四汽油机供给系统.pptx

第一节第一节 汽油机供给系统的组成及燃料汽油机供给系统的组成及燃料一、汽油机供给系的组成一、汽油机供给系的组成 一般化油器式发动机供给系统一般化油器式发动机供给系统由下列装置组成由下列装置组成（如图所示）（如图所示）：1）燃油供给装置）燃油供给装置 包括油箱、汽油滤清器、包括油箱、汽油滤清器、汽油泵、和油管。汽油泵、和油管。2 2）空气供给装置）空气供给装置 即空气滤清器，在轿车即空气滤清器，在轿车上有时还装有进气消声器。上有时还装有进气消声器。3 3）可燃混合气形成装置）可燃混合气形成装置 即化油器即化油器4 4）可燃混合气供给和废气排出装置）可燃混合气供给和废气排出装置 包括进气管、排气管和排气消声装置。包括进气管、排气管和排气消声装置。二、汽油机供给系统的工作过程二、汽油机供给系统的工作过程 汽油自油箱流经汽油滤清器，滤去所含杂质后，被吸入汽油自油箱流经汽油滤清器，滤去所含杂质后，被吸入汽油泵。汽油泵将汽油送入化油器中。空气则经空气滤清器汽油泵。汽油泵将汽油送入化油器中。空气则经空气滤清器滤去所含灰尘后，流入化油器。汽油在化油器中实现雾化和滤去所含灰尘后，流入化油器。汽油在化油器中实现雾化和蒸发，并与空气混合形成可燃混合气，经过进气管分配到各蒸发，并与空气混合形成可燃混合气，经过进气管分配到各气缸。混合气燃烧的废气经排气管与排气消声器等被排到大气缸。混合气燃烧的废气经排气管与排气消声器等被排到大气中。气中。三、汽油的使用性能指标三、汽油的使用性能指标 汽油的使用性能指标主要是蒸发性、热值和抗爆性，它们对发动机性能有很大的影响。1 1、汽油的蒸发性、汽油的蒸发性 在发动机中，汽油只有先从液态蒸发成蒸汽，并与一定比例的空气混合成为可燃混合气后，才能在汽缸中燃烧。蒸发性的好坏，对于所形成的混合气质量有很大的影响。2 2、燃料的热值、燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，汽油的热值约为44000kj/kg。3 3、汽油的抗暴性、汽油的抗暴性 是指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，即抗自燃能力。是指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，即抗自燃能力。爆燃是汽油的一种异常燃烧现象，会引起发动机过热、排气冒烟、油耗增大和功率下降等不良后果。选用抗爆燃性较好的汽油，就可能采用较高的压缩比而不至于发生爆燃。汽油抗爆性的好坏程度一般用辛烷值表示。幸烷值越高，抗爆性越好。而汽油的牌号代表了汽油的辛烷值，例如，代号为RQ-85的汽油，其幸烷值不小于85。选用汽油牌号时，选用汽油牌号时，应根据汽车使用说明书推荐的辛烷值应根据汽车使用说明书推荐的辛烷值范围去选择相应牌号的汽油。还可以按其压缩比选择汽油辛范围去选择相应牌号的汽油。还可以按其压缩比选择汽油辛烷值。烷值。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。汽油辛烷值与压缩比的关系如下表.压缩比677889910汽油辛烷值75878792929595100 目前，国产载货汽车及部分轿车（解放CA1046L、解放CA1092、东风EQ1092、捷达GT、一汽红旗CA7220、二汽富康等）可选国产90号汽油；天津夏利、广州本田雅阁和上海别克可选用国产93号汽油；奥迪A6、上海帕萨特B5、奔驰S600等中、高级轿车可选用国产95号及更高号数的汽油。第二节第二节 简单化油器与可燃混合气的形成简单化油器与可燃混合气的形成浮子室顶部有孔通大气，所以若在喷管口处造成足够大的真空度，就可将浮子室中的汽油吸出喷管。为了在喷管口处形成吸油所需的真空度，空气管中段做成喉管状，由流体力学可知，喉部流速最大、静压最低，在浮子室与喷管出口处的压力差的作用下，汽油自浮子室经喷管喷入喉管中，喷出的油流即被高速气流冲散，成为大小不等的雾状颗粒，与空气混合形成可燃混合气。