汽车构造-课件-第04章汽油机燃料供给系讲解

AUTOMOBILE STRUCTURE 汽车构造 AUTOMOBILE STRUCTURE 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 汽车工程系 主讲人：孔胜利 kongsl 第4章 汽油机燃料供给系 Ø 概述 Ø 化油器式燃料供给系简介 Ø 电控汽油喷射式燃料供给系 Ø 汽油机涡轮增压 Date 2汽车构造 4.1 概述 1、任务和分类 p汽油机燃料供给系的任务是根据发动机各种不同工况的要求，将空 气与雾化后的汽油充分混合形成一定数量和浓度的可燃混合气，供 入 气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功，最后将燃烧产 物废气排至大气中。 p按照燃油供给方式的不同，分为化油器式燃料供给系和电子控制 汽油喷射式燃料供给系。 p随着电子技术的发展和汽车发动机排放标准的日益提高，使得电子 控制汽油喷射技术得到了迅速发展，化油器式供给方式已逐步淘汰 。 Date 3汽车构造 概述 2、汽油 p汽油是一种密度小又易于挥发的液体燃料，其基本成分是碳和氢。 p汽油的使用性能指标-蒸发性、抗爆性和腐蚀性蒸发性、抗爆性和腐蚀性。 (1)汽油的蒸发性 汽油的蒸发性可通过燃料的蒸馏试验来测定。将 汽油加热，分别测定蒸发10%10%、 50%50%、 90%90%馏分时的温度馏分时的温度和终馏温度。蒸发 性差，不能形成均匀混合气，燃烧不完全，造成燃油消耗增加。蒸发性太 好，容易发生气阻。 p10%馏出温度与汽油机冷态起动性能有关。此温度低，发动机就容易起动。 p50%馏出温度表明汽油中的中间馏分蒸发性的好坏。此温度低，发动机的 暖机性能、加速性能和工作稳定性都比较好。 p90%馏出温度与终馏温度用来判定汽油中难以蒸发的重质成分的含量。此温 度越低，可燃混合气分配越均匀，燃烧更完全。 Date 4汽车构造 概述 (2)汽油的抗爆性 p抗爆性指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力。抗 爆性好坏一般用辛烷值表示。辛烷值越高，汽油的抗爆性越好。 p汽油辛烷值常用的测定方法有马达法和研究法，相应的有马达法 辛烷值(MON)和研究法辛烷值(RON)。 p汽油的号数与辛烷值有关，我国车用汽油分类主要以辛烷值为基 础。目前，国产汽油按研究法命名的汽油牌号有90号、93号和95号 。 p选用汽油的主要依据就是发动机的压缩比。一般来说，压缩比高 的汽油机应选用辛烷值高的汽油；反之，选用辛烷值低的汽油。 (3)汽油的腐蚀性 指汽油在使用过程中，应该对接触的各种金属应无腐蚀作用。 Date 5汽车构造 概述 3、可燃混合气成分的表示方法 可燃混合气成分有3种表示方法：空燃比、燃空比和过量空气系数空燃比、燃空比和过量空气系数。 (1)空燃比 （多为欧美国家采用） 空燃比就是混合气中空气质量（kg）与燃油质量（kg）的比值，即： 空燃比 = 空气质量（kg）/燃油质量（kg） 理论上，1kg汽油完全燃烧约需 14.8kg空气，即空燃比约为14.81 。 (2) 燃空比 空燃比的倒数。 （日本工业标准） (3) 过量空气系数 （中国及原苏联采用） 燃烧过程中实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质 量之比 。 Date 6汽车构造 p发动机输出功率最大时的可燃混合 气称为功率混合气。不同的汽油机，功 率混合气的成分一般在 的范围内。 概述 4、可燃混合气浓度对发动机性能的影 响 p对应于燃料消耗率最低时的可燃混合 气称为经济混合气。经济混合气的成分 一般在 的范围内。 可燃混合气的浓度对发动机性能的影响 1.051.15 a f= p发动机输出功率最大时的可燃混合 气称为功率混合气。不同的汽油机，功 率混合气的成分一般在 的范围内。 