《港口内燃机》第五章-汽油机燃料供给系---工程机械内燃机.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程机械内燃机,第五章 汽油机燃料供给系,1,内容提纲,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,第五节 现代化油器结构与工作原理,第六节 电控汽油喷射系统,2,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,一、概述,3,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,二、化油器式汽油机燃料供给系的组成,1燃料供给系的作用,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,，送入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功，最后将燃烧生成的废气排至大气中。,4,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,三、汽油的主要性能与选用,1汽油的主要性能指标,（1）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，分别测定蒸发出10、50、90馏分时的温度及终馏温度(分别称为10馏出温度、50馏出温度、90馏出温度及干点)。,10馏出温度-,冷态起动性,；50馏出温度-,加速性能和工作稳定性,；90馏出温度与干点-,分配均匀性,。,6,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,三、汽油的主要性能与选用,蒸发性不好：,不能完全汽化，混合气不均匀，发动机燃油消耗量和有害排放增加；未蒸发的燃油冲掉气缸壁上的润滑油膜，加剧气缸壁和活塞磨损。,蒸发性太好：,汽油在管路中就蒸发形成气泡，阻碍汽油流通（气阻），导致供油不畅。饱和蒸汽压：一般限定不得超过,74,88kPa,，否则容易“气阻”。,1汽油的主要性能指标,7,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,三、汽油的主要性能与选用,（2）热值,：指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000KJKg。,（3）抗爆性,：避免产生爆燃的能力。即抗自燃的能力。用,辛烷值,评价。,辛烷值越高，抗爆性越好；通常将正庚烷（C7H16）（抗暴性差）与异辛烷（C8H18）（抗暴性好）按一 定比例混合，构成不同体积百分比的异辛烷和正庚烷的标准汽油，其中异辛烷含量的百分数叫做辛烷值。,1汽油的主要性能指标,8,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,三、汽油的主要性能与选用,3汽油的选用,主要依据是汽油机的,压缩比,，压缩比高的汽油机应选用高标号的汽油。,压缩比在,7.5,8.0,应选用,90,号车用汽油；,压缩比在,8.0,8.5,应选用,90,号,93,号车用汽油；,压缩比在,8.5,9.5,应选用,93,号,95,号车用汽油；,压缩比在,9.5,10,应选用,95,号,97,号车用汽油。,如使用比规定要求低号数的无铅汽油，发动机将出现爆震现象。盲目使用高标号汽油，其高抗爆性的优势无法发挥出来，还会造成金钱的浪费。,10,内容提纲,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,第五节 现代化油器结构与工作原理,第六节 电控汽油喷射系统,11,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,一、汽油机可燃混合气的燃烧过程,着火延迟期,从点火开始 到形成火焰中心 为止。,主要进行物理、化学准备，它约占全部燃烧时间的,15%,。,一般来说应尽量缩短并保持稳定。,1汽油机的正常燃烧,13,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,一、汽油机可燃混合气的燃烧过程,后燃期,从最高压力点到燃料基本烧完,。,部分未来得及燃烧的燃料和燃烧不完全的产物继续燃烧。,太长会引起化油器回火或排气管“放炮”，排气温度升高。,1汽油机的正常燃烧,15,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,一、汽油机可燃混合气的燃烧过程,2汽油机的不正常燃烧,定义：,当火花塞点火后，正常火焰传来之前，未端混合气即自燃并急速燃烧，产生爆炸性冲击波和尖锐的金属敲击声的现象称为爆燃。,1）爆燃,爆燃时外部特征,：,（,1,）气缸内有金属撞击声（敲缸）；,（,2,）冷却水过热；,（,3,）排出缕状黑烟；,（,4,）功率下降，油耗上升。,16,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,一、汽油机可燃混合气的燃烧过程,2汽油机的不正常燃烧,定义：,由燃烧室内火花塞以外的其它热源（过热的排气门头部、火花塞绝缘体或积炭等）点燃混合气的现象。,2）表面点火,危害,：表面点火会导致汽油机工作粗暴、功率下降，还会诱发爆燃。