汽车供油系统认识与拆装—第3版

能力标准

学完本任务，你应获得以下能力：

①能正确描述燃料供给系统的组成。

②能正确认识燃料供给系统各组成部件。

③能正确规范实施燃油系统和空气供给系统主要部件的拆装。

④能正确描述燃料供给系统主要部件作用及结构特点。

任务描述

请以下列任务为指导，完成相关知识学习和实施练习：

①认识燃料供给系统总体结构。

②实施某发动机燃油系统和空气供给系统主要部件的拆装练习。

相关知识

汽油机燃料供给系统的主要作用是根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气并供入汽缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。最后将燃烧废气排入大气中。

早期汽油机燃料供给系统采用化油器式燃料供给系统，其结构简单，价格便宜，但由于存在燃料分配不均匀，过渡和冷态运行时混合气浓度控制质量差，排放污染较严重等缺点，无法适应现代汽油机性能进一步提高的要求，目前已被电控燃油喷射系统所取代。电控燃油喷射系统类型多样，但基本组成相同，包含空气供给系统、燃油供给系统和控制系统3部分，本任务针对电控燃油喷射系统展开。

概述

（1）可燃混合气

可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性、经济性与排放性能等都有很大的影响。可燃混合气的浓度通常用空燃比或过量空气系数来表示。

每工作循环充入汽缸的空气量与燃油量的质量比称为空燃比，即A／F。理论上可燃混合气完全燃烧，其空燃比为14.7。

过量空气系数表示燃烧时，燃烧1 kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1 kg燃料所需要的空气质量之比，用符号“α”表示，即

由上面的定义表达式可知，过量空气系数α＝1的可燃混合气称为理论混合气；α＜1的为浓混合气；α＞1的则为稀混合气。

（2）电控汽油喷射系统类型

1）按喷射位置分类

①进气道喷射式

目前，汽车上应用的电控燃油喷射系统一般采用进气道喷射形式。燃油喷在进气管内，按其喷油器数量不同，又可分为单点喷射和多点喷射，如图3.95所示。

图3.95　单点与多点喷射系统

a.单点喷射（SPI）。在节气门上方安装一个中央喷射装置，用1～2只喷油器集中喷射，汽油喷入进气气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各汽缸内。单点喷射又称为节气门体喷射或中央喷射系统。

b.多点喷射（MPI）。在每个汽缸进气门处设有一个喷油器，由ECU控制喷油，又称为多气门喷射系统。

②缸内直接喷射式

将喷油器安装在汽缸盖上，将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。缸内直喷容易实现分层燃烧和稀混合气体燃烧，可提高发动机动力性和经济性，改善其排放性能。

2）按对进气量的计量方式分类

按对进气量的计量方式不同，电控燃油系统可分为D型燃油喷射系统和L型燃油喷射系统，如图3.96所示。

①D型燃油喷射系统

利用绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，ECU根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转速确定基本喷油量。

②L型燃油喷射系统

利用空气流量计直接测量发动机的进气量，ECU不必进行推算，即可根据空气流量计信号计算出与该空气量相应的喷油量。由于消除了推算进气量的误差影响，其计算的准确程度要高于D型燃油喷射系统，对混合气浓度的控制更精确。

图3.96　D型和L型燃油喷射系统

空气供给系统

（1）空气供给系统组成及工作过程

空气供给系统的功用是根据发动机各工况的不同要求，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。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、压力传感器、节气门体、节气门、进气总管及进气歧管等组成，如图3.97所示。发动机工作时，空气经空气滤清器过滤后通过空气流量计（L型）、节气门体进入进气总管，再通过进气歧管分配给各缸。节气门体中设有节气门，用于控制进入汽缸的空气量，进而控制发动机的输出功率。

图3.97　L型空气供给系统

1—节气门；2—空气流量计；3—进气温度传感器；4—空气滤清器

（2）空气供给系统主要部件

1）空气滤清器

空气滤清器主要用于过滤空气中的尘土和沙粒，以减少汽缸、活塞和活塞环等部件磨损。同时，在一定程度上消除发动机在进气行程中所产生的噪声强度。

空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯是主要的过滤部分，承担着气体的过滤工作，而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构，如图3.98所示。空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。其中，滤芯有纸质和油浴式两种。近年来，由于纸质滤清器具有滤清效率高、质量小、成本低、维护方便等优点，已被广泛采用。纸质滤芯的滤清效率高达99.5%以上。

