汽车构造汽油机燃油系统课件

1、汽车构造第四章 汽油机的燃料供给系统 作用：根据发动机运转工况的需要，向发动机供给一定数量的、清洁的、雾化良好的汽油，以便与一定数量的空气混合形成可燃混合气。同时，燃油系统还需要储存相当数量的汽油，以保证汽车有相当远的续驶里程。燃料供给方式化油器方式汽油喷射方式4.1.1 汽油机燃油供给系统的作用4.1 概述1、物理特性： 粘度小、流动性好、自润性差。2、使用性能指标： 蒸发性：能被蒸发的性能。 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。 抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。 （辛烷值越高，抗爆性越强）3、牌号： 牌号越高，抗爆性越强。4.1.2 汽油的主要性能指标1.可燃混合气成分的表示方法

2、 将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为空燃比，用符号 表示。（多为欧美国家采用） 空燃比的倒数称为燃空比，用符号表示。（日本等国家常用）（1）空燃比（2）燃空比（3）过量空气系数 =理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量燃烧1kg燃料实际供给的空气量 = 1 为标准混合气 1 为浓混合气 1 为稀混合气4.1.3 发动机运转工况对可燃混合气成分的要求2.发动机运转工况对可燃混合气成分的要求冷起动 极浓混合气。怠速和小负荷中等负荷 随节气门的开大，混合气由浓变稀。 加速 额外供油。大负荷 功率混合气。 少而浓的混合气。怠速： 发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混

3、合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。 混合气成分对发动机性能的影响混合气浓度发动机性能 =1（理论混合气）实际上，汽油不能完全燃烧 1汽油完全燃烧 =1.051.15油耗最低 1.15混合气可以完全燃烧，但燃烧速度慢，功率下降 1.3-1.4（火焰传播下限）火焰无法传播 =0.85-0.95燃烧速度快，热损失小，功率最大；但不完全燃烧，油耗大；冒黑烟；排气放炮 =0.43-0.85过浓，功率下降 0.4空气量极少，无法燃烧功率最大功率混合气（浓）油耗最低经济混合气（稀）实际工况对可燃混合气成分的要求工况：发动机的转速和负荷。分为：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷工况节气门开度混

4、合气气缸内性能怠速接近于关闭0.6-0.8废气含量大小负荷逐渐开启0.7-0.9废气作用减弱中等负荷（常用状态）足够的开度0.9-1.1追求经济性大负荷和全负荷最大开度0.85-0.95要求供给最大功率发动机运转过程中的过渡工况冷起动：发动机起动时，转速极低，空气流速极慢，气缸内温度低，汽油附着在进气管内壁上，为保证顺利起动，需供给极浓混合气。（ =0.2-0.6）暖机：起动后，发动机温度逐渐上升，直至发动机能进行稳定怠速运转为止。 随温度上升而逐渐增大。加速：即节气门突然加大，负荷突然迅速增加的过程。节气门突然开大时，空气量增加大于汽油量增加，短时间内混合气变得很稀，需要额外添加供油量，以保

5、证混合气足够浓。4.1.4 汽油机燃料供给系统的组成 电控汽油喷射系统由汽油供给系统、空气供给系统、检测发动机运转状态的各种传感器以及电子控制系统组成。 电控汽油喷射系统1-喷油器；2-汽油滤清器；3-汽油泵；4-油箱；5-空气滤清器；6-空气流量计；7-节气门体；8-压力调节器；9-ECU1汽油供给系统汽油供给系统1-脉动阻尼器；2-汽油滤清器；3-汽油泵；4-汽油压力调节器；5-冷起动喷油器；6-点火开关；7-喷油器；8-ECU2空气供给系统L型EFI空气供给系统构成1-空气滤清器；2-空气流量计；3-进气管；4-PCV管；5-节气门怠速开度控制传感器；6-进气总管；7-进气歧管；8-怠速

6、阀D型EFI空气供给系统构成1-空气滤清器；2-稳压箱；3-节气门体；4-进气控制阀；5-进气室；6-真空罐；7-电磁真空阀；8-真空驱动器；9-怠速控制阀3电子控制系统4.1.5 电控燃油喷射系统的类型一、汽油喷射的基本概念 汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。 气门喷油器输油管进气支管汽油喷射优点1.提高了发动机的充气效率；2.可采用较高的压缩比；3.可使发动机燃用稀薄的可燃混合气；4.冷起动性和加速性能较好；5.使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态；6.使各缸可燃混合气分配更加均匀；7.可节省燃油并减少废气中的有害成分1

