第六章_汽油机供给系课件

1、 第六章第六章 汽油机供给系汽油机供给系 * 第一节第一节 汽油机供给系组成及功用汽油机供给系组成及功用一、供给系的组成一、供给系的组成1、 作用作用 根据发动机各种不同工况的要求，提供一定数量的，清洁的，雾化良好的汽油，与一定数量空气混合形成一定数量和浓度的可燃混合气，供入发动机气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功。同时，还需要储存相当数量的汽油以保证汽车具有相当远的续驶里程。2 、组成、组成（1）燃油供给装置：汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管（2）空气供给装置：空气滤清器、进气消声器（3）可燃混合气形成装置：化油器（4）可燃混合气供给和废气排出装置：进气管、排气管、排气消声器二、汽

2、油及其使用性能二、汽油及其使用性能1 汽油概述 (1)定义或组成: 石油制品,是多种烃类的混合物,主要化学成分是C和H（这两种元素占9798%），其中C原子数在511之间，还含有极少量的S，O和N。 (2)炼制方法：对原油进行分馏，依据沸点分馏出各馏分。依次得到石油气-汽油-煤油-轻，重柴油-渣油。（3）作用：作为汽油机的燃料或能量源。（4）燃烧原理： 完全燃烧： C+O2=CO2 2H2+O2=2H2O不完全燃烧： 2C+O2=2CO CO2+C=2CO不完全燃烧的产物还有HC。CO和HC都是污染物，会对环境造成污染。 2 汽油性能 汽油使用性能的好坏对发动机的动力性，经济性，可靠性和使用寿

3、命都有很大的影响。 因此，汽油必须满足很多要求。（1）良好的蒸发性 蒸发性评价指标： 汽油的蒸发性用镏程和饱和蒸汽压评定。镏程有10%馏出温度、 50%馏出温度、 90%馏出温度和终馏点。饱和蒸汽压是指在规定条件下，燃油和燃油蒸汽达到平衡状态时，燃油蒸汽的压力。蒸发性对汽油使用性能的影响： 蒸发性好的汽油能够在极短的时间内完全汽化，并在气缸外与空气形成均匀可燃混合气，保证发动机在各种条件下都能迅速启动，加速和正常运转。若蒸发性不好，一方面，汽油则以液滴形态留在进气道，气缸内真空度形成的压力差不足以克服汽油液滴与气道的摩擦阻力，影响进气；另一方面，蒸发性不好导致不能形成均匀的可燃混合气，导致燃烧

4、不完全，造成油耗增加，有害的排放污染物增加。 蒸发性同时不能太好，会造成气阻，汽油在管路中便蒸发形成气泡，阻碍了汽油在管道中的流动性。使供油不畅，甚至中断，造成发动机熄火。（2）高抗爆性爆燃： 爆震燃烧产生的原因是在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气（常称为末端混合气），进一步受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应。如果在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气燃烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚而数百米以上，使局部压力温度很高，并伴随有冲击波。 爆燃的影响： 使发动机过热，功率下降，磨损加剧，甚至损坏发动机零件。因此，要防止汽油机发生爆燃。抗爆性： 抗

5、爆性是指汽油在发动机气缸内燃烧时不发生爆燃的能力。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。 压缩比越大，热效率越高，同时发生爆燃的可能性越高。所以燃用高抗爆性的汽油，可以提高发动机的压缩比而不发生爆燃，从而可以提高发动机的热效率。 辛烷值的测定： 是在标准试验机上测定。通常有马达法辛烷值（MON）和研究法辛烷值（RON）两种评定方法。目前美国等国家用（MON+RON）/2 （抗暴指数）来衡量抗爆性。我国多采用的是研究法辛烷值。 提高辛烷值（抗爆性）的措施： 20世纪初发现在汽油中加入四乙基铅液可以大幅度提高辛烷值。但随着环保要求的不断提高，含铅汽油逐渐被淘汰。目前，世界范围内

