汽車發動機構造與維修

汽油機燃料供給系統的構造與維修汽車發動機燃料供給系統對發動機正常運行起著必不可少的重要作用。當燃料供給系統工作時,燃油通過燃油泵從油箱中泵出,經過燃油濾清器除去雜質及水分后，再經燃油總管送至燃油分配管，送至各缸噴油器。噴油器根據ECU的噴油指令，開啟噴油閥，將適量的燃油噴于進氣歧管內(缸內直噴發動機除外),待到進氣行程時,再將燃油混合氣吸入氣缸中,以維持發動機正常運轉。概述知識目標：1）能夠說出汽油機燃料供給系統的基本組成及功用。2）能夠說出汽油機燃料供給系統主要部件的結構及其工作原理。

3）能夠說出汽油機燃料供給系統的主要檢修內容和方法。技能目標：1）能夠完成汽油機燃料供給系統主要部件的拆裝工作。

2）能夠完成汽油機燃料供給系統常用部件的檢修工作。學習目標素質目標：1）培養良好的職業道德和工匠精神。

2）培養安全意識和團隊協作精神。

3）培養自我管理和自主學習能力。學習目標汽油機燃料供給系統基本認知任務一

客戶趙先生駕駛一輛2018款別克威朗轎車,以中等速度行駛時,排氣管處發出有規律的“砰、砰”聲。若降低速度,排氣管處聲音更大。維修技師檢查后發現其燃油不純凈,混有其他液體。為了確定故障原因,需對燃料供給系統做進一步檢查。作為汽車維修技師,請仔細查看服務顧問提供的汽車問診表,并針對故障進行后續處理。問題導入問題導入

一、汽油機燃料供給系統的功用

燃料供給系統為發動機的運轉提供條件,是決定發動機性能優劣的重要系統。其功用主要有以下幾點:1）根據發動機不同工況的要求，向發動機提供一定數量的，清潔的、霧化良好的可燃混合氣；

2）將燃燒做功后的廢氣排出；

3）為汽車行駛儲存一定里程的汽油。知識學習知識學習

二、汽油機燃料供給系統的組成及工作原理

汽油機燃料供給系統有化油器式燃料供給系統和電控噴射式燃料供給系統(以下簡稱電控燃油噴射系統)兩大類型。目前汽車普遍采用的是電控燃油噴射系統，如圖6-1-1所示。

圖6-1-1電控燃油噴射系統知識學習

1、電控燃油噴射系統的組成

電控燃油噴射系統主要由空氣供給系統、燃油供給系統、電子控制系統三大部分組成。

（1）空氣供給系統

汽油機空氣供給系統的功用是測量和控制燃油燃燒所需的空氣量,為可燃混合氣的形成提供必需的空氣,同時將燃燒產生的廢氣排出氣缸。空氣供給系統包括進氣系統和排氣系統兩大部分。如圖6-1-2所示。

（2）燃油供給系統

燃油供給系統的功用是向氣缸提供燃燒所需的燃油,主要由燃油箱、燃油濾清器、

燃油泵、輸油管、燃油壓力調節器、燃油分配管、噴油器和回油管等組成。如圖6-1-3所示。知識學習圖6-1-2空氣供給系統圖6-1-3燃油供給系統知識學習（3）電子控制系統

