ 和空气的流速v及发生体直径d 的关系是：ƒ= Sr ×(v/ d) Sr是斯特劳哈尔数,它主要与雷诺数有关。 当雷诺数为300～3×105时,Sr近似于常数 值(0.21)；当雷诺数为 3×105～3×106时， 有规则的涡街便不再存在；当雷诺数大于 3×106时，卡门涡街又会自动出现，这时 Sr约为0.27。