6、已经严禁使用含铅汽油。 提高装置掺渣比 切轻汽油干点 提高汽油中丁烷含量 由于丁烷的RON和MON都较高,分别为93.6和90.1,并且其调合辛烷值较高,因此汽油中的丁烷含量直接影响汽油辛烷值。可以提高汽油中丁烷含量来提高辛烷值。（3）其它性能 用实际胶质和诱导期评价汽油的安定性； 用含硫量，铜片腐蚀，水溶性酸或碱以及酸度作为汽油防腐性的评价指标； 用机械杂质及水分评价汽油的清洁性。* 第二节第二节 可燃混合气与简单化油器可燃混合气与简单化油器一 可燃混合气的形成过程（1）形成时间 可燃混合气的形成从化油器把汽油喷到喉管处与空气流碰撞时开始，到火花塞点燃混合气结束。约为0.010.02S。（2

7、）形成要求第一， 要在这么短的时间内形成均匀的可燃混合气，要求汽油具有良好的蒸发和雾化性。第二， 混合气形成过程中汽油和空气的比例应该符合发动机运转工况的需要。也就是要控制空气流量和汽油流量。因此，混合气的形成过程就是汽油雾化，蒸发以及与空气以一定比例混合的过程。（3）形成过程 流体力学 =燃烧1kg燃油实际供给的空气质量 / 完全燃烧1kg燃油的理论空气质量 =1 为理论混合气；1 为稀混合气。 二、可燃混合气成分的表示法二、可燃混合气成分的表示法1、 过量空气系数2 、空燃比 =空气质量 / 燃油质量 根据化学反应方程式的当量关系可以求出：1KG汽油完全燃烧时需要空气质量约为14.8KG。

8、 14.8 为理论混合气； 14.8 为稀混合气。三、简单化油器的结构与特性三、简单化油器的结构与特性1 、简单化油器结构、简单化油器结构（1）结构 包括浮子机构、浮子室、量孔、喷管、喉管、节气门。（2）工作原理 包括进气、进油、功率改变、油量控制、浮子作用。2 、特性曲线、特性曲线 简单化油器特性曲线为可燃混合气浓度随节气门开度的变化规律。 第三节第三节 可燃混合气成分与汽油机性能关系可燃混合气成分与汽油机性能关系一、可燃混合气成分对发动机性能影响一、可燃混合气成分对发动机性能影响 发动机功率和燃油消耗率都是随过量空气系数而变化的。1、 经济混合气经济混合气 =1.051.15 可燃混合气值

9、大于1，为稀混合气，由于空气量大于理论上燃料完全燃烧时所需要的空气量，多出的空气（氧气）有助于使燃料完全燃烧，因此，燃料消耗少，也就是经济性好。2 、功率混合气、功率混合气 可燃混合气值小于1，为浓混合气，由于空气量少于理论上燃料完全燃烧时所需要的空气量，多出的燃料（能量）有助于释放更多能量或做更多的功，也就是动力性好。 =0.850.95* 二、发动机各种工况对可燃混合气成分的要求（理想化油器特二、发动机各种工况对可燃混合气成分的要求（理想化油器特性）性）1、 冷起动冷起动 冷启动时，发动机温度低，汽油不易蒸发汽化，同时由于发动机转速低，空气流过化油器的流速很低，汽油雾化不好，使得进入气缸的

10、混合气中汽油蒸汽少，混合气过稀，不能够正常着火燃烧。为了使发动机能够正常工作，要求化油器供给浓混合气，保证发动机正常启动并运行。 =0.20.6（浓）2 、怠速、怠速（1）怠速定义 发动机对外没有功率输出的工况。（2）特点 汽油和空气形成的可燃混合气燃烧后对活塞所做的功全部用于克服发动机内部的阻力，使发动机以低转速稳定运转。在怠速工况，节气门接近关闭，吸入气缸内的混合气数量很少。此时，气缸内的残余废气量相对增多，混合气被废气严重稀释，使得燃烧速度减慢甚至熄火，因此需要化油器供给浓混合气，补偿废气的稀释作用，同时保证发动机正常运转。 （3） =0.60.8 （浓）3 、小负荷、小负荷 小负荷工况