混合气经进气支管被分配到各气缸中。在汽车行驶中，改变发动机功率是通过改变可燃混合气的数量来实现的。因此化油器中设有节气门。节气门与加速踏板用一系列杆件相连接。对于结构已定的化油器，影响喷管出油量的主要因素是节气门的开度和发动机的转速。实验证明，在节气门小开度的范围内，随着节气门开度的加大，汽油流量的增加比空气流量增加的要快，因而可燃混合气由稀变浓。再继续加大节气门开度，这种趋势仍然存在，但由于汽油流量和空气流量的增长逐渐接近，因而可燃混合气的浓度也逐渐趋于稳定。第三节第三节 可燃混合气成分与汽油机性能的关系可燃混合气成分与汽油机性能的关系一一.可燃混合气成分的表示可燃混合气成分的表示1.过量空气系数过量空气系数2.空燃比空燃比是混合气中空气的质量与燃料质量之比。二二.可燃混合气成分对发动机性能的影响可燃混合气成分对发动机性能的影响如图所示，是某一汽油机在发动机转速不变和节气门全开条件下，所得功率和燃油消耗率随过量空气系数值而变化的关系图。由图可知，在 =0.88时，该机输出功率最大，=1.11时，燃油消耗率最低。值过大或过小，有效功率和燃油消耗率都不理想。由以上分析可知，为保证发动机可靠稳定运转，汽油机正常工作时，应在0.81.2范围内调节。=0.850.95时，可得到较大功率。=1.051.15时，可以得到较好的燃油经济性。将节气门置于各种不同开度时，重复上述试验可发现：当混合气浓度按曲线1变化时，发动机的经济性最好；当混合气浓度按曲线2变化时，发动机的动力性最好。实际上，对于一定的发动机，相应于一定的工况，化油器只能供应一定的 值的可燃混合气，该 值究竟应照顾功率的要求，还是照顾经济性的要求，或是二者适当兼顾，这就要根据汽车及其发动机的各工况进行具体分析。指发动机已完成预热、转入正常运转，且在一定时间内没有转速或负荷的突变。怠速是指发动机对外无功率输出情况下的最低转速。此时，节气门处于接近关闭的位置，吸入的空气量极少怠速是指发动机对外无功率输出情况下的最低转速。此时，节气门处于接近关闭的位置，吸入的空气量极少。，以减缓节气门关闭的速度四、理想化油器的特性四、理想化油器的特性 综上所述，车用汽油机在正常运转时，在小负荷和中负荷工况下要求化油器能随负荷的增加供给由较浓逐渐变稀的混合气成分；当进入大负荷范围直到全负荷工况下，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到能保证发动机发出最大功率。这种在一定转速下汽车发动机所要求的混合气随负荷变化的规律，在一定转速下汽车发动机所要求的混合气随负荷变化的规律，称为理想化油器特性称为理想化油器特性。如图中曲线所示。将理想化油器特性与简单化油器特性性比较，可看出两者截然相反。简单化油器实际在车用汽油机上是不能使用的。因此，要满足各工况的要求，必须在简单化油器的基础上，加装一些工作系统，使它变成理想化油器。五、化油器的基本结构五、化油器的基本结构 为了满足各工况的实际需要，在化油器结构上，采用了一系列的自动调配混合气的装置，其中包括主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统（省油器）和加速系统，以保证车用汽油机各工况下都能供给适当浓度的可燃混合气，提高发动机的经济性和动力性。化油器的基本结构：化油器的基本结构：化油器由简单化油器、主供油系统、怠速系统、大负化油器由简单化油器、主供油系统、怠速系统、大负荷加浓系统荷加浓系统（省油器）（省油器）、加速系统、起动系统等部分组成。、加速系统、起动系统等部分组成。化油器的各系统的功用：化油器的各系统的功用：主供油系统的功用主供油系统的功用是保证发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷下接近于最经济的成分。