强烈的爆燃会让更多的炽热表面温度升高，导致剧烈的表面点火。,与爆燃的区别：,表面点火是由炽热表面点燃。爆燃是末端混合气内部受到压缩和热辐射引起。,18,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、汽油机的燃烧室,1要求,（1）面容比要小,面容比小，表明结构紧凑，不易产生爆燃，排气净化好，并且热损失小；,（2）能产生涡流,可使混合气更加均匀，燃烧速度快，燃烧完全，经济性好；,（3）充气效率高,可增大扭矩，提高功率；,（4）表面要光滑,可使废气不易留存其中，不易积炭，排放较好。,19,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、汽油机的燃烧室,2类型,（1）楔形燃烧室,气门斜置，气流导流较好，充气效率高；,有挤气冷激面，可形成挤气涡流；,燃烧速度较快，,CO,和,HC,排放较低而,NOx,排放稍高。,20,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、汽油机的燃烧室,（2）盆形燃烧室,气门平行于气缸轴线；,有挤气冷激面，可形成挤气涡流；,盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差，燃烧速度较低，,CO,和,HC,排放较高而,NOx,的排放较低。,2类型,21,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、汽油机的燃烧室,（3）半球形燃烧室,气门成横向,V,型排列，因此气门头部直径可以做得较大，换气好；,火花塞位于燃烧室的中部，火焰行程短，燃烧速度最高，动力性、经济性最好。,CO,和,HC,排放最少，而,NOx,的排放较高。,2类型,22,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,一、可燃混合气成分,空燃比：,可燃混合气中空气质量与燃料质量的比值，用,表示。,过量空气系数：,燃烧,1kg,燃料实际供给的空气质量与理论上,1kg,燃料完全燃烧所需的空气质量之比，用,at,表示。,可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性与经济性有很大的影响。,24,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,一、可燃混合气成分,理论上，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。,标准混合气：,=14.7,或,at,=1,。,稀混合气,：,14.7,或,at,1,。,浓混合气：,14.7,或,at,1,。,25,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,二、可燃混合气成分对汽油机性能的影响,理论上所含空气中的氧气正好足以使汽油完全燃烧，但实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油细粒和蒸汽不可能及时地与空气绝对均匀地混合，因此，即使,at,=1,，汽油也不可能完全燃烧。,1标准混合气,26,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,二、可燃混合气成分对汽油机性能的影响,汽油含量较多，汽油分子密集。,在,at,=0.85,0.95,之间时，燃烧速度最高，热量损失最小，因而使得缸内平均压力最高，功率最大，此混合气称为,功率混合气,。,若混合气过浓（,at,0.88,），由于燃烧很不完全，气缸中将产生大量的,CO,甚至还有游离的炭粒，导致发动机排气冒黑烟、放炮，燃烧室积炭，功率下降，燃油消耗率增大，排放污染严重。,3浓混合气,28,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,二、可燃混合气成分对汽油机性能的影响,混合气浓到,at,=0.4,以下或稀到,at,=1.4,以上时，可燃混合气虽然能着火，但火焰无法传播，发动机熄火，所以,at,=0.4,称为火焰传播上限，,at,=1.4,称为火焰传播下限。,4燃烧极限,29,内容提纲,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,第五节 现代化油器结构与工作原理,第六节 电控汽油喷射系统,31,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,一、简单化油器的构造,针阀,空气滤清器,浮子,喷管,喉管,节气门,进气管,量孔,浮子室,浮子机构：,用来控制和贮存来自汽油泵的燃油。浮子多用塑料制成，利用其浮力随液面自动升降，使针阀开启或关闭。从而保持油面在规定的高度。浮子室与大气相通，使油面在工作时始终承受大气压力，保证化油器正常出油。,喷管,的功用是喷出汽油，装在喉管断面最狭窄处，喷管口一般较浮子室油面高出25mm,防止发动机不工作时，汽油从喷管中流出。,量孔,是一个铜制的尺寸和形状都很精确的小孔，控制汽油的流量。出油量取决于量孔的尺寸和两端的压力差。,喉管,是一个缩放管，直径最小处为喉口。功用是减小空气流通断面，增大空气流速，从而在喷管口形成吸油所需的真空度，克服与液面的高度差而喷油。