11、下，节气门开度在25%以内。随着进入气缸内的混合气数量增多，流速增加以及发动机温度的升高，汽油雾化和蒸发的条件变好，残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。因此，应该供给 =0.70.9的混合气。虽然相对怠速工况混合气较稀，但是仍为浓混合气，这是为了保证汽油机在小负荷工况下运行的稳定性。 =0.70.94、 中等负荷中等负荷 中等负荷工况下节气门的开度在25%85%之间。汽车发动机大部分时间在中等负荷下工作，因此应该供给 =1.051.15的经济混合气，保证发动机有较好的燃油经济性。且随着负荷的增加，节气门逐渐开大，混合气逐渐变稀。 值逐渐变大。 =1.051.155 、大负荷和全负荷、大负荷和全

12、负荷 发动机在大负荷和全负荷工况下，节气门接近或达到全开位置。此时发动机需要发出最大扭矩来克服较大的外界阻力。为此，应该供给 =0.850.95的功率混合气。 =0.850.956 、加速、加速 汽车在加速时，需要突然猛踩踏板，使节气门突然开大，期望迅速增加发动机功率。此时，由于节气门突然开大，空气流量及流速迅速增加，但是由于汽油密度比空气大的多，因此汽油的流动惯性要比空气大的多，使得汽油流量的增加比空气流量的增加要滞后一段时间。所以在节气门突然开大时的一瞬间，将会出现混合气瞬时变稀的现象。不但不能使发动机的功率增加和汽车加速，反而有可能造成发动机熄火。 因此，为了保证汽车具有良好的加速性能，

13、化油器必须额外添加供油量。必须设置特殊装置，在加速的瞬间能够快速供给一定数量的汽油，使变稀的混合气重新得到加浓（由经济混合气迅速变为功率混合气）。第四节第四节 车用化油器的基本结构车用化油器的基本结构一、现代化油器的基本结构一、现代化油器的基本结构现代化油器是根据理想化油器特性在简单化油器的基础上进行调整并设计的。现代化油器是根据理想化油器特性在简单化油器的基础上进行调整并设计的。它的功用是在发动机任何转速，任何负荷和任何大气状况下，向发动机供给一定数它的功用是在发动机任何转速，任何负荷和任何大气状况下，向发动机供给一定数量且成分符合发动机工况要求的可燃混合气。借助化油器的各个工作系统以及一些

14、量且成分符合发动机工况要求的可燃混合气。借助化油器的各个工作系统以及一些附加装置来实现这一功能。附加装置来实现这一功能。1、 浮子系统浮子系统 功用功用：存储机油并使浮子室内油面恒定。 组成组成：浮子、针阀、浮子室。顶部有平衡孔和通向汽油蒸发控制系统的孔。 原理原理：通过针阀的开启与关闭，实现浮子室油面的调节。 安装：安装：（1）浮子室的油面应该比主喷管口低58毫米，防止停车时汽油从主喷管自动溢出。 （2）浮子室应该安装在朝向汽车的行驶方向。目的是加速或上坡时，混合气有加浓趋势（提高功率）。减速或下坡时，混合气有变稀的趋势（提高燃油经济性）。没有浮子系统会出现什么现象？2 、怠速系统、怠速系统

15、 发动机在怠速时，转速很低，节气门接近关闭，流过化油器的空气量很少，流速很低，因此喉管处真空度很小，不足以将汽油从主喷管吸出，必须由专门的怠速系统来供油。功用功用：保证在怠速时供给极浓的混合气。组成组成：怠速油道、怠速量孔、怠速喷口、怠速空气道、怠速空气量孔、怠速过渡喷口、怠速调整螺钉和节气门最小开度限制螺钉。原理原理：（1) 怠速吸油原理：在怠速喷口真空度作用下，汽油经怠速量孔、怠速油道与从怠速空气量孔吸入的空气混合成泡沫状，由怠速喷口喷出。 （2）怠速过渡喷口作用：节气门开度稍大时，过渡喷口处的真空度增大，这时由过渡喷口和怠速喷口同时喷油，即可以增加混合气数量，又不会使混合气变稀。另一方面