怠速系统的功用怠速系统的功用是保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。加浓系统（省油器）加浓系统（省油器）是在大负荷和全负荷时额外供油，保证在全负荷时混合气浓度达到 =0.9，使发动机发出最大功率。由于有加浓系统的补偿加浓作用，就可以将主供油系统设计得负荷最经济的要求，而不必考虑全负荷时的最大功率的要求。“省油器省油器”的名称即由此而得。加速系统（加速泵）的作用加速系统（加速泵）的作用是在节气门突然开大时，及时将一定的量的额外燃油一次性地喷入喉管，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。起动系统的作用起动系统的作用是当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气，=0.20.6，使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽，以保证发动机能够顺利起动。普通汽车具有一个油箱油箱，越野汽车常有主、副两个油箱，以适应军用要求；一般汽车油箱的储备里程为200600km；解放CA1091型汽车的汽油箱体是用薄钢板冲压焊接而成的；一汽大众的捷达和高尔夫轿车的油箱是采用高分子高密度聚乙烯塑料制成的。三、汽油滤清器三、汽油滤清器 它是用来除去流向汽油泵的汽油中的水分和杂质，以减少引起汽油泵、化油器等部件的故障。1、结构、结构 它由盖、滤芯及沉淀杯等组成。盖上进油管接头和出油管接头。纸虑芯用螺栓装在盖上，中间用密封圈密封。用锌合金制成的沉淀杯与盖件之间有密封垫，沉淀杯底部有放油螺塞。2、工作原理、工作原理 发动机工作时，燃油在汽油泵作用下，经进油管接头流入沉淀杯中。由于水的比重大于汽油，故水分及较重的杂质颗粒沉淀于杯的底部，较轻的杂质随燃油流向滤芯，被粘附在滤芯上，而清洁的燃油通过纸滤芯渗入滤芯内腔，然后从出油管接头流出。目前，使用最多的汽油滤清器滤芯是纸制的。它的优点是重量小、成本低、滤清效率高。四、汽油泵四、汽油泵 它的作用是将汽油从汽油箱内吸出它的作用是将汽油从汽油箱内吸出，经经管路和汽油滤清器管路和汽油滤清器，然后泵入化油器浮子室。然后泵入化油器浮子室。目前汽车上广泛采用机械驱动膜片式汽油泵。它主要由上体、下体、泵膜组件和支持片组成。汽油泵壳体分为上下两部分，在上体上装有进油管接头和出油管接头。进油阀和出油阀结构相同，但在阀门支持片上的安装方向不同，阀门支持片连同两阀以螺钉固定在上体上。汽油泵上体与下体之间夹装着泵膜组件。泵膜弹簧力图使膜片向上拱曲。装在下体内的摇臂轴上松套着摇臂及内摇臂，二者之间借平面接触，形成单向传动关系。当偏心轮转动到是摇臂绕其轴逆时针偏转时，就会拉动泵膜向下拱曲，此时泵膜弹簧被压缩。由于膜片上方容积增加产生真空度，进油阀开启，出油阀关闭。于是，汽油经过油管头流入进油腔内。当偏心轮最大矢径点离开摇臂后，在摇臂回位弹簧作用下，泵膜向上拱起使其上方容积减小，压力增大。于是，进油阀关闭，出油阀开启，汽油便从油阀经出油管头流向化油器。机械驱动膜片式汽油泵工作时，它的出油压力，是由泵膜弹簧的弹力决定的；而供油量是由发动机的耗油量决定的。五、电动汽油泵五、电动汽油泵1.结结 构构在汽车发动机上，较多采用的还有电动汽油泵。它主要由电磁式驱动机构和供油机构两部分组成。供油机构中的泵筒固定在汽油泵中心，其底部装有进油阀。在泵筒中，带出油阀的柱塞可以在电磁线圈和回味弹簧的作用下进行直线往复运动。作为驱动部分的主要元件电磁线圈的一端引至壳体外端接电源，另一端接固定触点。活动触点与永久磁铁固定在触点支架上。触点支架可以绕固在下极板上的小轴摆动，使兩触点闭合或分开。2.2.工作情况工作情况参看132页中所述。第五节第五节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统 化油器由于结构简单、使用方便、成本较低，故20世纪末以前广泛应用在汽车发动机上。