電子控制系統由各種傳感器、發動機電控單元（ECU)和執行器三部分組成。如圖6-1-4所示。圖6-1-4電子控制系統2、電控燃油噴射系統的工作原理

電控燃油噴射系統能根據發動機運行工況對空燃比進行精確控制。如圖6-1-5所示。知識學習圖6-1-5電控燃油噴射系統的工作原理

三、電控燃油噴射系統的類型

電控燃油噴射系統根據不同的劃分標準,有不同的類型。

1、按噴油器的噴射部位分類

汽油發動機電控燃油噴射系統按噴油器的噴射部位的不同,可分為缸外噴射系統和缸內噴射系統兩種。2、按噴油器的數量分類

汽油發動機電控燃油噴射系統按噴油器的數量的不同,可分為單點噴射系統和多點噴射系統。如圖6-1-6和6-1-7所示。3、按噴油器的噴油方式分類

汽油發動機電控燃油噴射系統按噴油器噴油方式的不同,可分為連續噴射式系統和間歇噴射式系統兩大類型。知識學習

四、汽油機可燃混合氣濃度及不同工況對混合氣的要求

1、可燃混合氣濃度

可燃混合氣是指燃料與空氣的混合物。對于汽油機而言,可燃混合氣是汽油與空氣混合形成的混合氣。

2、發動機不同工況對混合氣濃度的要求

發動機工況是發動機工作情況的簡稱,它包括發動機的轉速和負荷情況。發動機的負荷是指汽車所施加給發動機的阻力矩。知識學習

判斷題1）燃油供給系統的主要作用是保證在各工況下可靠地給發動機提供所需要的燃油。（）

2）為了減少排放污染，電控噴油噴射系統中還設置了活性碳罐、三元催化轉化器、廢氣再循環等裝置進行控制。（）3）相較于間歇噴射式系統，連續噴射式系統在電控燃油噴射系統中應用較多。（）

4）汽油機燃用的是汽油蒸汽與空氣的混合物，所以汽油的蒸發性越好，汽油機的動力性越好。（）5）噴油器把燃油噴射到發動機進氣歧管內的稱為進氣管噴射。（）課堂練習空氣供給系統的拆裝與檢查任務二

客戶趙先生駕駛一輛2018款別克威朗轎車,車輛近一年內未做過保養,近段時間出現加速無力、油耗明顯增加的現象。

維修技師檢測及路試檢查后發現空氣濾清器積灰嚴重,已喪失過濾能力,需要更換。作為汽車維修技師,請仔細查看服務顧問提供的汽車問診表,并針對故障進行后續處理。問題導入問題導入

一、進氣系統

進氣系統的作用是向發動機提供與負荷相適應的清潔空氣,同時測量和控制進入發動機氣缸的空氣。進氣系統主要由空氣濾清器、空氣流量傳感器、

進氣壓力傳感器、進氣軟管、節氣門體、進氣總管、進氣歧管等組成。1、空氣濾清器

空氣濾清器的主要作用是過濾流向進氣道的空氣,防止空氣中的灰塵、砂粒等進入氣缸,以減少氣缸、活塞和活塞環等零件的磨損,延長發動機的使用壽命。

2、空氣流量傳感器

空氣流量傳感器是測量發動機進氣量的裝置,它將吸入的空氣量轉換成電信號發送給發動機ECU。知識學習3、進氣壓力傳感器

進氣壓力傳感器位于節氣門后方的進氣總管或進氣歧管上,把進氣壓力信號轉變成電信號。4、進氣溫度傳感器

進氣溫度傳感器多集成在空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器中,用于檢測進氣溫度。進氣溫度傳感器的類型多為負溫度系數電阻型，其結構如圖6-2-1所示。知識學習圖6-2-1進氣溫度傳感器結構5、節氣門體

節氣門體位于空氣流量傳感器之后的進氣管上。其作用是根據發動機所需能量控制節氣門的開啟角度,進而調節進氣量的大小。如圖6-2-2所示。6、進氣管

進氣管包括進氣總管和進氣歧管。整體式進氣總管與進氣歧管結構如圖6-2-3所示。知識學習圖6-2-3整體式進氣總管與進氣歧管圖6-2-2節氣門結構二、排氣系統

排氣系統的主要作用是匯集各氣缸的廢氣,減小排氣噪聲,消除廢氣中的火焰和火星,控制廢氣中有害物質的排放,使廢氣安全地排入大氣中。排氣系統主要由排氣歧管、排氣總管、三元催化轉化器、排氣消聲器、排放控制系統等組成。1、排氣歧管和排氣總管