16、，过渡喷口的作用显然是将怠速系统共有的时间延长，使其与主喷管供油相衔接，达到发动机从怠速工况顺利地过渡到小负荷工况的目的。 怠速反流怠速反流：从怠速空气量孔、怠速喷口和过渡孔进入的空气进入主喷管，破坏主供油系统工作。3 、主供油系统、主供油系统 应用范围：应用范围：在怠速以外的所有工况都起供油作用，而且其供油量随发动机负荷的增加或节气门开度的增加而增加。 功用功用：保证化油器所供给的混合气随节气门开度加大而逐渐变稀，并在中等负荷 下接近最经济成分，使其满足理想化油器特性。 组成组成：主喷管、主量孔、主空气量孔、油井等。 原理原理：通过空气量孔引入少量空气，适当降低吸油真空度，抑制汽油流量增长

17、率，使混合气的规律为由浓变稀。4、 加浓系统加浓系统作用：当发动机由中等负荷转入大负荷或全负荷工作时，通过加浓系统额外的作用：当发动机由中等负荷转入大负荷或全负荷工作时，通过加浓系统额外的供给部分燃油，使混合气由经济混合气加浓到功率混合气，保证发动机发出最供给部分燃油，使混合气由经济混合气加浓到功率混合气，保证发动机发出最大功率，满足理想化油器特性在大负荷段的加浓要求。大功率，满足理想化油器特性在大负荷段的加浓要求。（1）机械式）机械式 组成组成：加浓量孔、加浓阀、推杆、拉杆、摇臂等。 原理原理：节气门开到一定角度，推杆顶开加浓阀加浓。 加浓系统起作用的时刻只与节气门开度有关。（2）真空式）真

18、空式 组成组成：加浓气缸、加浓活塞、加浓杆、加浓阀等。 原理原理：通过活塞两端压力的变化，实现活塞的运动，从而关闭或推开加浓阀。 加浓系统起作用的时刻完全取决于节气门后真空度。思考：怠速时，需要供入浓混合气，为什么加浓系统却不工作？5、 加速系统加速系统 作用作用：在节气门突然开大时，及时将一定量燃油一次喷入喉管。 组成组成：拉杆、连动板、活塞、加速泵弹簧、进油阀、出油阀、加速量孔等。 原理原理：缓慢开启节气门时不起作用，只在突然开大节气门时起作用。6、 起动系统起动系统 作用作用：保证发动机的冷态起动。 组成组成：阻风门、自动阀。第五节第五节 典型化油器结构典型化油器结构一、化油器分类一、化

19、油器分类1、 按喉管处空气流动方向按喉管处空气流动方向 包括下吸式、上吸式和平吸式，其中下吸式应用最广。2、 按重叠喉管数按重叠喉管数 包括单喉管式和多喉管式，多喉管应用最多。3、 按工作腔按工作腔(节气门节气门)数目数目 包括单腔、双腔并动、双腔分动式等。多腔式是为解决高速多缸汽油机各缸进气不均不足的。二、化油器与汽油泵型号编制二、化油器与汽油泵型号编制 包括设计单位名称、产品特征、产品结构特征、产品顺序号、变型号五部分。三、典型化油器结构（三、典型化油器结构（CAH101）1、 结构结构 该化油器是下吸式、单腔双喉管结构。2 、浮子系统、浮子系统 浮子室盖设进油系，包括进油接头、进油滤网、

