《燃油系统技术》课件

燃油系统技术燃油系统是汽车发动机的核心组成部分，负责将燃油精确、及时地输送到发动机燃烧室随着汽车工业的快速发展，燃油系统技术已从早期的化油器发展到现代的电控燃油喷射系统，技术水平不断提升本课程将全面介绍燃油系统的基础知识、关键技术和发展趋势通过学习，您将深入理解燃油系统的工作原理、结构组成、控制策略以及故障诊断与维护方法，为从事汽车技术工作奠定坚实的理论基础课程导入与学习目标1理解燃油系统基本概念掌握燃油系统在发动机中的重要作用，理解其与发动机性能、燃油经济性和排放控制的密切关系2熟悉系统结构组成深入了解燃油系统各主要部件的结构特点、工作原理和技术要求，建立完整的系统概念3掌握控制技术要点学习现代电控燃油喷射系统的控制策略、传感器技术和执行器工作原理4具备维护诊断能力培养燃油系统故障诊断思路，掌握常见故障处理方法和预防性维护技术燃油系统的作用燃油供给功能混合气控制根据发动机不同工况需求，与空气供给系统协调配合，精确计量并及时供应适量燃形成合适的空燃比混合气，油，确保发动机在各种运行满足发动机启动、怠速、加条件下都能获得最佳的燃油速、高速等不同工况的燃烧供应需求排放与经济性优化通过精确的燃油控制，降低有害排放物生成，提高燃油利用效率，实现动力性、经济性和环保性的最佳平衡燃油系统主要类型综述化油器式燃油系统燃油喷射系统传统机械式燃油供给方式，利用文丘里管原理和负压作现代电控燃油供给方式，通过电控单元精确控制喷油量和用，将燃油雾化并与空气混合结构相对简单，成本较喷油时机包括单点喷射、多点喷射和缸内直喷等多种形低，但精度有限，难以满足现代排放法规要求式，控制精度高，适应性强主要优点包括结构简单、维修方便、成本低廉但存在燃具有燃油经济性好、排放控制精确、动力性能优异等优油消耗高、排放控制困难、低温启动性能差等缺点，目前点能够根据发动机实际工况自动调节喷油参数，实现最已基本被电控喷射系统取代佳燃烧效果和排放控制历史发展简述1化油器时代1885年至1980年代，机械式化油器主导，结构简单但控制精度有限，燃油经济性和排放控制能力较差2电控喷射兴起1980年代开始，电控燃油喷射系统逐步普及，通过电子控制实现精确喷油，显著改善燃油经济性和排放性能3直喷技术成熟2000年后，缸内直喷技术广泛应用，结合涡轮增压等技术，实现更高的燃油效率和动力输出4智能化发展近年来，燃油系统向智能化、网联化方向发展，集成更多传感器和控制算法，实现自适应优化控制化油器供油系统概览工作原理简单维修便利性高控制精度局限利用文丘里管效应产生结构相对简单，故障点无法根据工况精确调节负压，将燃油从浮子室明确，维修技术要求不空燃比，低温启动困吸出并雾化，与通过的高，备件容易获得，维难，燃油经济性差，难空气混合形成可燃混合护成本相对较低以满足严格的排放法规气历史意义重大作为汽车工业发展初期的主要燃油供给方式，为现代燃油系统技术发展奠定了基础电控燃油喷射系统简介传感器系统喷油执行机构包括空气流量、氧传感器、曲电磁式或压电式喷油器，根据轴位置等多种传感器，实时监指令精确控制喷油量、喷ECU电子控制单元测发动机运行状态油时机和喷雾形态燃油供给系统系统大脑，负责采集各种传感包括油箱、燃油泵、滤清器、器信号，计算最佳喷油量和时压力调节器等，为喷射系统提机，控制喷油器工作供稳定的燃油压力柴油机燃油供给系统结构燃油箱系统储存柴油并配备液位传感器、燃油泵等附件，确保燃油清洁度和供应连续性燃油滤清系统多级过滤设计，包括粗滤器和精滤器，有效去除燃油中的水分和杂质颗粒输油泵系统低压输油泵将燃油从油箱输送到高压喷油泵，保证足够的燃油流量和压力高压喷油系统喷油泵将燃油加压到高压状态，通过喷油器精确喷射到燃烧室内典型燃油系统组成总览燃油储存与供给油箱作为燃油储存容器，配备燃油泵将燃油从油箱抽取并输送到发动机现代燃油泵多采用