如果滤芯阻塞严重，将使进气阻力增加，发动机功率下降。同时，由于空气阻力增加，也会增加吸进的汽油量，导致混合气过浓，从而使发动机运转状态变坏，增加燃料消耗，也容易产生积炭。平时应该养成经常检查空气滤清器滤芯的习惯。通常建议客户每行驶1.5万km更换一次。经常在恶劣环境中工作的车辆应当不超过1万km更换一次。

2）进排气管

进气歧管用于将空气、燃油混合气由节气门体均匀地分送到各个汽缸。进气歧管是节气门体之后到汽缸盖进气道之间的进气管路。进气歧管必须将可燃混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个汽缸，为此进气歧管内气体通道的长度应尽可能相等。为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气管内壁应光滑，一般由合金铸铁或铝合金制造。铝合金进气管质量小、导热好。近年来，采用复合塑料进气歧管的发动机日益增多，这种进气歧管质量小，内壁光滑，无须加工。

排气歧管一般也由铸铁、不锈钢等材料制成，近年来采用不锈钢材料的排气管越来越多，因为不锈钢质量小、耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能利用惯性排气，应该将排气歧管制得尽可能长，而且各缸歧管相互独立，长度相等。

3）节气门体

节气门体安装在进气管中，用来控制发动机正常工况下的进气量。它包含节气门、节气门位置传感器、怠速空气道等。电控燃油喷射发动机怠速运转时，一般将节气门完全关闭，故设有怠速空气道，以供给发动机怠速时所需的空气。怠速空气道由ECU通过怠速控制阀控制。节气门位置传感器装在节气门轴上，用于检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器。为防止寒冷地区使用时节气门转动部分结冰，有些节气门体的外围装有发动机冷却液通道，用来对节气门加温。图3.99所示为D型多点燃油喷射系统的节气门体。

图3.98　空气滤清器结构

图3.99　D型多点喷射系统节气门体

1—节气门体衬垫；2—节气门限位螺钉；3—螺钉孔护套；4—节气门体；5—加热水管；6—节气门位置传感器；7—螺钉；8—怠速控制阀；9—“O”形密封圈；10—螺钉

燃油供给系统

燃油供给系统的功用是储存并滤清汽油，并根据发动机各工况的要求，向发动机供给清洁的、压力与进气歧管相匹配的、数量精确计量的汽油。

（1）燃油供给系统的组成及工作原理

1）燃油供给系统的组成

燃油供给系统主要由燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油压力调节器、喷油器及燃油管等装置组成，如图3.100所示。

图3.100　燃油供给系统

1—燃油滤清器；2—燃油压力调节器；3—油箱；4—燃油分配管

2）燃油供给系统工作原理

电动燃油泵将汽油从油箱内吸出，经燃油滤清器过滤后送入输油管，燃油泵供给的多余汽油经压力调节器和低压回油管流回油箱，输油管负责向各缸喷油器供油。压力调节器通过控制回油量来调节输油管内的燃油压力，以保证喷油器的喷油压差保持恒定，工作原理如图3.101所示。

图3.101　燃油供给系统工作原理图

（2）燃油供给系统主要部件的结构

1）油箱

汽油箱用以储存汽油，汽油箱的数目及容量随车型而异，普通汽车具有一个汽油箱，越野汽车则常有主、副两个油箱，以适应军用要求。一般汽车油箱的储备里程（储存的燃油可供汽车行驶的里程）为300～600 km。在货车上，汽油箱通常装在车架外侧、驾驶员座下或货厢下面，而轿车的油箱则装在车身的后面。

2）电动燃油泵

燃油泵的作用是给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。按安装位置不同，可分为内置式和外置式两种。内置式燃油泵安装在油箱中，噪声小，不易产生气阻，不易泄漏，管路安装简单。外置式燃油泵串接在油箱外部的输油管路中，易布置，安装自由度大，但噪声大，易产生气阻，少数车型上有使用。

目前，各车型上装用的电动燃油泵因结构不同分为涡轮式、滚柱式、转子式及侧槽式等类型。

①涡轮式电动燃油泵

涡轮式电动燃油泵主要由电动机、涡轮泵、出油阀及卸压阀等组成，如图3.102所示。

图3.102　涡轮式电动燃油泵

1—前轴承；2—电动机定子；3—后轴承；4—出油阀；5—出油口；6—卸压阀；7—电动机转子；8—叶轮；9—进油口；10—泵壳体；11—叶片

油泵电机通电时，电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，顶开出油阀燃油从出油口输出。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，便于下次启动。