Date 7汽车构造 概述 5、发动机各工况对可燃混合气浓度的要求 p汽车在行驶过程中的载荷、车速、路况等经常变化，因此汽车发 动机工作时有以下特点： (a)工况变化大，负荷从0到满载，转速从最低稳定转速到最高转速。 (b)在汽车行驶的大部分时间内，发动机处于中等负荷工况。 车用汽油机在不同工况下对混合气成分有不同要求，主要有： (1)起动 发动机冷起动时转速极低(50100r/min)，要求供给极浓混合气，需 要供给过量的汽油。 (2)怠速及小负荷 怠速指发动机对外无功率输出情况下的最低转速。 Date 8汽车构造 概述 为保证怠速时混合气能正常燃烧，应提供较浓混合气 ； 小负荷时可燃混合气的浓度为 。 (3)加速 加速的瞬间可燃混合气浓度变稀，不易点燃。因此，要求化油器能及 时地增加供油量来改善汽油机的加速性能。 (4)大负荷及全负荷 要求化油器供给功率混合气 ，使输出功率最大。 (5)中等负荷 是车用汽油机最常用的工况 ，应供给的可燃混合气 来满足经济性的要求。 返回返回 Date 9汽车构造 4.2 化油器式燃料供给系简介 1、 组成 化油器式发动机燃料供给系组成示意图 1空气滤清器；2化油器；3排气管；4汽油箱； 5汽油表传感器；6排气消声器；7汽油滤清器；8汽油泵 Date 10汽车构造 化油器式燃料供给系简介 2、简单化油器及其工作过程 简单化油器工作示意图 1加速踏板 2主喷管 3喉管 4阻风门 5进油管 6针阀 7浮子 8浮子室 9节气门 10怠速调整螺钉 Date 11汽车构造 化油器式燃料供给系简介 3、简单化油器特性 指在发动机转速一定时，简单化油器所供给的可燃混合气浓度（过量空 气 系数 ）随节气门开度（真空度 ）而变化的规律。 简 单 化 油 器 特 性 曲 线 p发动机转速一定时，随着节气门开度的不断加大，可燃混合气浓度逐 渐变浓。 p当节气门开度一定时，发动机转速变化引起的喉管真空度的变化对可 燃混合气的浓度影响很小。影响可燃混合气成分的主要因素是节气门开 度的变化。 p由于发动机必须根据运转状态使可燃混合气浓度发生变化，所以简单 化油器的功能是无法满足要求的。 Date 12汽车构造 化油器式燃料供给系简介 4、理想化油器特性 指在一定转速下，汽车发动机所要求的可燃混合气浓度随负荷而 变 化的规律。 理 想 化 油 器 特 性 曲 线 为了使汽油发动机在各种工况下都能配制出最佳的可燃混合气浓 度 ，现代车用化油器均采用了一些自动配制可燃混合气浓度的系统 ， 如主供油系统、怠速系统、加浓系统、加速系统和起动系统等。 Date 13汽车构造 化油器式燃料供给系简介 5、化油器的工作系统 典 型 化 油 器 结 构 示 意 图 Date 14汽车构造 化油器式燃料供给系简介 典 型 化 油 器 结 构 示 意 图 化油器产品实例 Date 15汽车构造 化油器式燃料供给系简介 5、化油器的工作系统 （1）主供油系统 p功用是保证发动机正常工作时，化油器所供给的可燃混合气随着节 气门开度加大而逐渐变稀，并在中等负荷下接近于最经济成分。 p除了怠速工况和极小负荷工况以外，主供油系统始终都在起供给汽 油的作用。 主 供 油 系 统 主喷管3 主空气量孔2 环形喷孔1 Date 16汽车构造 化油器式燃料供给系简介 （2）怠速系统 p怠速系统的功用是保证在怠速和极小负荷时供给很浓的可燃混合气。 p怠速供油系统的油孔设在节气门后，供给低速时所需的浓混合气。 怠速系统 (左)怠速 (右)怠速过渡 1-怠速过渡喷口；2-怠速油道；3-怠速调整螺钉；4-怠速喷口 Date 17汽车构造 化油器式燃料供给系简介 （3）加浓系统 p加浓系统在大负荷及全负荷时额外供 给一部分汽油，保证混合气为功率混 合气，使发动机发出最大的功率。 p有了这套补偿加浓系统，就可以将主 供油系统设计得只提供最经济稀混合 气，而不必考虑全负荷及大负荷时的 动力性要求，故也称为省油系统或省 油器。 p加浓系统包括机械加浓和真空加浓两 部分（有的化油器只有机械加浓系统 或真空加浓系统中的一种）。 