但是化油器式发动机存在着燃油分配不均匀，过渡与冷态运行工况混合气控制质量差以及难以实施反馈控制等缺点，影响了发动机的动力性、经济性和排放性能，无法满足现代发动机性能进一步提高的要求，因此化油器已逐步被淘汰。20世纪80年代以来，汽油喷射技术得到普遍的应用，目前国内外生产的轿车几乎都采用电控汽油喷射(electroncfuel injection,EFI)发动机。一、电控汽油喷射系统的优点一、电控汽油喷射系统的优点第五节第五节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统汽油喷射供给系统在发动机上的应用已有多种形式，可按不同形式进行分类。第五节第五节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统三、三、L L型叶特朗尼克电控多点汽油喷射系统型叶特朗尼克电控多点汽油喷射系统 它是目前应用较多的一种电控汽油喷射系统。它利用各种传感器测量信号并送入一个电控单元中，电控单元根据各种工况的实际要求来控制喷油量。1.1.组成组成由下列三大部分组成：由下列三大部分组成：1 1）燃油供给装置）燃油供给装置 由气油箱、电动汽油泵、滤清器、燃油分配管、燃油压力调节器、喷油器、及冷起动阀等组成。2 2）空气供给装置）空气供给装置 由空气滤清器、空气流量器、节气门、进气总管、进气支管空气阀等组成。3 3）电子控制系统）电子控制系统 由控制器（又称电控单元又称电控单元）、各种传感器和各种执行器组成。2.2.工作过程工作过程1 1）燃油供给）燃油供给：燃油从燃油箱经过电动汽油泵以约0.25MPa的压力流经燃油滤清器，滤去杂质后，进入燃油分配管。在分配管的后端有一个压力调节器，它使喷油压力保持恒定。过量的压力油将通过此压力调节器无损失地返回油箱。调节后的0.25MPa的压力油，将通过燃油分配管分送到各喷油器，由电控单元控制喷油器，将燃油喷至进气门的上方。当进气门打开时，才将燃油与空气同时吸入气缸中。2 2）空气供给）空气供给：空气经过空气滤清器，滤去空气中的尘埃等杂质后，流经空气流量传感器，经过计量后，空气流沿节气门通道流入进气支管，再分别供给各气缸中。汽车行驶时，空气流量是由驾驶员通过加速踏板操纵节气门控制的。在L型电控喷油系统中，确定基本喷油电控喷油系统中，确定基本喷油量的参数是发动机的转速与吸入的空气流量量的参数是发动机的转速与吸入的空气流量。发动机转速的信号取自分电器中经点火线圈送来的脉冲信号。进入发动机气缸的空气流量由空气流量计测定。发动机吸入的空气量在发动机不同工况时是变化的，负荷变化时吸入的空气量应能与该负荷下的燃油量正确匹配，以得到正确的混合气。发动机运转时，由空气流量计送来的信号与转速信号同时输入电控单元，发动机运转时，由空气流量计送来的信号与转速信号同时输入电控单元，经过计算可确定发动机该工况下所需要的基本喷油量。经过计算可确定发动机该工况下所需要的基本喷油量。3 3）电子控制：）电子控制：电控单元实际上就是一个微型计算机，内有集成电路、电子元件与印刷电路板。它装在一个金属盒内，可以防水、防辐射，其本身的使用温度最好不超过90度。电控单元可以指令输出一个喷油脉冲，控制喷油器进行燃油的配剂。电控单元通过电路接受的输入信号有发动机转速、进气空气流量、起动信号、节气门位置、冷却液温度以及进气温度等信号。它们分别来自分电器点火线圈、空气流量传感器、起动开关、节气门开关、冷却液温度传感器及空气温度传感器。这些信号输入电控单元后，由电控单元进行综合判断与计算，确定喷油器的开启时间，即所需要的喷油量，并控制喷油器喷油。为了使发动机具有最佳的动力性、经济性，还具有较好的排放性能和行驶性能，电控汽油喷射系统应适应发动机不同工况运行的要求，具有混合气成分校正的功能。它通过各种附加传感器，提供发动机温度、节气门位置等信息输入电控单元，并由此计算得到校正后的喷油量。