陈家瑞《汽车构造》第四章汽油机供给系统

第四章汽油机供给系统第一节汽油机供给系统的组成和燃料第二节可燃混和气成分和汽油机性能的关系第三节汽油供给装置第四节进排气系统及排气净化装置

第五节汽油直接喷射系统当前1页，总共98页。第一节汽油机供给系统

的组成和燃料一、

汽油机供给系统的功用

根据发动机不同工况的要求，供给不同数量和浓度的可燃混合气进入气缸；燃烧后的废气经净化处理后排入大气。燃料供给方式化油器方式汽油直接喷射方式当前2页，总共98页。二、化油器式汽油机燃料供给系的组成①燃油供给装置：汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管②空气供给装置：空气滤清器③可燃混合气形成装置：化油器④可燃混和气供给和废气排出装置：进气管、排气管、排气消音器，三元催化转换器

当前3页，总共98页。当前4页，总共98页。

油箱汽油滤清器汽油泵化油器(混合)空气滤清器排气管排气消声器在气缸内燃绕供给路线图当前5页，总共98页。油箱油管汽油泵汽油滤清器化油器空气滤清器桑塔纳轿车汽油供给系统示意图当前6页，总共98页。石油制品是以多种碳氢化合物的混合物形式出现的，分子式CnHm（烃）。根据烃分子中碳原子数不同，可以构成不同分子量不同沸点的物质。炼制汽油和柴油最简单的方法是利用沸点不同直接分馏，依次得到天然气汽油煤油轻、重柴油渣油。

三、汽油的性质当前7页，总共98页。烃分子中碳原子数目的影响C原子数沸点（°c）品种分子量理化性质的变化趋势C1—C4C5—C11C11—C19C16—C23C23以上常温50~200180~300250~360360以上石油气汽油煤油轻重柴油渣油16~5895~120100~180180~200220~280

质易粘化易易量挥度学自点发稳燃燃定性当前8页，总共98页。汽油的主要性能指标：1、蒸发性：汽油容易蒸发的程度。2、热值：1㎏燃料完全燃烧后所产生的热量。3、抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时，避免产生爆燃的能力。（抗自燃的能力）

汽油抗爆性的好坏一般用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。

当前9页，总共98页。

辛烷值可以用对比试验方法确定：在可变压缩比的单缸试验发动机上进行，找一种被测汽油作为燃料，使发动机运转，试验中逐步提高压缩比，直到产生标准强度的爆震燃烧为止。然后在该压缩比下，换用标准燃料作对比试验。直到用标准燃料也产生和原来一样的标准强度的爆震燃烧为止。标准燃料是异辛烷和正庚烷的混合燃料，异辛烷抗爆燃能力很强，规定辛烷值100（平和温顺）；正庚烷抗爆燃能力很弱，规定辛烷值为0（暴躁）。这时测标准燃料的异辛烷的百分数，即为被测汽油的辛烷值。比如异辛烷80%，该被测汽油的辛烷值是80。

汽油的号数就是辛烷值数。如代号是RQ–85的汽油，其辛烷值不小于85。号数越高，抗爆性越好。

当前10页，总共98页。第二节简单化油器及可燃混合气的形成一、可燃混合气成分的表示方法可燃混合气中，空气与燃料的质量比。

用符号R表示。（多为欧美国家采用）

空燃比的倒数称为燃空比，用符号λ表示。（日本等国家常用）1、空燃比燃空比当前11页，总共98页。2、过量空气系数Φa

=完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量燃烧1kg燃料实际供给的空气质量理论上，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。空燃比=14.7Φa=1标准理论混和气空燃比＜14.7Φa

＜1浓混和气空燃比＞14.7Φa

＞1稀混合气当前12页，总共98页。汽车构造

第十四讲主讲教师：冯原学时：４８当前13页，总共98页。基本结构针阀浮子室浮子喉管喷管节气门进气歧管进气预热装置量孔二、简单化油器的结构及其工作过程当前14页，总共98页。喉管：产生真空度，吸出喷管中的燃油。主喷嘴：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。针阀：控制汽油进入化油器浮子室的开关。量孔：控制汽油精确的出油量。转速一定时，节气门开度越大，喉部真空度越大，油量越多，功率越大。节气门开度一定时，转速越高，功率也越大。当前15页，总共98页。可燃混合气的形成的工作过程当前16页，总共98页。发动机转速不变时，随节气门开度的增加，则进气管中的阻力减小喉部的真空度增大喉部的空气流速增加，空气流量增大吸入的燃油量增加，功率增加节气门开度一定时，随着转速增加，则气缸内的真空度越大进气管中的阻力减小喉部的真空度增大喉部的空气流速增加吸入的燃油量增加，功率增加当前17页，总共98页。三、简单化油器特性简单化油器特性曲线混合气浓度随喉管处的真空度增大而升高混合气浓度趋于稳定Φa

当前18页，总共98页。四、可燃混合气成分与发动机性能的关系1、可燃混合气成分对发动机性能的影响：当前19页，总共98页。可燃混合气成分对发动机性能的影响曲线图1——燃油消耗率2——功率