涡轮式电动燃油泵具有油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点。此外，由于不需要消声器，故可小型化。因此，它广泛地应用在轿车上，如捷达、本田雅阁等车型均有使用。

②滚柱式电动燃油泵

滚柱式电动燃油泵主要由电动机、滚柱式燃油泵、出油阀及卸压阀等组成，如图3.103所示。

当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度，当转到与进油口连通时，将燃油吸入；而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出，如图3.104所示。

图3.103　滚柱式电动燃油泵

1—卸压阀；2—滚柱泵；3—油泵电动机；4—出油阀；5—进油口；6—出油口

图3.104　滚柱式燃油泵工作原理

1—泵壳体；2—滚柱；3—转子轴；4—转子

3）燃油滤清器

燃油滤清器的功用是滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。一般采用纸质滤芯每行驶20 000～40 000 km或1～2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。燃油从入口进入滤清器，经过壳体内的滤芯过滤，清洁燃油从出口流出，如图3.105所示。

图3.105　燃油滤清器结构

1—入口；2—出口；3—滤芯

4）燃油压力调节器

燃油压力调节器用于稳定燃油管的压力，使它与进气歧管之间的压力差保持恒定为250～300 kPa。ECU对喷油质量的控制是时间控制，喷油压力便成为影响喷油量和空燃比的重要因素，在相同的喷油持续时间，若喷油压力不同，喷油量也就不同。为了精确地控制喷油量和空燃比，必须确保喷油压力与进气歧管真空度之间的压力差为恒定值。

燃油压力调节器通常安装在输油管的一端，主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成，如图3.106所示。发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降；反之，进气管内气体压力升高时，燃油的压力也升高。

5）燃油脉动阻尼器

在部分电控燃油喷射系统中，燃油分配管的一端装有燃油脉动阻尼器，如图3.107所示。其功用是在喷油器喷油时，减小油路中的油压可能产生的微小波动，使系统压力保持稳定。主要由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。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，膜片下方的容积稍有增大或减小，从而起到稳定燃油系统压力的作用。

图3.106　燃油压力调节器结构图

图3.107　脉动阻尼器结构

6）喷油器

电控燃油喷射系统多采用电磁式喷油器，主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁及针阀等组成，如图3.108所示。按喷油器电磁线圈的阻值不同，可分为高阻型喷油器（电阻为13～18Ω）和低阻型喷油器（电阻为2～5Ω）。

当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过针阀并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出；当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。

有些车型在进气总管上还配置了冷启动喷油器，在发动机冷启动时喷油，以加浓混合气，改善发动机的冷启动性能。其结构与前述喷油器基本相同，只是冷启动喷油器主要采用紊流式喷孔。发动机启动时，启动继电器线圈通电，触点闭合使蓄电池电压送至冷启动喷油器，正时开关控制冷启动搭铁回路接通，冷启动喷油器喷油。若冷却水温度较高，正时开关则断开，冷启动喷油器不喷油。

图3.108　喷油器结构

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用汽车维修手册及实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②完成对车辆燃料供给系统的总体认识，并能正确规范完成对燃料系统中主要部件的拆装任务。

③清楚拆装方法、要求和相关技术参数。

☞注意事项

在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。

实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务，准备电控发动机或整车（桑塔纳轿车或发动机）、拆装工具、维修手册等配套器材，清理场地，做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划有效性。

☞实施步骤

观察和认识桑塔纳轿车AJR型发动机的电子控制燃料系统的组成，并熟悉各子系统内各部件的安装位置和装配关系。桑塔纳AJR型发动机电喷系统结构如图3.109所示。

图3.109　AJR型发动机电子喷射系统结构示意图

1—热膜式空气流量计；2—电子控制单元；3—电动汽油泵；4—节气门控制组件；5—怠速电机（与节气门控制组件一体）；6—进气温度传感器；7—油压调节器；8—喷油器；9—爆振传感器；10—汽油滤清器；11—点火线圈；12—氧传感器；13—冷却液温度传感器；14—转速传感器