排氣歧管是與發動機氣缸相連,將各缸排氣集中起來導入排氣總管,帶有分支的管路。

2、排氣消聲器

排氣消聲器的作用是降低從排氣管排出廢氣的溫度和壓力,以消除火星和噪聲。如圖6-2-4所示。知識學習圖6-2-4排氣消聲器結構3、三元催化轉化器

三元催化轉化器是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的C、HC和NO;等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的CO2、H2O和N2

,使汽車尾氣得以凈化,如圖6-2-5所示。

4、排放控制系統

（1）曲軸箱強制通風（PCV）系統

（2）廢氣渦輪增壓系統

（3）廢氣再循環（EGR）系統知識學習圖6-2-5三元催化轉化器的功用

三、空氣濾清器及節氣門體的拆裝注意事項

以2018款別克威朗轎車為例：1）拆卸空氣濾清器時，請勿使用邊緣鋒利的工具來拔下軟管，以免損壞管接頭和真空軟管；

2）禁止用水或油清潔空氣濾清器芯；

3）當空氣濾清器濾芯出現破裂、穿孔或者濾紙與端蓋脫膠等問題時，應立即更換；

4）更換空氣濾清器濾芯時，濾芯上的密封墊必須正確安裝在原位，以防止空氣不經濾清器進入氣缸；

5）固定空氣濾清器外罩得螺母時，不能擰得過緊，以免壓壞濾芯；

6）絕不允許用砂紙或刮刀等清理節氣門積垢和結膠。知識學習

四、機油散熱器和機油泵的拆裝注意事項

以2018款別克威朗轎車為例進行相關檢查操作。1）空氣濾清器的清潔與更換；

2）節氣門體檢修；

3）曲軸箱強制通風(PCV)系統的測試；

4）廢氣渦輪增壓系統的檢查；

5）廢氣再循環(EGR)裝置的檢修。知識學習

判斷題1）根據測量原理不同，空氣流量傳感器可分為翼片式、卡門漩渦式、熱線式及熱膜式等幾種。（）

2）進氣溫度傳感器多集成在空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器中。（）3）廢氣渦輪增壓系統是利用發動機進氣管道內的真空作用，將曲軸箱內的氣體強制吸入氣缸中重新燃燒。（）

4）節氣門上的積垢和結膠可以用砂紙或刮刀等清理。（）5）廢氣再循環裝置故障會導致發動機怠速不穩定或污染排放物增加。（）課堂練習燃油供給系統的拆裝與檢查任務三

客戶賈先生駕駛一輛2018款別克威朗轎車,近期車輛出現難以起動現象,并且有時還伴隨有汽油味。維修技師檢測及路試檢查后發現噴油器密封件老化,燃油泄漏過多導致油壓不足。為了確定故障原因,需對燃油供給系統做進一步檢查。作為汽車維修技師,請仔細查看服務顧問提供的汽車問診表,并針對故障進行后續處理。問題導入問題導入

燃油供給系統的作用是存儲、過濾燃油,并且為發動機提供充足的、

滿足不同工況需要的壓力霧化燃油。按噴射的位置不同,燃油供給系統可分為進氣管噴射燃油供給系統和燃燒室直接噴射燃油供給系統兩類。

一、進氣管噴射燃油供給系統

進氣管噴射燃油供給系統主要由燃油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、

油軌、噴油器等部件組成。其中,電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器等組成一體，一起組合安裝在燃油箱內。如圖6-3-1所示。知識學習圖6-3-1進氣管噴射燃油供給系統的組成1、燃油箱

燃油箱的作用是儲存汽油，其容量通?？晒┢囆旭?00-600km。普通汽車只有一個燃油箱，野汽車則常有主、副兩個燃油箱。轎車上的燃油箱一般安裝于底盤后部靠近后橋的位置。

