汽油发动机供给系.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,*,第四章 汽油机供给系,邱卓丹,第一节 普通汽油机供给系的组成及燃料,一、功用：,根据发动机不同工况的要求，配制出一定数量及浓度的,可燃混合气，供入气缸，最后将废气排入大气。,汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管。,空气滤清器（过滤空气中的杂质）,进、排气管、消声器。,化油器（实现汽油的雾化、蒸发并与空气混合，配制出一定数量及浓度的可燃混合气）,可燃混合气形成装置：,燃油供给装置：,空气供给装置：,可燃混合气的供给、废气排出装置：,二组成,桑塔纳轿车汽油供给系示意图,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,化油器,空气滤清器,三、关于汽油,(85%C+15%H),：,定义：,从石油提炼而得的密度小、,易于挥发的液体燃料。,按提炼方法分类：,直馏汽油,裂化汽油,热裂化,催化裂化,使用性能指标：,10%,馏出温度：,标志轻质馏份的含量，影响冷态起动性，,温度越低越好。,50%,馏出温度：,标志中间馏分的挥发性，影响发动机的预热,时间、加速性、稳定性。温度越低越好。,90%,馏出温度：,标志重质难以挥发成份的多少。温度越低越好。,蒸发性,（易蒸发,程度）,热值：,1kg,汽油完全燃烧后所产生的热量约为,44000KJ/Kg,抗爆性,定义：汽油在气缸中燃烧，避免产生爆燃的能力即抗自燃能力。,表征值：,辛烷值,越高抗爆性越好。（研究法值马达法值,10,）,抗爆剂：乙基液（有剧毒的四乙铅,Pb(C,2,H,5,),4,溴乙烷携出剂）,结论：选择汽油的主要依据是,（,高则选,辛烷值,）,我国于,2000,年,7,月,1,日全面推广无铅汽油（,Pb,2.5mg/L,）,蒸发性过强易产生气阻：汽油机工作时，由于温度升高而使汽油蒸汽到达饱和值，汽油泵和油管中便产生大量的汽油蒸汽泡，防碍液态汽油流畅，使汽油流量减小。,汽油牌号：,RQ93,第二节 简单化油器与可燃混合气的形成,一、汽化原理：,1,、空气进入：,2,、汽油吸出：,3,、可燃混合气形成：,主量孔,浮子室,（,1,）节气门开度空气流量流速,P,h,汽油流量。2,）试验证明：汽油流量的增长率,空气流,量的增长率，故可燃混合气由稀 浓。,三、简单化油器的特性曲线：,二、可燃混合气成分指标的两种表示方法：,定义,含义,应用区域,浓,理论,稀,过量空气系数,（,a,）,1,1,1,我国、,前苏联,空燃比,空气与燃料的质量比,14.7,14.7,14.7,美、,日、欧,邱卓丹,一、可燃混合气成份对发动机性能的影响：,第三节 可燃混合气成份与汽油机性能的关系,试验：某汽油机在转速不变，节气门全开，不断更换不同尺寸的量孔，即得不同浓度的可燃混合气，把这些不同浓度的可燃混合气送入气缸，并测出相应的发动率及燃料消耗率。,当,=1,时，由于各种客观条件，如时间条件的限制，汽油微粒和蒸气不能及时与空气绝对混合均匀，而造成经济性，油耗。,邱卓丹,混合气种类,功率,p,e,油耗率,b,e,备注,火焰传播上限,0.4,0.5,严重缺氧混合气不燃烧，发动机不工作,过浓混合气,0.43,0.87,减小,显著增大,燃烧不完全燃烧室积炭，排气管冒黑烟，消声器有放炮拍击声,功率混合气,（动力型）,0.88,0.85,0.95,最大,增大,10,15%,标准混合气,1.0,减小,2%,增大,4%,经济混合气,1.11,1.05,1.15,减小,8%,最小,过稀混合气,1.13,1.33,显著减小,显著增大,化油器回火和有拍击声。