20、进油针阀、浮子、油面调整螺钉。 第六节第六节 汽油供给装置汽油供给装置 包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管等。一、汽油箱一、汽油箱 用以储存汽油，容量因车型而不同。通常一箱汽油可以满足300700公里的续驶里程. 为防止油箱内气压变化破坏油箱，汽油箱必须使用带空气阀和蒸汽阀的油箱盖。二、汽油滤清器二、汽油滤清器 用以除去水分和杂质。三、汽油泵三、汽油泵 将汽油从油箱吸出，经管路及汽油滤清器，泵入化油器浮子室。目前广泛采用机械驱动膜片式结构。四、汽油蒸发控制系统四、汽油蒸发控制系统 储存从汽油箱和化油器中蒸发出的汽油蒸汽，并在发动机工作时送入气缸烧掉。第七节第七节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射

21、系统一一 定义及分类定义及分类1 定义定义 采用电子技术控制汽油喷射,在恒定的压力下,利用喷油器根据不同的发动机工况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.2 优点优点 与化油器相比与化油器相比,电控喷射系统具有以下优点电控喷射系统具有以下优点:(1) 能根据发动机的工况变化供给最佳过量空气系数或空燃比的可燃混合气.(2)供入各气缸的混合气,其过量空气系数或空燃比相同,数量相等;(3)由于进气管道中没有狭窄的喉管,因此进气（纯空气）阻力小,充气性能好,充气效率高.3 分类分类(1)按汽油喷射系统的控制方法按汽油喷射系统的控制方法可以分为机械控制式,电子控制式及机电混合控制

22、式3种.(2)按喷射部位按喷射部位可以分为缸内喷射和缸外喷射.缸内喷射是通过安装在汽缸盖上的喷油器,将汽油直接喷射到气缸内.需要较高的喷射压力,约为35MPa.目前极少应用.缸外喷射是将喷油器安装在进气管或进气岐管上,以0.20.35MPa的压力将汽油喷射入进气管或进气道内.前者称为进气管喷射,后者称进气道喷射.A 进气管喷射系统 进气管喷射系统的喷油器安装在节气门体上,节气门体安装在进气歧管的上部,相当于化油器的安装位置.因此,又称为节气门体喷射(TBI=Throttle Body Injection),又称为单点喷射(Single point injection, single posit

23、ion injection).B 进气道喷射系统 在每一个气缸设置一个喷油器,各个喷油器分别向各缸进气道喷油.因此又称为多点喷射(MPI=Multi point injection)(3) 按喷射的连续性按喷射的连续性 可以分为连续喷射式和间歇喷射式.A 连续喷射式 是指发动机工作期间,喷油器连续不断地向进气道内喷射汽油,且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的.B 间歇喷射式 是指发动机工作期间,喷油器将汽油分段间隔地喷入进气道内.电控汽油喷射都是采用间歇喷射式.* 二 电控汽油喷射系统(EFI=Electronic Fuel Injection)基本原理 电控汽油喷射系统是以中央控制单元(ECU

24、=Electronic Control Unit)为控制中心,并利用安装在发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数,再按电脑中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量,使发动机在各种工况下都能获得最佳过量空气系数或者空燃比的可燃混合气.三 电控汽油喷射系统主要组件的构造和工作原理 电控汽油 喷射系统种类繁多。它们的控制方式,范围和控制程序不完全相同。但是基本上都是由燃油供给系统，进气系统和控制系统三部分组成。1 燃油供给系统（电控汽油喷射系统中的）主要组件的构造 由汽油箱，电动汽油泵，汽油滤清器，燃油分配管，油压调节器，喷油器，冷启动喷嘴和输油管组成。其中汽油箱，电动汽油泵，汽油滤清器与化油