燃油箱箱體是用薄鋼板沖壓件焊接而成,其上部設有加油管,燃油箱上表面裝有燃油量傳感器和出油管，如圖6-3-2所示。知識學習圖6-3-2燃油箱的結構2、電動燃油泵

（1）電動燃油泵的功用

（2）電動燃油泵的類型

（3）電動燃油泵的結構

渦輪式電動燃油泵主要由永磁電動機、渦輪、單向閥、限壓閥和濾網等組成，如圖6-3-3所示。知識學習圖6-3-3渦輪式電動燃油泵的結構（4）電動燃油泵的工作原理

渦輪式電動燃油泵的工作原理如圖6-3-4所示。

3、燃油壓力調節器

噴油器的噴油量由噴射時間和噴油器的進出口相對壓力決定。燃油壓力調節器的作用就是調節燃油壓力,使噴油器上、下壓差保持恒定。

燃油壓力調節器安裝在燃油箱內的組件中，其外形結構如圖6-3-5所示。知識學習圖6-3-4渦輪式電動燃油泵的工作原理圖6-3-5渦輪式電動燃油泵的工作原理4、燃油濾清器

燃油濾清器安裝在電動燃油泵后面的油路中,其作用是濾除燃油中的雜質和水分,防止燃油系統堵塞,減少機械磨損,以保證發動機正常工作。燃油濾清器外形結構如圖6-3-6所示。

5、油軌

發動機所有氣缸的噴油器都連接著一根公共的矩形或圓形截面的油管,這條油管簡稱燃油導軌或燃油分配管。如圖6-3-7所示。知識學習圖6-3-6燃油壓力調節器圖6-3-7油軌的結構6、噴油器

（1）噴油器的功用

（2）噴油器的類型

（3）噴油器的結構

噴油器一般由電磁線圈、復位彈簧、銜鐵、針閥和進油濾網等組成,6-3-8所示為軸針式噴油器的結構。知識學習圖6-3-8軸針式噴油器的結構（4）噴油器的工作原理

噴油器實際上是一個電磁閥,針閥與銜鐵制成一體并隨銜鐵一起移動。如圖6-3-9所示。

二、燃燒室直接噴射的燃油供給系統

燃燒室直接噴射是噴油器將燃油在發動機氣缸壓縮行程將近終了時噴入燃燒室。由于混合氣形成時間短、氣缸內壓力高,所以燃油噴射壓力更高(可達160Mpa)。

燃燒室直接噴射的燃油供給系統由低壓回路和高壓回路組成。知識學習圖6-3-9噴油器的工作原理來自燃油軌道

1、高壓油泵

高壓油泵的工作原理。高壓油泵的工作過程可分為吸油行程、回油行程和供油行程。其工作過程如圖6-3-10所示。知識學習圖6-3-10高壓油泵的工作過程來自燃油軌道

2、高壓油軌總成

高壓油軌為圓形結構,可承受很高的壓力而不變形,它安裝在氣缸蓋上，油軌上安裝有噴油器和高壓燃油壓力傳感器。如圖6-3-11所示。知識學習圖6-3-11高壓油軌總成來自燃油軌道

3、高壓噴油器

高壓噴油器安插在缸蓋內,它們將高壓燃油直接噴入氣缸。如圖6-3-14所示。噴油器上用支撐環壓靠在高壓油軌上,下端有徑向定位裝置,保證噴油器與安裝座的均勻接觸。知識學習圖6-3-11高壓噴油器的結構來自燃油軌道

三、高壓油軌總成及高壓噴油器的拆裝注意事項

以2018款別克威朗轎車為例：1）汽油或汽油蒸汽非常容易燃燒，為防止火災或爆炸危險,切勿使用敞口容器排出或存放汽油。請在附近準備一個干式化學(B級)滅火器；

2）處理燃油時，務必戴好安全眼鏡，以防燃油濺入眼睛；

3）在拆卸高燃油壓力部件之前，務必將燃油系統卸壓；

4）卸去燃油系統壓力后，維修燃油管路、燃油泵或接頭時，會溢出少量燃油。為降低人身傷害的風險,在斷開前用車間抹布蓋住燃油系統部件,以吸附泄漏的燃油。斷開連接完成后,將抹布放入許可的容器內；