7、.按汽油喷射系统的控制方法分： 机械控制式 电子控制式 机电混合控制式 2.按喷射部位不同分：缸内喷射缸外喷射 进气管喷射（节气门体喷射 单点喷射）进气道喷射（多点喷射） 二、电控燃油喷射系统的类型每一个气缸有一个喷油器。（1）多点喷射SPI（2）单点喷射SPI几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。调压器喷油器节气门体位置传感器节气门（2）闭环控制传感器电子控制单元执行器发动机开环控制氧传感器闭环控制3.按控制方式来分（1）开环控制4.按进气量检测方法来分L型燃油喷射系统 D型燃油喷射系统5.按多点喷射的喷油间隔来分（1）同时喷射（2）分组喷射（3）顺序喷射4.2 电控汽油喷射系统主要

8、部件的结构和工作原理4.2.1 燃油供给系统功用：向气缸内供给燃烧时所需一定量的燃油. 组成： 汽油泵回油管汽油滤清器油压调节器输油管路喷油器油箱1.电动汽油泵滚柱式电动汽油泵作用：供给各喷油器及冷起动喷油器 所需要的燃油。电枢限压阀滤清器叶片出油口进油口壳体单向阀永久磁铁电刷2. 油压调节器作用：调节喷油器的燃油压力， 使燃油压力与进气管压力之差保持常数。燃油压力调节器l-进气歧管真空接头；2-回位弹簧；3-阀门和阀座；4-下壳体；5-垫片；6-回油管；7-进油管；8-滤清器；9-膜片；10-上壳体 作用：在恒定压力下定时、定量地喷油并使之雾化。 3.喷油器轴针式喷油器构造1-滤网；2-插接

9、器；3-电磁线圈；4-回位弹簧；5-衔铁； 6-针阀；7-针轴；8-密封圈 作用：减小燃油管路中油压的脉动和脉动噪声，并能在发动机停机后保持油路中有一定的压力，以利于发动机重新起动。 4.油压脉动缓冲器膜片弹簧5.汽油箱功用：贮存汽油。加油延伸管滤网油面指示表传感器浮子出油开关汽油滤清器加油管汽油箱支架汽油箱盖放油螺栓快速排气管接口供油管接口回油管接口油面传感器插座集滤器浮子汽油箱盖作用：密封汽油箱。结构：空气阀蒸汽阀6.汽油滤清器功用：除去汽油中的水分和杂质，使汽油能达到发动机工作的需要。类别：可拆式、不可拆式结构：7.燃油分配管（也被称作“共轨”） 作用：将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器

10、。4.2.2 空气系统主要组件的构造与工作原理 功用：为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。组成：节气门空气滤清器空气流量计怠速控制阀电子控制单元补充空气阀一、空气流量计功用：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。 1.翼片式空气流量计（1）主要件功能缓冲片：缓冲室内空气对缓冲片的阻尼作用，使翼片转动平稳旁通空气调节螺钉：调节怠速时旁通空气量的大小，从而调节怠速混合气的成分电位计：将翼片转动的角度转换为电信号翼片全关时，没有进气量，产生电压信号最弱翼片打开时，进气量由小变大，产生电压信号由弱变强翼片全开时，进气量最大，产生电压信号最强2.热线

11、式空气流量计 原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，使铂丝温度 和吸入空气温度差保持一定。铂丝成为惠斯顿电桥 中的一个臂。3.热膜式空气流量计 4.卡门涡流式空气流量计 在气流中央放置一个锥体状涡流发生器。当空气流过时，在涡流发生器下游将产生有规律交错的旋涡，当流经空气通道的空气流速变化时，将影响卡门涡流旋涡的频率。 漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化，超声波接受器接受该超声波转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。 二、进气管压力传感器 半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器1-真空室；2-硅膜片；3-混合集成电路；4-壳体；5-线束插头三、节气门体与节气门位置传感器节气门体的