又因气流速度大于燃油流出的速度25倍，燃油被吹散雾化。,空气室和混合室：,喉管喉口以上为空气室，以下直到节气门轴为混合室。它是燃油初步被粉碎并开始与空气混合的地方，可燃混和气的形成是从这里开始的。,节气门,位于喉管后面，它的功用是控制进入气缸的可燃混合气的流量，改变发动机的功率。节气门通常是一个椭圆形的片状阀门，可以绕其轴转动一定角度，来改变节气门的开度。节气门开度增大，进入气缸中的混合气量增多，反之，则减少。,32,二、简单化油器工作原理,喉管的喉部截面积最小，因而喉部的空气流速最大，静压力最低。既然喉部空气流速大于大气中的空气流速，则喉部压力小于大气压力，即喉部存在着真空度。,浮子室因有孔通大气，故浮子室内的压力基本上等于大气压力,。于是，在喉部真空度的作用下，汽油自浮子室经喷管喷入喉管中。,由喷管喷出的油流即被高速的空气流冲散，成为大小不等的雾状颗粒，与空气混合，经进气支管被分配到各个气缸。,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,33,三、简单化油器特性,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,在转速不变时，简单化油器所供给的可燃混合气浓度随节气门开度（或喉管真空度,Ph,）变化的规律，称为简单化油器的特性。,当发动机转速一定，节气门开度逐步增大时，汽油流量与空气流量一同增加。,在节气门小开度范围内，随着节气门开度的加大，可燃混合气明显地逐渐由稀变浓。,再继续加大节气门开度，可燃混合气的浓度也逐渐趋于稳定。,34,四、理想化油器特性,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,在一定转速下，发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律称为理想化油器特性。,工况,at,冷起动,0.20.6,暖机,0.60.8,怠速,0.60.8,小负荷,0.70.9,中负荷,0.91.1,大负荷与全负荷,0.850.95,加速,0.7,35,五、简单化油器与理想化油器比较,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,理想化油器在小负荷、中负荷工况下，随着负荷的增加，化油器供给由浓逐渐变稀的混合气，保证发动机的经济性；当进入大负荷范围直到全负荷时，混合气又由稀变浓，保证发动机发出最大功率。,简单化油器特性曲线中，节气门由小变大，可燃混合气由稀变浓，怠速时也供给稀混合气，与理想化油器特性截然相反，这就与发动机实际工作的要求发生也矛盾，它只能满足汽油机的一种工况，而其它工况都不适应,。,36,内容提纲,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油,第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响,第四节 简单化油器原理与理想化油器特性,第五节 现代化油器结构与工作原理,第六节 电控汽油喷射系统,37,第五节 现代化油器结构与工作原理,一、主供油系统,二、怠速系统,三、加浓系统,四、加速系统,五、起动系统,38,第五节 现代化油器结构与工作原理,一、主供油系统,1作用,保证发动机由小负荷向中等负荷变化时，化油器供给的混合气随节气门开度的加大而逐渐变稀，最后在中等负荷时接近于经济混合气即由0.81.1,小油门时，喉管真空度小，从主喷管喷出的油量较少，通气管内的油面下降不多。,油门增大，喉管真空度增大，空气通过空气量孔流入通气管，并与主量孔出来的汽油一道从主喷口喷出，并在喷出前，空气和汽油已形成气泡，有利于汽化。,2,原理,39,第五节 现代化油器结构与工作原理,二、怠速系统,1作用,保证在怠速和极小负荷时供给少而浓的混合气。,怠速时，节气门开度很小，喉管处真空度很小，不能吸出汽油或吸出很少，但节气门后面的真空度却很大，因此，怠速喷孔设在节气门的后面。汽油同来自空气量孔以及过渡喷孔的空气混合成泡沫乳剂从怠速喷孔喷出。,2,原理,40,第五节 现代化油器结构与工作原理,三、加浓系统,1作用,在大负荷或全负荷时额外供油，保证混合气浓度达到0.80.9，使发动机发出最大功率。,机械式加浓系统,：节气门开度达到,8090,时，摇臂使拉杆下移带动推杆向下，压开球阀，增加供油。,2,原理,41,第五节 现代化油器结构与工作原理,三、加浓系统,真空式加浓系统,：中小负荷时，节气门后的真空度较大，柱塞被吸到最高位置，球阀将进油口关闭。进入大负荷时，节气门后的真空度减小，柱塞下落，球阀被压下，增加供油。,2,原理,42,第五节 现代化油器结构与工作原理,四、加速系统,1作用,节气门突然开大时，额外一次性将一定量的汽油喷入喉管，临时加浓混合气，使发动机功率迅速提高。,节气门缓慢开大时，泵腔内油压不高，进油阀不能关闭进油口，汽油流回浮子室。气门迅速开大时，泵腔内油压剧增，进油阀关闭进油口，出油阀打开，增加供油。,2,原理,43,第五节 现代化油器结构与工作原理,五、起动系统,1作用,发动机冷起动时，供给极浓的混合气,。,起动时，将阻风门转到近于全闭的位置，同时将节气门开得比怠速时稍大。阻风门后形成极大的真空度，汽油从主喷管、怠速喷口和过渡喷孔喷出，与少量空气混合，形成极浓混合气。,2,原理,44,