25、器式发动机一样。（1）燃油分配管 作用是将汽油均匀，等压地输送到各缸喷油器。 思考：进气管喷射系统有燃油分配管吗？（2）喷油器 作用是按照电控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷入进气道或进气管内，并与其中的空气混合形成可燃混合气。 相当于一个电磁阀。（3）油压调节器 作用是使燃油供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定。 喷油器的喷油量由喷油持续时间和喷油压力决定。在相同喷油持续时间内，喷油压力越大，喷油量越大。只有保证喷油压力不变，才能使喷油量在各种工况下都只受喷油持续时间的影响。这样就可以通过电脉冲宽度来控制喷油持续时间，从而达到调节喷油量的目的。（4）冷起动喷嘴及热时间开关 作用

26、是当发动机低温起动时，向进气管喷入一定数量附加的汽油，以加浓混合气。 冷启动喷嘴也是一个电磁阀。冷起动喷嘴的开启和持续喷油的时间取决于发动机的温度，并由热时间开关控制。 2 空气系统主要组件的构造与工作原理 包括了空气流量计，补充空气阀，怠速控制阀，节气门和空气滤清器。（1）空气滤清器 空气滤清器装在化油器或进气管的前方,起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用,保证气缸中进入足量、清洁的空气。 在汽车的实际使用中，空气滤清器却对汽车（特别是发动机）的使用寿命有极大的影响。一方面，如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有尘埃、颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重；另一方面，如果在使用过程中，长

27、时间不给维护保养，空气滤清器的滤芯就会粘满空气中的灰尘，这不但使过滤能力下降，而且还会妨碍空气的流通，导致混合气过浓而使发动机工作不正常。 （2）空气流量计 作用是测量进入发动机的空气流量，并将测量的结果转换为电信号传输给电控单元。（3）进气管压力传感器 作用是测量节气门后进气管内的压力，以此作为电控单元计算喷油量的主要参数。 发动机工作时，节气门开大，进气量增多，进气管压力增加。因此，进气管压力的大小反映了进气量的多少。所以可以以此作为计算喷油量的主要参数。3 控制系统主要组件构造与工作原理 电控汽油喷射系统中的控制系统由电控单元，各种传感器，执行器以及连接它们的电路所组成。（1）传感器 前

28、面提了进气压力传感器，进气流量传感器（空气流量计），还有以下传感器：A 发动机温度传感器 发动机的温度是通过冷却系中循环冷却液的温度来衡量并表征的，发动机温度越高，冷却液温度就越高，反之益然。 温度传感器安装在发动机机体或者汽缸盖上，与冷却液直接接触，检测冷却液的温度，并将结果传给电控单元以便修正喷油量。B 进气温度传感器 通常安装在空气流量计上，用来测量进气温度，并将温度变化的信息传输给电控单元作为修正喷油量的依据之一。C 节气门位置传感器 安装在节气门轴上，与节气门连动。将节气门位置或者开度转换为电信号传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据。D 曲轴位置传感器 安装在分电器内

29、，用来检测发动机转速，曲轴转角以及控制点火和控制上止点信号。E 氧传感器 安装在排气管内，测量排气中氧的浓度，并将其转换为电压信号输入电控单元。（2）电控单元 是电子控制单元（ECU）的简称。 作用是根据内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算，处理，判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。第八节第八节 汽油汽油-CNG两用燃料供给系统两用燃料供给系统 在原汽油机上改装加烧CNG后，在原汽油机的基础上加装CNG的供给系统。这一套系统必须达到以下要求：（1）能在发动机各种工况下提供合理浓度的混合气；（2）使天然气与空气混合均匀；（3）低温起动可靠，怠速运行稳定；（4）调节方便。 一 车用CNG燃料供给系组成 车用CNG燃料供给系统包括储气系统、燃气供给系统和燃料转换系统。其中储气系统包括充气装置、储气瓶、气压显示装置和手动截止阀等。燃气供给系统包括天然气过滤器、减压调节器、混合器和循环水软管，电子控制方式的还会有步进电机等控制元件。燃料转换系统包括燃料转换开关、天然气截止阀和汽油截止阀等。1 减压调节器 减压调节器是天然气供给系统中的关键部件之一。为提高CNGV的一次充气的行驶里