5）在對燃油導軌和噴油器進行操作時，務必保持工作面清潔；知識學習6）拆卸高壓油軌時,應使用專用工具(EN-51146-1-6)拆卸螺釘。

如果使用不正確的工具拆卸螺釘,則可能造成氣缸蓋損壞；

7）在安裝噴油器前，應用少量發動機機油涂抹噴油器密封件；

8）安裝噴油器時，不可重復使用舊的噴油器螺栓；

9）拆裝完成后，應進行高壓油軌總成泄漏測試，檢查燃油系統是否泄漏。知識學習

四、燃油供給系統主要部件的檢修（參見課本170頁）知識學習

判斷題1）燃油箱的作用是儲存汽油，其容量通?？晒┢囆旭?00-600km。（）

2）大多數的燃油濾清器可以過濾1-10μm或更大尺寸的顆粒雜質。（）3）按噴油的位置不同，燃油供給系統可分為進氣管噴射燃油供給系統和燃燒室直接噴射燃油供給系統兩類。（）

4）在拆卸高燃油壓力部件之前，務必將燃油系統卸壓。（）5）如果檢測出燃油壓力過高，則可以直接更換燃油壓力調節器。（）課堂練習電子控制系統的拆裝與檢查任務四

客戶趙先生駕駛一輛2018款別克威朗轎車,近期發現發動機早晨起動困難,需要反復起動幾次才能著車,著車后一切正常,儀表盤無異常顯示。

維修技師使用汽車故障診斷儀檢查后發現在冷車時冷卻液溫度的數據流已達到98°C，說明冷卻液溫度傳感器或連接線束可能存在異常,為了確定具體故障原因,需對燃油噴射電子控制系統做進一步檢查。作為汽車維修技師,請仔細查看服務顧問提供的汽車問診表,并針對故障進行后續處理。問題導入問題導入

電子控制系統ECU的存儲器中，存儲了各種燃油噴射控制用的控制程序。如圖6-4-1所示，ECU通過各種傳感器監測發動機的工作狀況，并利用各傳感器信號及存儲器中相應控制程序,精確計算發動機的每一工作循環中的最佳噴油正時、噴油順序及噴油持續時間,因而能使發動機在各種工況下,具有最佳的動力性、經濟性,以及較好的排放性、起動性與行駛性能。知識學習圖6-4-1汽油機燃油噴射控制系統一、電子控制系統的主要傳感器1、空氣流量傳感器

用于檢測進氣量的傳感器主要有空氣流量傳感器、進氣壓力傳感器和節氣門位置傳感器,它們也稱為負荷傳感器。2、曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器也作為發動機轉速監測傳感器,其作用是采集曲軸轉動角度或發動機轉速信號，并輸入ECU。3、凸輪軸位置傳感器

凸輪軸位置傳感器的作用主要是檢測凸輪軸位置和轉角，從而確定第1缸活塞的壓縮上止點位置。凸輪軸位置傳感器通常是霍爾式的,一般安裝在氣門室蓋后部,傳感器頭部對應凸輪軸尾部的信號轉子,如圖6-4-2所示。知識學習

4、氧傳感器

氧傳感器是電子控制燃油噴射系統進行反饋控制的傳感器?，F代汽車上一般安裝有2個氧傳感器，分別安裝在三元催化器的前端和后端，如圖6-4-3所示。

5、冷卻液溫度傳感器

冷卻液溫度傳感器一般安裝在發動機水套出水口及散熱器出水口的管路上，用于檢測發動機冷卻液的溫度。知識學習圖6-4-3氧傳感器的安裝位置6、爆燃傳感器

爆燃傳感器的作用是將發動機的振動頻率轉換成電壓信號輸送給ECU。ECU根據輸入電壓信號對是否爆燃進行判斷，如圖6-4-4所示。

二、電控發動機噴油控制1、噴油正時控制

噴油正時也稱為噴油時刻，是指ECU對噴油器噴油的開始時刻進行的控制。對