12、外观及结构原理图1-节气门；2-节气门电位计；3-应急运行弹簧；4-节气门定位器（怠速电机）；5-节气门电位片；6-怠速开关；7-节气门体加热管进出口；8-节气门体加热管进出口；9-节气门拉索轮四、怠速空气阀怠速旁通道和蜡式怠速空气阀1-节气门；2-怠速调整螺钉；3-阀芯；4-冷却液出口；5-冷却液进口；6-蜡盒；7-进气气流五、怠速控制阀1.旋转滑阀式怠速控制阀旋转滑阀式怠速控制阀1-接线插头；2-外壳；3-永久磁铁；4-电枢；5-空气通道；6-转速调节滑阀2.步进电动机式怠速控制阀步进电动机式怠速控制阀1-轴承；2-进给丝杆；3-定子线圈；4-阀轴；5-阀座；6-阀芯；7-旁通气道；8-转

13、子3.电磁式怠速控制阀电磁式怠速控制阀1、5-弹簧；2-线圈；3-阀杆；4-控制阀4.2.3 电子控制系统主要部件的结构与工作原理组成：电子单元工作过程从传感器来的信号，首先进入输入回路，对具体信号进行处理。如是数字信号，根据CPU的安排，经I/O接口直接进入微机；如是模拟信号，还要经过A/D转换，转换成数字信号后，才能经I/O接口进入微机。大多数信息，暂时存储在RAM内，根据指令再从RAM送至CPU。下一步是将存储在ROM中的参考数据引入CPU，使输入传感器的信息与之进行比较。CPU对这些数据比较运算后，作出决定并发出输出指令信号，经I/O接口，必要的信号还经D/A转换器转变成模拟信号，最后

14、经输出回路去控制执行器动作。发动机控制单元：接受来自各个传感器传来的信号，并完成对这些信息的处理和发出指令控制执行器的动作。各种传感器：把各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数（非电量参数）转变为电信号（电压或电流）提供给电控单元，使电控单元正确地控制发动机运转或汽车运行。 执行器件 ：用来完成电控单元发出的各种指令，是电控单元指令的执行者。1.电控单元（ECU） ECUCPU：中央处理器ROM：只读存储器PRAM：可编程的只读存储器RAM：运行数据存储器I/O：输入/输出接口功用：根据其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

15、的电脉冲信号以控制喷油量。 1)冷却液温度传感器 安装在发动机机体或气缸盖上，与冷却液接触，用来检测发动机循环冷却液的温度，并将检测结果传输给电控单元以便修正喷油量。 2.传感器 2)进气温度传感器 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。 3)节气门位置传感器 节气门位置传感器安装在节气门轴上，与节气门联动。功用：将节气门的位置或开度转换成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。 4)曲轴位置传感器 曲轴位置传感器通常安装在分电器内，用来检测发动机转速、曲轴转角以及作为控制点火和喷射信号源的第一缸和各缸压缩行程上止点

16、信号。 光电式 光电式曲轴位置传感器1-分火头；2-防尘罩；3-转盘；4-分电器底板；5-光敏三极管；6-发光二极管磁电式 霍尔效应式传感器永久磁铁霍尔元件触发轮 当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场被叶片旁路，不产生霍尔电压；当缺口部分进入磁铁与霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，传感器输出电压信号。5）氧传感器 在采用三元催化转换器的发动机上，氧传感器安装在排气管内，检测排气中氧的含量。二氧化锆氧传感器1-气孔；2-锆管；3-排气管；4-铂电极；5-弹簧 ；6-铂电极座；7-导线电控汽油喷射系统实例（一）上海桑塔纳2000轿车发动机电子控制汽油喷射系统 油箱汽油泵滤清器压力

17、调节器电控单元冷起动阀节气门开关怠速调整螺钉节气门空气流量传感器辅助空气阀油压调节器喷油器燃油分配器空气温度传感器氧传感器曲轴转角传感器转速传感器(二) 桑塔纳2000GSi型轿车的电控汽油喷射系 （三）上海-通用别克轿车电子控制汽油喷射系统 （四）本田雅阁2.4i-VTEC型轿车的电控汽油喷射系统 4.3 汽油机涡轮增压 1.涡轮增压器工作原理 涡轮增压器工作原理l-进气旁通阀；2-节气门；3-进气管；4-空气滤清器；5-空气流量计；6-压气机；7-涡轮机；8-催化转换器；9-排气旁通阀；10-排气旁通阀控制装置；11-排气管2. 涡轮增压器 汽车用涡轮增压器结构1-压气机蜗壳；2-无叶式扩