加浓系统 1-真空式 2-机械式 Date 18汽车构造 化油器式燃料供给系简介 (a)机械式加浓系统 (b)真空式加浓系统 加 浓 系 统 工 作 过 程 Date 19汽车构造 化油器式燃料供给系简介 （4）加速系统 加速系统的功用是在节气门突然 开大时，及时将一定量的额外汽 油一次性地喷入喉管，使可燃混 合气临时加浓，以适应发动机加 速的需要。 机械活塞式加速系统 1-连接板；2-出油阀； 3-加速泵柱塞；4-进油阀 Date 20汽车构造 化油器式燃料供给系简介 （5）起动系统 起动系统的功用是当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓 的 可燃混合气，使进入气缸的可燃混合气中含有足够的汽油蒸汽，以 保 证发动机能顺利起动。 起动系统 (左)阻风门全开 (右)阻风门关闭 1-螺钉；2-阻风门摇臂；3-支架；4-钢丝；5-阻风门 Date 21汽车构造 化油器式燃料供给系简介 6、电子控制化油器 1节气门执行器 2化油器 3阻风门执行器 4阻风门 5节气门 6节气门位置传感器 7电控单元 8转速传感器 9温度传感器 10怠速开关 电子控制化油器方案示意图 Date 22汽车构造 化油器式燃料供给系简介 7、汽油箱 p汽油箱用以储存汽油。 p容量和数目视车辆大小和发动 机排量而定。一般来说，普通汽 车只有一个汽油箱，越野汽车和 长途运输汽车则有主、副两个汽 油箱。 p油箱是密封的。为了避免油箱 内真空度太大，装有空气阀；为 了避免油箱内压力过高，装有蒸 汽阀。 一汽奥迪100型轿车汽油箱 1-汽油箱盖；2-加油管；3-燃油管；4-输 油管；5-油量传感器；6-汽油箱体；7- 浮子；8-回油管 Date 23汽车构造 化油器式燃料供给系简介 汽油箱实例 Date 24汽车构造 化油器式燃料供给系简介 8、汽油滤清器 p汽油进入汽油泵之前，应经过汽 油滤清器除去其中的水分和杂质 ，以保证汽油泵等正常工作。 p滤芯根据材质的不同，可以分为 金属网式、金属片缝隙式、多孔 陶瓷式和纸质式等多种。 282型汽油滤清器 出油管接头11陶瓷滤芯5 放油螺栓10沉淀杯密封垫4 沉淀杯8滤芯密封垫3 螺栓7进油管接头2 垫圈 6, 9 盖1 Date 25汽车构造 化油器式燃料供给系简介 汽油滤清器实例 Date 26汽车构造 化油器式燃料供给系简介 9、汽油泵 将汽油从油箱中吸出，并送入化油器的浮子室中。 机械式汽油泵工作原理示意图(进油) 拉杆14滤网7 手拉杆13进油室6 泵膜拉杆12进油阀5 泵膜弹簧11摇臂轴4 膜片10回位弹簧3 出油阀9摇臂2 出油室8 凸轮轴偏 心轮 1 Date 27汽车构造 化油器式燃料供给系简介 1 凸轮轴偏 心轮 8出油室 2摇臂9出油阀 3回位弹簧10膜片 4摇臂轴11泵膜弹簧 5进油阀12泵膜拉杆 6进油室13手拉杆 7滤网14拉杆 机械式汽油泵工作原理示意图(出油) Date 28汽车构造 4.3 电控汽油喷射式燃料供给系 1、概述 p1954年，奔驰300SL轿车首先装用了汽油喷射发动机，20世纪80年 代以来得到普遍应用。目前，轿车几乎都采用汽油喷射发动机。 p电控汽油喷射（electronic fuel injection, EFI）系统是在恒 定的压力下，利用喷油器将一定数量的汽油直接喷入气缸或进气管 道 内的汽油机燃油供给装置。 p它是以电控单元（electronic control unit, ECU）作为控制中 心，根据空气流量和发动机转速决定基本喷油量，利用发动机上的 各 种传感器检测发动机的工作状态，对电控单元预存的程序进行修正 ， 再精确控制喷油器的喷油量，使发动机在不同工况下均能获得合适 浓 度的可燃混合气，提高发动机的动力学、经济性，改善其排放性。 Date 29汽车构造 电控汽油喷射式燃料供给系 p分类 (1)按汽油喷射方式分为：连续喷射和间歇喷射。 (a)连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷油 ，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。这种喷射方式