燃烧速度慢并廷续至活塞下移造成热量损失且发动机过热，加速性能变坏,火焰传播下限,1.4,混合气不燃烧，发动机不工作,邱卓丹,二、汽车发动机各种工况对可燃混合气成份的要求（,1,）：,工 况,定 义,特 点,要求,稳定工况,怠速,发动机对外无功率输出的情况下以最低转速稳定运转（,300,800rpm,）,节气门开度小，混合气供给量小，残余废气多，燃烧不利,0.6,0.8,浓,小负荷,0.7,0.9,中负荷,为,汽车常用工况,轿车：,（,40,60,）,%,货车：,（,70,80,）,%,节气门开度较大，进气量大流速快，汽油雾化蒸发较好，混合气处于最佳燃烧状态,1.0,1.15,混合气由浓变稀，量多，经济性为首要,大负荷全负荷,发动机发出最大功率以克服较大阻力,节气门接近全开或全开，空气量和油量供给处于最大状态,0.85,0.95,混合气较浓，量最多，动力性为首要,邱卓丹,二、汽车发动机各种工况对可燃混合气成份的要求（,2,）：,工 况,定 义,特 点,要求,过渡工况,冷起动,发动机在外力驱动下由静止转入运行,（,70,100rpm,）,机体温度低，进气速度慢，汽油雾化和蒸发较困难,0.4,0.6,混合气极浓，量最少,暖机,从,发动机起动后自动连续运转，温度逐渐上升至正常值到稳定怠速运转为止,机体温度上升，进气速度增加，汽油雾化和蒸发有改善,值由小变大至,稳定怠速所要求的数值,加速,负荷突然,迅速,增加或,急剧,提高转速的过程,节气门开度由小,急剧,开大至全开状态,额外增加供油量以及时使混合气加浓到足以满足迅速提高转速的要求,邱卓丹,综上所述，发动机各工况对可燃混合气的要求如下图：,理想化油器特性（转速一定）,简单化油器特性,1,相应于最大功率的,值；,2,相应于最小油耗率的,值；,3,理想化油器特性；,邱卓丹,一、主供油系统：,第四节 现代化油器的各工作系统,自动调配混合器浓度,主供油系统；起动系统；怠速系统；加浓系统（省油器）；加速系统,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,即使在大负荷直至全负荷也是如此,，并在中负荷时接近最经济成份。,1,、功用：,2,、作用工况：,3,、校正方案：,主喷管与化油器间加一通气孔（油井），用来降低主量孔处的真空度。,除怠速和小负荷工况。,化油器主供油系统工作演示,降低主量孔处真空度作用：,引入极少量的空气到主喷管中，以降低主量孔内外压力差，从而降低汽油的流速和流量。以满足化油器理想供油特性。,二、怠速系统：,1,、功用：,2,、怠速调节装置：,3,、设计要求：,保证怠速和极小负荷时供给浓的混合气,a,=0.6 0.8,。,应避免产生怠速反流；选择恰当的喉管尺寸。,调节螺钉,低怠速,快怠速小负荷,4,、工作原理：,邱卓丹,化油器怠速系统工作演示,三、起动系统：,1,、功用：,发动机冷起动时，供给极浓的混合气,a=0.4 0.6,。,阻气门上装常闭自动阀或开几个进气孔，以防止起动后期混合气过浓熄火,。,2,、设计要求：,工作原理,阻风门轴,（节气门开度达,8085%,时才开始工作）,起作用时刻只与节气门开度即负荷有 关，而与转速无关。,（有功率停滞现象）,3,、机械加浓系统：,机械式加浓系统工作演示,起作用的时刻取决于节气门后的真空度,Px,，,而节气门后的真空度,Px,由节气门开度、转速决定。,4,、真空加浓系统：,真空式加浓系统演示,五、加速系统：,1,、功用：,在节气门突然开大时，及时供给一定量的额外燃油，使混合气临时加浓,a,=0.7,，,以适应发动机加速的需要。,延长喷油时间，改善加速性机构：连接板与活塞间的弹簧。邱卓丹,加速系统工作演示,第五节 现代化油器的构造,一、构造：,邱卓丹,一、构造：,中,体,上,体,下,体,总,体,二、分类：,1,、根据喉管处气流方向分：,安装位置,优 点,缺 点,应 用,下吸式,发动机上方,进气阻力较小；便于调整、保养,未蒸发的燃油会自行流入气缸稀释润滑油,广泛,上吸式,发动机一侧,可降低发动机高度,不便调整保养,侧置气门发动机,平吸式,介于上述两者间,摩托车,邱卓丹,2,、按喉管数目分：,特 点,应 用,单喉管,喉管主要是提高气流速度，产生真空度以吸出燃,料；但气流阻力进气量,多喉管,把喷管装在小喉管处，这里截面小，空气流速高，真空度大，从而保证燃油的吸出，并易于雾化蒸发。