18、压管；3-压气机叶轮；4-密封套；5-增压器轴；6-进气道；7-推力轴承；8-挡油板；9-浮动轴承；10-涡轮机叶轮；11-出气道；12-隔热板；13-涡轮机蜗壳；14-中间体（1）离心式压气机离心式压气机示意1-压气机叶片；2-叶轮；3-叶片式扩压管；4-压气机涡壳（2）径流式涡轮机径流式涡轮机示意图1-叶轮；2-叶片；3-叶片式喷管；4-涡壳3. 增压压力的调节排气旁通阀及其控制装置的安装位置1-控制膜盒；2-连动杆；3-排气旁通阀；4-排气管；5-涡轮机叶轮；6-涡轮机涡壳；7-增压器轴；8-中间体；9-压气机涡壳；10-压气机叶轮；11-连通管4.涡轮增压器的润滑及冷却 涡轮增压器的润

19、滑油路及冷却水套1-机油进口；2-机油出口；3-冷却液进口；4-冷却水套；5-冷却液出口作用：在发动机工作循环时，不断地将新鲜空气或可燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大气中，保证发动机连续运转。空气滤清器进气管配气机构配气机构排气管消声器4.4 进、排气系统4.4.1 进、排气系统一、空气滤清器1.功用：滤除空气中的杂质和灰尘，让洁净的空气进入汽缸。（1）油浴式空气滤清器 储油池（2）纸滤芯空气滤清器 1-滤芯 2-滤清器外壳 3-滤清器盖 4-金属网 5-打褶滤纸 6-滤芯上盖 7-滤芯下盖通化油器空气入口纸滤芯外 壳滤清器盖桑塔纳发动机的空气滤清器空气滤清器实物捷达王发动机空气滤清

20、器二、进气歧管进气管1-接喷油器口；2-空气入口；3-空气分配管；4-共振式进气歧管；5-内燃机带谐振腔的进气歧管 1-进气导流管；2-副谐振室；3-空气滤清器； 4-空气流量计；5-主谐振室；6-进气歧管三、排气管单排气系统的组成1-排气歧管；2-前排气管；3-催化转换器；4-排气温度传感器；5-副消声器；6-后排气管；7-主消声器；8-排气尾管 V形发动机排气系统示意图1-发动机；2-排气歧管；3-叉形管；4-催化转换器；5-排气管；6-消声器；7-排气尾管；8-连通管进气入口外隔板外壳内壳内隔板排气出口1.功用：减少噪声和消除废气中的火焰及火星。2.原理： 1) 多次地变动气流方向； 2

21、) 重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3) 将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动； 4) 将气流冷却。4.4.2 排气消声器排气管4.4.3 启动预热装置1启动预热装置的作用和类型 作用：为保证低温条件下迅速可靠地启动发动机，在多数柴油机和少数汽油机上设有低温启动预热装置，以提高进入汽缸的空气（或可燃混合气）的温度。 类型：进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种2启动预热装置的结构（1）电热塞 电热塞 1-发热钢套；2-电热丝；3-填充剂； 4、6-密封圈；5-外壳；7-绝缘瓷管； 8-胶合剂；9-中心导电杆；10-锁紧螺母； 11-接线螺母；12-平垫圈；13-弹簧垫圈电热塞控

22、制电路电热塞控制电路（2）电磁式火焰预热器1-电热丝；2-稳焰罩；3-支撑杆；4-油孔；5-弹簧；6-预热器外壳；7-阀门；8-阀杆；9-燃油箱；10-加油孔螺塞；11-铁心；12-线圈；13-动铁；14-盖；15-接线柱；16-接触头 （3）进气加热器进气加热器 1-密封圈；2-隔热垫；3-加热器 电热丝网加热器 1-进气歧管；2-电热丝网4.5 发动机排放控制4.5.1 三元催化转化器1作用 三元催化转化器（TWC）通常也被称为触媒。其作用是将发动机运转工作过程所产生的燃烧废气中所含的有害气体排放物，主要指废气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物，转化成对人类社会环境无害的排放物，如二氧化碳、水蒸气和氮气。2结构和基本工作原理三元催化转化器结构1-壳体；2-排气；3-隔热密封垫；4-陶瓷载体和催化剂4.5.2 废气再循环1作用 废气再循环简称为EGR（Exhaust Gas Recirculation）系统，是目前用于降低NOx排放的一种有效措施。它是将一部分排气引入进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧，从而实现再