Φa=0.88——功率混合气

Φa=1.11——经济混合气

Φa=0.4——火焰传播上限

Φa

=1.4——火焰传播下限Φa当前20页，总共98页。从以上分析可知，发动机正常工作时，所用的可燃混合气Φa值，应该在获得最大功率和获得最低燃油消耗率之间，在节气门全开时，Φa值的最佳范围为0.85～1.15范围内，一般在节气门全开条件下，Φa=0.85～0.95时，发动机可得到较大的功率，当Φa=1.05～1.15时，发动机可得到较好的燃料经济性，所以当Φa在0.85～1.15范围内，动力性和经济性都比较好，即Pe较大，ge较小。当前21页，总共98页。①、小负荷工况-要求供给较浓混合气Φa

=0.7～0.9②、中负荷工况-要求经济性为主，混合气成分Φa

=0.9～1.1，由浓变稀③大负荷、全负荷工况-要求发出最大功率Pemax，Φa

=0.85～0.95④、起动工况-要求供给极浓的混合气Φa

=0.2～0.6⑤、怠速工况：发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。要求提供较浓的混合气Φa

=0.6～0.8。⑥、加速工况：要求混合气量要突增，并保证浓度不下降。

2、发动机各工况对可燃混合气成分的要求当前22页，总共98页。结论：通过上述分析，可以看出

①发动机的运转情况是复杂的，各种运转情况对可燃混合气的成分要求不同。②起动、怠速、全负荷、加速运转时，要求供给浓混合气Φa

<1。③中负荷运转时，随着节气门开度由小变大，要求供给由浓逐渐变稀的混合气Φa

=0.9～1.1

汽车正常行驶时，在大负荷、中负荷工况下，随着负荷的增加，应供给由浓逐渐变稀的混合气Φa

↑，当进入大负荷范围内，混合气又由稀变浓，保证发动机发出最大功率。当前23页，总共98页。

在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。3、理想化油器特性当前24页，总共98页。第三节汽油供给装置

功用：储存、滤清、输送汽油。组成：汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管。汽油泵汽油滤清器油管汽油箱当前25页，总共98页。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当前26页，总共98页。二、汽油滤清器

功用：除去汽油中的杂质和水分。滤芯沉淀杯进油口出油口当前27页，总共98页。中央多孔筒多孔滤纸外筒折叠纸滤芯当前28页，总共98页。汽车构造

第十五讲主讲教师：冯原学时：４８当前29页，总共98页。

⑴机械式汽油泵回位弹簧摇臂进油口出油口膜片出油单向阀进油单向阀当前30页，总共98页。当前31页，总共98页。当前32页，总共98页。1—限压阀2—滚子泵3—电动机4—出油单向阀5—转子6—滚子7—泵体A—进油口B—出油口图：滚柱泵结构及工作原理（转子5偏心地装在泵体7中）⑵电动式汽油泵

当前33页，总共98页。当前34页，总共98页。第四节进排气系统及排气净化装置

当前35页，总共98页。一、进气系统空气滤清器进气总管进气岐管以化油器式为例当前36页，总共98页。1、空气滤清器功用：把空气中的尘土分离出来，保证供给气缸足够量的清洁空气

当前37页，总共98页。通化油器空气入口纸滤芯外壳滤清器盖当前38页，总共98页。当前39页，总共98页。当前40页，总共98页。当前41页，总共98页。当前42页，总共98页。出水口进水口进气歧管排气歧管进气排气2、进气歧管化油器式或节气门体汽油喷射式发动机

当前43页，总共98页。当前44页，总共98页。进气歧管加热

当前45页，总共98页。谐振进气系统

当前46页，总共98页。可变进气歧管当前47页，总共98页。二、排气系统当前48页，总共98页。1、单排气系统及双排气系统

当前49页，总共98页。2、排气歧管

当前50页，总共98页。进气入口外隔板外壳内壳内隔板排气出口当前51页，总共98页。三、排气净化装置1、发动机的有害排放物

汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOｘ)和微粒。2、催化转换器

三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间,氧传感器之后.三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计.在蜂窝管道壁上有铂,铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒.三元催化器的最佳工作温度为:375-800C;短时耐受温度为900C.当前52页，总共98页。三元催化器当前53页，总共98页。3、柴油机微粒过滤器4、排气再循环(EGR)系统功用：净化排气中的NOx。当前54页，总共98页。汽车构造

第十六讲主讲教师：冯原学时：４８当前55页，总共98页。第五节汽油直接喷射系统基本概念: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。当前56页，总共98页。汽油直接喷射的优点:

1、提高了充气系数，发动机功率增加；2、燃油消耗率降低，经济性提高；3、混合气分配均匀性好；4、排气污染程度降低；5、发动机冷起动性能改善；6、加速性能得到改善。当前57页，总共98页。一、汽油直接喷射系统的分类1、按照喷射位置分（1）缸内喷射：通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内。