电动泵，具有压力稳定、流量可调等优点管路与压力控制燃油管路连接各个部件，压力调节器维持系统压力稳定管路设计需考虑抗腐蚀、耐压、防渗漏等要求，确保燃油输送的安全可靠喷射与雾化喷油器是关键执行元件，负责将燃油精确喷射到进气道或燃烧室内喷射压力、喷雾形状和雾化质量直接影响燃烧效果和排放性能燃油供给系统结构图精确控制层ECU和传感器实现精密控制执行机构层喷油器、泵等执行喷射功能输送管路层管路、接头保证燃油输送过滤净化层滤清器确保燃油清洁度储存供应层油箱和燃油泵提供基础供给汽油喷射系统分类喷射类型喷射位置主要特点应用范围单点喷射节气门体上结构简单，早期电喷车SPI游成本低型多点喷射进气歧管控制精度主流汽油机MPI高，响应快缸内直喷燃烧室内压缩比高，高端车型GDI燃油经济性好双重喷射进气道缸内综合优势，豪华车型+控制复杂柴油喷射系统分类机械泵喷系统共轨直喷系统单体泵系统传统机械式高压喷油泵驱动，通过机采用高压共轨技术，将燃油加压存储每个气缸配备独立的电控单体泵，结械凸轮控制喷油时机和喷油量结构在共轨管中，通过电控喷油器实现精合了机械泵的可靠性和电控系统的精相对简单，可靠性高，但控制精度有确喷射喷射压力可达以上，确性喷射压力高，控制灵活，但系2000bar限，难以满足现代排放要求雾化质量优异统复杂度较高具有多次喷射能力，可实现预喷射、适用于大功率柴油机，特别是商用车主要应用于早期柴油机和部分重型车主喷射和后喷射，有效降低噪音和排和工程机械领域维护成本相对较辆，目前正逐步被电控系统取代维放目前已成为柴油机的主流技术高，但性能表现优异修简单但燃油经济性和排放控制能力较差燃油泵原理与类型电动燃油泵机械燃油泵高压燃油泵采用电机驱动叶轮或齿轮由发动机凸轮轴驱动，通用于缸内直喷系统，将燃泵，通常安装在油箱内过膜片或柱塞进行抽油油压力提升到100-300bar部工作压力稳定，流量结构简单可靠，但压力和通常采用柱塞泵结构，由可调，响应速度快，是现流量随发动机转速变化，发动机驱动，精度要求极代汽车的主流选择精度有限高变量泵技术根据发动机负荷自动调节泵的排量，在保证供油需求的同时降低能耗，提高系统效率和燃油经济性管路及接头设计要求防漏密封性能燃油管路必须具备优异的密封性能，防止燃油泄漏造成安全隐患接头设计需考虑热胀冷缩和振动因素，确保长期密封可靠性抗腐蚀能力燃油中含有多种化学成分，管路材料必须具备良好的耐腐蚀性现代燃油管多采用不锈钢或特殊合金材料，表面进行防腐处理压力耐久性系统工作压力较高，管路需承受静压、脉动压力和冲击压力设计时需考虑安全系数，确保在各种工况下的结构强度温度适应性燃油系统工作温度范围较宽，从严寒的-40°C到高温的120°C管路材料需具备良好的温度稳定性和热循环耐久性燃油滤清器功能截留固体杂质过滤燃油中的尘土、金属颗粒等固体污染物，保护后续精密部件分离水分去除燃油中的游离水和乳化水，防止水分进入喷射系统造成腐蚀保护喷油器确保喷油器喷孔不被堵塞，维持良好的喷雾质量和燃烧效果喷油器结构与工作原理电磁驱动燃油雾化向电磁线圈通电，产生磁场吸引燃油通过精密喷孔高速喷出，形成ECU衔铁，带动针阀开启，燃油在压力细密雾状，增大与空气接触面积，作用下喷出促进混合和燃烧断电关闭精确控制停止供电，弹簧推动针阀迅速关ECU通过控制通电时间和喷射压力，精闭，停止喷油响应时间通常在1-2确调节喷油量，满足不同工况需求毫秒内燃油压力调节器作用压力稳定控制真空补偿功能系统保护作用通过膜片和弹簧机构，自动调节连接进气歧管真空信号，根据发防止燃油系统压力过高造成部件燃油系统压力，确保在各种工况动机负荷变化自动调整燃油压损坏，同时避免压力过低影响喷下维持稳定的喷射压力，保证喷力高负荷时增加压力，低负荷射效果在异常情况下起到安全油量的准确性和一致性时降低压力，优化燃烧效果保护作用，延长系统使用寿命空气供给系统配合