（1）发动机空气供给系统主要部件拆装

注意：拆卸前先断开或松开所有电缆插头，并将发动机与变速器脱离。

①拔下空气流量计电线插头。

②拆下空气滤清器至节气门体之间的进气总管。

③拆下空气滤清器罩盖，取出滤芯。

④按以上相反步骤完成相关部件的装配。注意：空气供给系统各个部件安装和装配要保证其密封性，以免漏气，要求各连接部件一定紧固可靠。

（2）发动机燃油系统主要部件拆装

1）汽油箱的拆卸与安装

①断开点火开关，拔下蓄电池的搭铁线，并抽取汽油箱内的汽油。

②旋下位于行李箱内地毯下的汽油箱密封凸缘。

③拔下导线插头上的导线，如图3.110所示。

④打开加油口盖板，撬出环绕在加油颈部的橡胶件的夹环，推出橡胶件。

⑤旋下在车底部的紧固螺栓。

⑥拔下位于车辆底部的输油管、回油管和通气管。

⑦将发动机（及变速器）托架放置在汽油箱下。

⑧松开汽油箱夹带，如图3.111所示，取下汽油箱。

图3.110　拔下导线插头上的导线

1—回油管；2—通气管；3—进油管；4—导线插头

图3.111　松开汽油箱夹带

⑨油箱的安装与分解顺序相反，注意各连接螺栓需按规定力矩拧紧。

2）汽油泵的拆卸

①在完成油箱的拆卸后，用专用工具旋下油箱盖上的大螺母，如图3.112所示。

②从汽油箱开口处拉出密封凸缘和橡胶密封件，并拔下密封凸缘内的汽油表导线插头。

③将专用工具插入到汽油箱内汽油泵壳体的3个拆装缺口内，旋松汽油泵，如图3.113所示。

④从汽油箱中取出汽油泵。

图3.112　用专用工具旋下大螺母

图3.113　拆卸汽油泵

3）汽油泵及其他附件的安装

汽油泵及其他附件结构如图3.114所示。

①将输油管和回油管以及汽油泵接头插到汽油泵上，并保证软管接头连接紧固。

②将汽油泵放入汽油箱内。

③用专用工具将汽油泵拧紧在汽油箱底部的固定位置上。

④在汽油箱开口上安装好密封圈，安装密封圈时用机油将密封圈润湿。

⑤将密封凸缘连同浮子和汽油传感器插入汽油箱开口并压到位。

⑥注意密封凸缘的安装位置，密封凸缘上的箭头必须对准汽油箱上的箭头，如图3.115所示。

图3.114　汽油泵及其他附件

1—汽油泵；2—密封凸缘；3—回油管；4—输油管；5—导线；6—浮子；7—透气管（通向活性炭罐）

图3.115　密封凸缘与汽油箱对正标记

⑦用专用工具拧紧大螺母，并接上密封凸缘上部的输油管和回油管以及3个端子的导线插头。

4）汽油滤清器的拆卸和安装

①松开车辆底部汽油滤清器托架紧固螺栓，如图3.116所示箭头处，取下汽油滤清器托架。

图3.116　松开汽油滤清器托架

②松开夹箍，拔下汽油滤清器的油管，用抹布堵住管口防止剩余的汽油滴落。

③取下汽油滤清器。

④汽油滤清器安装时应注意汽油滤清器上箭头应该指向汽油的流向。

5）燃油压力调节器的拆装

①按要求拆下节气门体。

②卸下输油管上的发动机线束固定螺栓，然后将线束与输油管脱开。

③拔下4个喷油器的导线连接器。

④拆下燃油压力调节器上的真空软管和燃油回流软管。

⑤卸下输油管固定螺栓，并拆下输油管。

⑥卸下燃油压力调节器的紧固螺母，然后拆下调节器并从调节器上拆下“O”形圈。

⑦按拆卸的相反顺序进行燃油压力调节器的安装。在安装时，要在新“O”形圈上涂一层机油，燃油压力调节器锁紧螺母的拧紧达到规定值。

6）喷油器的拆装

①拆下进气室总成。

②拆开输油管的进油软管。

③从燃油压力调节器拆开真空软管和回油软管。

④从输油管脱开发动机线束，然后取下喷油器的导线连接器插头。

⑤从输油管支架脱开导线连接器、发动机线束的连接器及发动机线束夹箍。

⑥取下喷油器的导线连接器。

⑦卸下输油管与进气歧管的固定螺母，拆下导线连接器支架、输油管和喷油器及其隔圈绝缘垫片。

⑧从输油管取出喷油器并从喷油器上拆下“O”形密封环及密封胶圈。

⑨喷油器的安装按以上步骤相反顺序完成。

☞评估总结

①回答指导教师提问，并接受指导教师相关考核。

②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评，填写任务工作单。

③清洁工作场所，清点归还相关工具设备，完成本次任务。

任务工作单