而大喉管截面大，以保证有较大的充气量，并使小喉管出来的燃料进一步雾化。,广泛,邱卓丹,3,、按其空气管数分：,单腔；多腔（双腔并动、双腔分动）：,为解决发动机因气缸数多、进气管道长，阻力大，使进气不均匀，发动机工作不稳定。且易于出现进气重叠。采用双式进气管，两个腔结构完全对称，节气门同步开启。可使各缸进气均匀，避免进气重叠。如：六缸机：,153624,，则不相继发火的缸共用一进气管：,123,共一腔，,456,共另一腔。,双腔并动式：,双腔分动式：,中小负荷时由主腔工作，提供经济混合气。,在主、副两腔的节气门间设有联动装置，当主腔节气门开度超过,70%,（大、全负荷）及高转速时，副腔的节气门、空气门便相继开启参与工作，提供浓度大且量多的混合气。,三、汽车化油器、汽油泵的型号编制规则：,EQH101,BJH201A,1、2、3,（B、C、D,）,XDB504,EQ,企业代号,BJ,企业代号,XD,企业代号,H,表示化油器,H,表示化油器,B,汽油泵,1,单腔,2,双腔,5,电动式,01,产品序号,A,1,、,2,、,3,表示与基型可通,B,、,C,、,D,表示与基型不可通,04,产品序号,4,、按平衡与否分,（非平衡式、平衡式）,：,非平衡式,平衡式,平衡式化油器可防止因空滤器的阻力作用而引起真空度增大油量，即防止混合气自动加浓。,五、化油器的操纵机构：,操纵目标,节气门,阻风门,实现装置,脚,操纵机构,手,操纵机构,阻风门操纵机构,操纵对象,加速踏板,节气门拉钮,阻风门拉钮,作,用,汽车行驶时控制发动机负荷,发动机手摇起动而无人协助踩加速踏板或冷起动后的长时间暖车或发动机负荷不变时，才将拉钮拉出一定位置使之固定不动,实,现,起,动,邱卓丹,一、汽油箱：,贮油,第六节 汽油供给装置,组成：,汽油箱、滤清器、油泵、油管；,作用：,贮存、清洁、输送燃油,1,、数量,普通车：,1,个,越野车：主副,2,个,2,、储备里程：,200,600km,3,、安装位置：,货车：车架外侧，,驾驶员座下，,货台下；,轿车：车架后部,邱卓丹,4,、油箱盖：,空气阀：防止因汽油输出油面降低后，,箱内产生较大真空吸力使汽,油不能被汽油泵吸出。,P0.98,个大气压则开启。,蒸气阀：为避免外界温度过高，使,箱内汽油蒸发过多而压力,过大。,1.1,个大气压则开启。,邱卓丹,二、汽油滤清器：,清洁汽油,使汽油进入油泵前，经滤清器除去其中的水分及杂质。否则杂质进入油泵或化油器会使部件发生故障。（每行驶,6000Km,，,应清洗一次滤芯）。,邱卓丹,进、出油口不可装反,泵油量为发动机油耗量的,2 4,倍。,将燃油从油箱吸出，经油管、滤清器，最后泵入化油器。,机械驱动膜片式,（广泛应用）,由凸轮轴上的偏心轮驱动,电动式,三、汽油泵：,1,、作用：,2,、类型,电喷汽油发动机燃油喷射系统,邱卓丹,汽油喷射技术始于,20,世纪,30,年代，最初用于飞机上，,50,年代开始用于汽车上。,我国于,2003,年,1,月,1,日起要求新产汽油车装配电喷系统,一、混合气配制的方式,方式,化 油 器,汽 油 喷 射,构成,燃油供给方法,利用空气流动时在喉管处产生的负压，把汽油吸向节流阀体上部的进气通道中,在,喷射处，利用控制装置提供的开阀信号，向进气通道或气缸喷射适量的汽油,注释,混合气配制,根据吸入空气量，供给发动机适,当的燃油量以获取所需空燃比。,邱卓丹,二、现代汽油喷射系统的分类,按喷射部位分：,缸内喷射,进气管喷射,（集中、节流阀体）,单点喷射,SPI,多点喷射,MPI,邱卓丹,单点喷射,多点喷射,缸内喷射,按喷射时序分：,连续喷射,断续喷射,独立喷射,次序喷射,同时喷射,分组喷射,邱卓丹,同时喷射,分组喷射,次序,喷射,按空气量检测方式分：,直接检测方式,质量流量型（,LH,）,间接检测方式,体积型（,L,）,速度密度型（,D,）,歧管压力计式,按控制方式分：,机械控制系统（,K,型）,机电结合系统（,KE,型）,D,型,热线式,热膜式,电子控制系统（,E,型）,Mono,型,L,型,Motronic,型,LH,型,卡门旋涡式,翼片式,节气门速度型,邱卓丹,邱卓丹,电子集中控制系统：,波许公司：,Motronic,通用公司：,DEFI,福特公司：,EECIII,日产公司：ECCS,丰田公司：,TCCS,根据各种传感器送至,ECU,的发动机状况信号，由,ECU,运算后，发出控制喷油量、点火时刻、排放、增压等多种指令，实现多种功能的控制。