14.720%理想空燃比氧含量监测汽油机理论空燃比，实现完全燃烧的最佳比例废气中氧含量变化范围，用于空燃比反馈控制5V1ms传感器电压响应时间空气流量传感器工作电压，确保准确测量现代传感器响应时间，实现快速精确控制电子控制单元简介ECU信号采集收集各传感器信号数据处理运算分析处理信息策略决策制定控制策略方案执行输出控制执行器动作传感器种类与作用曲轴位置传感器检测发动机转速和曲轴位置，为ECU提供基准信号，确定喷油时机和点火时机信号精度直接影响发动机运行的平顺性和效率氧传感器监测废气中氧含量，反馈空燃比信息给ECU实现闭环控制，自动调节喷油量，保持最佳空燃比，降低排放并提高燃油经济性节气门位置传感器检测节气门开度，反映驾驶员的加速意图和发动机负荷状态ECU根据此信号调整喷油量和喷油时机，实现平稳的动力输出执行器与怠速控制怠速控制系统通过怠速空气控制阀和喷油器的协同工作，维持发动机稳定的怠速运转根据发动机转速、冷却液温ECU度、空调负荷等信息，自动调节进气量和喷油量现代发动机多采用电子节气门技术，取消了传统的怠速控制阀，通过精确控制节气门开度实现怠速调节这种方式响应更快，控制更精确，能够更好地应对各种工况变化喷油控制基本过程基础喷油量计算ECU根据空气流量和发动机转速，查询基础喷油脉谱MAP，计算基础喷油脉宽，作为喷油控制的起始值工况修正计算根据冷却液温度、进气温度、大气压力等参数进行修正，确保在不同环境条件下都能获得合适的喷油量闭环反馈调节利用氧传感器信号进行空燃比反馈控制，实时微调喷油量，使实际空燃比接近目标值喷油时机控制根据曲轴位置信号确定最佳喷油时机，考虑燃油雾化时间和进气阀开启时机，优化混合气质量空燃比反馈闭环控制氧传感器检测信号处理ECU实时监测排气中氧含量，产生分析氧传感器信号，判断混合气过

0.1-电压信号，反映当前空燃比状态浓或过稀，计算需要的喷油量调整

0.9V幅度持续优化喷油量调节形成闭环控制，不断优化燃烧效根据反馈信号微调喷油脉宽，实现果，确保排放达标和燃油经济性空燃比的精确控制和动态平衡喷油时序与燃烧优化工况类型喷油时机喷油策略优化目标冷启动进气上止点增量喷射改善启动性前怠速工况进气行程中精确计量稳定运转期部分负荷进气行程前分层喷射燃油经济性期全负荷进气行程初均质混合最大功率期缸内直喷技术GDI高压精密喷射工作压力达200bar以上，实现超细雾化，提高燃油与空气混合效率精密控制喷油时机和喷射压力，优化燃烧过程分层燃烧技术部分负荷时采用分层燃烧模式，在火花塞周围形成易燃混合气，实现稀薄燃烧，显著提高燃油经济性和降低排放冷却效应优势缸内喷射的燃油汽化吸热，降低进气温度，提高充气效率，允许使用更高压缩比，增强发动机动力性能技术挑战积碳控制困难，喷油器易堵塞，对燃油品质要求高，系统复杂度增加，维护成本相对较高等涡轮增压直喷TSI/TGDI大众技术通用技术福特技术TSI TGDIEcoBoost结合涡轮增压、缸内直喷和分层燃烧通用汽车的涡轮增压缸内直喷技术，福特的直喷涡轮增压技术，注重燃油技术，实现小排量高功率输出强调燃烧优化和控制采用先进经济性和驾驶性能平衡采用先进的

1.4TSI NVH发动机功率可达马力，扭矩牛的燃烧室设计和喷射策略，在保证动可变气门正时和双独立可变凸轮轴技150250米，燃油经济性突出力性的同时控制噪音和振动术采用双重喷射技术，低负荷时直喷，三缸发动机荣获多项国际