当前58页，总共98页。（2）缸外喷射①多点喷射（MPI）：每一个气缸有一个喷油器。气门喷油器输油管进气支管当前59页，总共98页。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当前60页，总共98页。当前61页，总共98页。2、按照喷射控制装置的形式分机械式（K型）机—电式：（K—E型）电控式3、按照喷射方式分连续喷射：燃料喷射时间占有整个循环的时间。

间歇式喷射：每一缸的喷射都有一限定的喷射持续时间，用喷射连续时间来控制喷油量。

当前62页，总共98页。

①同时喷射：所有喷油器并联，同时喷油。两次喷完一个循环的供油量。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605407200喷油喷油间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射、分组喷射和按序喷射等三种形式。

当前63页，总共98页。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油②分组喷射

当前64页，总共98页。进气压缩作功排气排气进气压缩作功作功排气进气压缩压缩作功排气进气13421803605400喷油喷油③顺序喷射

当前65页，总共98页。5、按照控制系统有无反馈分

⑴开环系统：无氧传感器，不带反馈控制装置⑵闭环系统：带反馈控制装置，包括氧传感器、三元催化装置。

传感器电子控制单元执行器发动机氧传感器闭环控制开环控制4、按照空气流量测量方法分空气流量型（L,LH）进气压力感应型（D型）当前66页，总共98页。二、电控汽油喷射系统的基本类型1、波许D型(D叶特朗尼克)汽油喷射系统

当前67页，总共98页。2、波许L型(L-叶特朗尼克)汽油喷射系统当前68页，总共98页。3、波许LH型(LH-叶特朗尼克)汽油喷射系统当前69页，总共98页。4、波许M型(莫特朗尼克)汽油喷射系统

当前70页，总共98页。5、节气门体汽油喷射系统当前71页，总共98页。汽油泵回油管汽油滤清器油压调节器输油管路喷油器油轨三、电控汽油喷射系统主要组件的构造和工作原理（一）燃油供给系统主要组件的构造与工作原理当前72页，总共98页。1、电动汽油泵（略）2、燃油分配管

当前73页，总共98页。电插头滤网衔铁针阀

在恒定压力下定时、定量地喷油并使之雾化。

电磁线圈弹簧当前74页，总共98页。4、燃油压力调节器进油口回油口阀门支承膜片弹簧接进气支管作用：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。

弹簧室内的通气管与发动机节气门后的进气支管相连，这样燃油系统的压力取决于进气管内的绝对压力。在节气门不同位置时，通过喷油器的压降也将是相同的。当前75页，总共98页。节气门体空气滤清器空气流量计怠速控制阀电子控制单元空气阀（二）空气供给系统主要组件的构造与工作原理

当前76页，总共98页。1、空气流量传感器作用：将空气流量转换成电信号送给电控单元，该信号作为决定喷油量的基本信号之一。①叶片式空气流量计补偿挡板缓冲室弹簧测量板温度传感器旁通气道封口调节螺钉电位计测量板打开的角度随进气量大小而变化，空气翼片转轴与电位计同轴，旋转角度直接转换至电位计，翼片转角不同将产生不同的电阻值。当前77页，总共98页。汽车构造

第十七讲主讲教师：冯原学时：４８当前78页，总共98页。②热线式空气流量计原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，气流流速越快，温度下降越多。铂丝成为惠斯顿电桥中的一个臂，铂丝温度的变化转变成电流的变化，传递到ECU。A：集成电路；RH：热线电阻RK：温度补偿电阻RA：精密电阻RB：电桥电阻热线当前79页，总共98页。控制电路热膜温度传感器防护网③热膜式空气流量计

当前80页，总共98页。④卡门涡流式空气流量传感器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。节气门取样管整流器涡流发生体超声波发射器空气流当前81页，总共98页。2、进气管压力传感器作用：利用进气管压力传感器测量节气门后进气管内的绝对压力，并以此作为电控单元计算喷油量的主要参数。

①膜盒式进气管压力传感器

当前82页，总共98页。②应变仪式进气管压力传感器（半导体压敏电阻式）原理：压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出电压变化。当前83页，总共98页。蓄电池水温传感器节气门位置传感器起动信号空气流量计(或进气压力传感器)转速传感器车速传感器氧传感器稳压电源输入接口A/D转换器喷油控制点火控制怠速控制EGR控制蒸发排放控制故障诊断CPU存储器输出接口传感器ECU执行器（三）控制系统主要组件的构造与工作原理（电控单元）当前84页，总共98页。1、传感器1)发动机温度传感器

2)进气温度传感器

热敏电阻电插头当前85页，总共98页。3）节气门位置传感器安装位置当前86页，总共98页。①开关型（触点式）节气门位置传感器

当前87页，总共98页。②线性输出型（电位计式）节气门位置传感器：

利用滑动阻值的变化，测得与节气门开度相对应的输出电压。当前88页，总共98页。

信号盘随分电器轴转动，产生透光和遮光交替变化。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被挡