电控汽油喷射系统的工作原理电控汽油喷射系统的工作原理 发动机电控单元根据进气流量或进气管绝对压力、发发动机电控单元根据进气流量或进气管绝对压力、发动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置等传感器动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置等传感器输入的信号，与存储在输入的信号，与存储在ROMROM中的参考数据进行比较，从而中的参考数据进行比较，从而确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角。存储在火提前角。存储在ROM ROM 中的参考数据是通过大量的发动中的参考数据是通过大量的发动机及整车实验所获得的优化数据。机及整车实验所获得的优化数据。注：ROM 只读存储器。最佳点火提前角能保证发动机的动力性、经济性和排放都达到最佳值的点火提前角称为最佳点火提前角。点火提前角是指火花塞跳火时到活塞运行到上止点时所转过的曲轴转角。各汽车公司开发的电控系统千差万别，控制功能、控制精度不同，采用控制部件的数量和类型也不同。但是，无论组成多少子系统，一般都采用同一个电控单元（ECU）进行控制。该种系统不仅具有闭环控制多点燃油喷射与点火正时功能，还有怠速控制、空燃比控制、超速断油控制、爆燃控制、曲轴箱通风控制、应急保护控制和自诊断测试等辅助功能。该系统采用的控制部件（传感器和执行器）如下图所示。传感器传感器：执行器执行器：电脑通过发动机转速信号识别起动工况，当转速低于一定值时，进入起动工况，当转速高于一定值时，则退出起动工况。通过怠速开关识别怠速工况，开关闭合时，进入怠速工况；当节气门位置传感器信号介于最大和最小之间时，则进入部分负荷工况；当传感器信号达到最大时，则进入全负荷工况。通过节气门位置传感器信号变化率的大小和正负识别加减速过渡工况。各工况的工作过程，见各工况的工作过程，见143-144页中所述。页中所述。除了上述多点喷射系统外，在国外汽车上的电控汽油喷射系统中，还有一种单点电控汽油喷射系统，又称节气门体喷射系统（TBI）。其特点是：其特点是：采用很低的喷有压力，只有0.1MPa。无需像多点喷射系统中那样，每个气缸装用一个喷油器，它是通过进气支管的分支来实现的。它具有性价比高、结构简单、工作可靠及维修调整方便等优点。系统的核心部分是一个中央喷射单元，它安装在进气门的接口上，主要由节气门体、电磁喷油器、燃油压力调节器与传感器等组成。单点喷射系统中的电控单元与所设的传感器与多点喷射系统基本上是相同的。喷油器是中央喷射单元中最重要的部件。它在各工况下，能向气缸提供计量精确的雾化燃油。喷油器的触发与点火脉冲同步，为了避免产生气阻，油路中有燃油不断地冲刷喷油器。通常4缸发动机的喷油采用顺序喷射方式，即每缸的吸气行程中喷油一次，每次最大的喷油时间只有180度曲轴转角。第四章第四章 汽油机供给系统汽油机供给系统复习思考题复习思考题4-14-1、试说明汽油机供给系统的功用、组成和工作过程。试说明汽油机供给系统的功用、组成和工作过程。（作业）（作业）4-24-2、解释专业术语：、解释专业术语：（1 1）汽油的抗爆性）汽油的抗爆性 （2 2）过量空气系数）过量空气系数 （3 3）简单化油器的特性）简单化油器的特性 （4 4）经济混合气）经济混合气 （5 5）理想化油器特性）理想化油器特性 （6 6）浓度混合气与稀混合气）浓度混合气与稀混合气4-34-3、试说明化油器的功用与基本结构。、试说明化油器的功用与基本结构。4-44-4、试说明电控汽油喷射系统的优点、系统组成和试说明电控汽油喷射系统的优点、系统组成和 工作原理。工作原理。（作业）（作业）5-55-5、汽油喷射发动机的基本喷油量（或基本喷油时间）是、汽油喷射发动机的基本喷油量（或基本喷油时间）是 如何确定的？如何确定的？