1.0L EcoBoost高负荷时直喷歧管喷射，兼顾动力配备智能热管理系统，快速暖机减少大奖，证明了小排量涡轮增压直喷技+性和清洁度广泛应用于大众、奥迪冷启动排放在君威、迈锐宝等车术的先进性和实用性XL品牌车型型上应用，市场表现良好柴油共轨系统原理高压泵加压高压燃油泵将燃油压力提升至1600-2500bar，为共轨管提供稳定的高压燃油共轨储压高压共轨管储存高压燃油，为各气缸喷油器提供稳定压力，消除压力脉动电控喷射电磁或压电喷油器根据ECU指令精确控制喷油时机、持续时间和喷射压力多次喷射实现预喷射、主喷射、后喷射，优化燃烧过程，降低噪音和有害排放手动泵、输油泵运行分析手动泵排气启动新车或长期停放后，燃油系统内可能存在空气通过手动泵反复操作，将空气从燃油管路中排出，建立初始燃油循环，为发动机启动创造条件输油泵正常供给发动机运转时，输油泵从油箱抽取燃油，经过滤清器过滤后输送到高压泵输油泵需维持足够的流量和压力，确保高压泵不发生气蚀现象回油循环冷却多余燃油通过回油管路返回油箱，带走系统热量，保持燃油温度稳定回油还能冲洗管路，防止杂质沉积，延长系统使用寿命喷油泵结构与维护柱塞泵结构分配泵系统采用精密柱塞和套筒配合，通过柱塞往一个柱塞为多个气缸供油，通过分配阀复运动实现燃油加压加工精度要求极按点火顺序分配燃油结构紧凑，成本高，配合间隙仅几微米较低润滑保养定期维护要点喷油泵依靠燃油润滑，必须使用优质柴按期更换燃油滤清器，保持燃油清洁油避免燃油耗尽运转，防止泵体干磨度定期检查泵体密封性，避免内泄漏损坏影响性能油路空气处理与排放识别空气症状自动排气功能发动机启动困难、运转不稳、功率下降等现象，可现代电控系统具备自动排气功能，ECU可控制燃油泵能是燃油系统进入空气导致高速运转，快速排除空气1234手动排气操作系统密封检查使用手动泵反复操作，观察回油管是否有气泡，直排气完成后检查各连接处密封性，确保系统不再进到燃油流动连续无气泡为止入空气，保持长期稳定运行电子喷油控制流程执行输出驱动喷油器执行喷射动作控制计算查表和修正系数运算MAP信号处理传感器信号滤波和转换数据采集各类传感器信号输入ECU怠速控制策略与案例冷机怠速控制空调负荷补偿电气负荷调节发动机冷启动时，ECU自开启空调时，ECU检测空大功率电器开启时，如大动提高怠速转速至1200-调压缩机信号，自动提高灯、后除霜等，发电机负1500rpm，随着水温上升逐怠速转速100-200rpm，防荷增加，ECU相应调整怠渐降低到正常怠速转速止发动机因负荷增加而熄速转速维持稳定运转800rpm左右火自学习功能ECU具备怠速自学习能力，根据发动机磨损状况和工况变化，自动调整控制参数，保持最佳怠速品质断油控制与安全超速断油保护发动机转速超过红线时自动切断燃油供应碰撞断油机制检测到车辆碰撞信号时立即停止燃油泵工作系统故障保护关键传感器失效时进入安全模式限制喷油冷启动与热启动管理冷启动燃油管理热启动优化策略低温环境下，燃油雾化质量下降，自动增加喷油量热启动时发动机温度较高，燃油容易气化，会适当减ECU30-ECU，确保混合气浓度足够点燃同时延长喷油持续时少喷油量，防止混合气过浓导致启动困难同时调整喷油50%间，补偿燃油蒸发不良的影响时机，避免燃油在高温进气道中过度蒸发冷启动时还需要多次预喷射，提高燃烧室内燃油浓度随现代发动机采用热浸透补偿技术，检测进气温度和燃油温着发动机温度上升，逐步减少喷油量至正常水平，整个过度，精确计算所需的喷油量修正系数，确保在各种温度条程通常需要分钟件下都能可靠启动3-5排放治理与国六标准三元催化器协同颗粒物过滤器配合蒸发排放控制精确的空燃比控制是三元催化器高直喷发动机产生的颗粒物需要系统收集燃油蒸气，防止直接GPF EVAP效工作的前提燃油系统通过氧传过滤器处理燃油系统通过优化喷排放到大气燃油系统配备碳罐净感器反馈，将空燃比维持在射策略，减少颗粒物生成，降低过化电磁阀，定期将吸附的燃油蒸气

14.7±

0.1范围内，确保、、同时得滤器负荷，延长使用寿命送入发动机燃烧CO HCNOx到有效转化常见故障类型归纳故障类型主要症状可能原因检查要点喷油器堵塞发动机抖动、燃油品质差、喷油量测试、功率下降积碳清洗保养燃油泵故障启动困难、供泵体磨损、电燃油压力测油不足路故障试、电流检测传感器失效油耗增加、排传感器老化、信号波形分放超标线路故障析、阻值测量管路泄漏燃油异味、压管路老化、接压力保持测力下降头松动试、外观检查传感器检测与维护5V空气流量传感器正常工作电压范围，超出此范围需要更换传感器

0.9V氧传感器峰值浓混合气时的最高输出电压，低于此值表示传感器性能下降2-5Ω喷油器阻值正常喷油器线圈阻值范围，偏差过大需要更换10ms传感器响应时间氧传感器从浓到稀的响应时间标准，超过此值影响控制精度喷油器状态检测电流波形分析流量测试使用示波器检测喷油器驱动电流波专用设备测量喷油器在标准压力下形，分析开启和关闭特性，判断电的流量，检查各缸喷油器流量一致磁阀工作状态性密封性测试喷雾形状检查检查喷油器关闭时的泄漏量，确保观察喷油器喷雾形状和雾化质量，无内泄漏影响混合气浓度判断喷孔是否堵塞或变形燃油系统故障码解析P0171系统过稀故障混合气过稀，可能原因包括进气泄漏、燃油泵压力不足、喷油器堵塞、氧传感器故障等需要检查燃油压力、进气系统密封性P0172系统过浓故障混合气过浓，常见原因有空气流量传感器故障、燃油压力过高、喷油器泄漏、活性炭罐净化阀故障等需要逐步排查各个系统P0201-P0208喷油器故障特定缸喷油器电路故障，包括断路、短路、喷油器本体故障等需要检查线路连接和喷油器电阻值P0230燃油泵继电器故障燃油泵供电电路故障，检查继电器、保险丝、线路连接和燃油泵本体工作状态喷油系统养护建议定期保养周期燃油滤清器每20000公里更换，喷油器每40000公里清洗，燃油系统每60000公里深度清洁燃油品质要求使用优质燃油，避免低标号汽油，定期添加燃油清洁剂，防止积碳和胶质沉积工况使用注意避免长期怠速运转，定期高速行驶清除积碳，不要等燃油耗尽才加油专业检测维护定期进行燃油系统检测，及时发现潜在问题，使用专业设备进行系统清洗燃油滤清器更换要点更换周期确定汽油滤清器通常公里更换，柴油滤清器公20000-3000015000-20000里更换恶劣环境下应缩短更换周期，确保过滤效果安全操作规程更换前释放燃油系统压力，准备防火设备，在通风良好的环境下作业佩戴防护用品，避免燃油接触皮肤和吸入蒸气安装注意事项确认滤清器型号正确，注意安装方向，燃油流向标识要与系统一致更换密封圈，按规定扭矩紧固接头，防止泄漏喷油器喷雾质量检测流量测试台专业喷油器测试设备，可以精确测量各缸喷油器流量一致性标准测试压力下，流量偏差应控制在±2%以内，确保各缸工作均匀性喷雾形状分析通过观察喷油器喷雾锥角和分布均匀性，判断喷孔状态正常喷雾应呈对称锥形，雾化颗粒细密均匀，无明显偏流现象超声波清洗使用超声波清洗设备去除喷油器内部积碳和胶质，恢复喷射性能清洗后需要重新测试流量和喷雾质量，确保达到技术要求自诊断原理演示ECU1系统监测ECU持续监测传感器信号和执行器状态，对比正常工作范围，识别异常情况2故障判定当检测到信号超出正常范围或不合理时，ECU执行故障确认程序，避免误判3代码存储确认故障后，ECU将故障代码存储在内存中，并点亮故障指示灯提醒驾驶员4应急策略启动故障安全模式，使用替代值或限制功能，确保车辆能够安全行驶到维修点。