,第一节,电控燃油喷射系统（,EFI,）,三、,EFI,的突出优点：,空气系统,（供气装置）,燃油系统,（供油装置）,电控系统,（控制装置）,一、,EFI,的控制原则,以电脑,ECU,为控制核心，以空气流量和发动机转速,为控制基础，以喷油器等为控制对象，保证获得与,发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分。,邱卓丹,三、,EFI,的组成,可实现空燃比的高精度控制，使各个工况都能得到最佳空燃比，最终提高发动机整机综合性能（提高,Pe,驾驶性，降低,be,、,排放）。,四、主要系统工作原理,邱卓丹,（一）,L,型空气系统,节流阀体,空气室,发动机,空气流量计,空气滤清器,补充空气阀,邱卓丹,控制和测量发动机运行时吸入气缸的空气量。,（二）燃油系统,喷油器,电动油泵,油箱,油压调节器,燃油滤清器,进气门前的 进气歧管,冷启动喷油器,空气室,回油管,（,低压）,喷,射,喷,射,将汽油加压、计量和雾化后供给发动机，形成符合空燃比要求的可燃混合气。,汽油泵,回,油管,汽油滤清器,油,压,调,节,器,输油管路,喷油器,电控单元,（,ECU,）,：,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转变为电信号（电压或,电流）提供给,ECU,，使,ECU,正确地控制发动机运转或汽车运行。,执行器：,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。,（三）电子控制系统,根据电子控制装置内存储的程序和数据，对发动机传感器送来的信号进行处理、存储、计算、判断、分析、自我修正，然后输出指令控制有关执行器动作。,ECU,CPU,：,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,ECU,的简要工作过程,发动机启动时，,ECU,进入工作状态，某些控制程序或步,骤从,ROM,中取出，进入,CPU,；,通过,CPU,控制，一个个指令逐个进行循环。,执行程序过程中，所需信息来自各传感器；从传感器来,的信号首先进入输入回路，对其信号进行处理，并经,I/O,接口,进入微机；大多数信息存储在,RAM,内，根据指令再送至,CPU,。,然后将存储在,ROM,中的参考数据引入,CPU,，,并与传感器的输,入信息比较；,CPU,对这些数据比较后，作出决定并发出输出,指令信号，经,I/O,接口、输出回路，控制执行器动作。,2,、,ECU,各组成简介,输入回路,将,传感器送来的输入信号预处理：除去杂波、把正弦波变为矩形波，然后转换成微处理器（微机、电脑）所能接收的输入电平A/D,转换器（模拟数字转换器）,从,传感器送来的信号，有模拟信号和数字信号。其中相当一部分传感器输入的是变化缓慢的模拟（连续）信号，如空气流量计、水温传感器等，它们经输入回路处理后变成相应的电压信号，但这些信号微机不能直接处理，需经过相应的,A/D,转换器，将模拟信号转换成数字信号后，才能输入微机。,微型计算机（微机、电脑）,CPU,根据需要，把各种传感器送来的信号，用内存程序和数据进行,算术运算或逻辑运算处理，并把处理结果送至输出回路。,运算器,控制器,寄存器,RAM,存放临时性的工作程序或数据；电源一断，内容即消失。,ROM,存放固化程序或数据；它的内容只,能被,ECU,读出而不能写入，断电后,信息仍在。,I/O,它是,CPU,与传感器、执行器间进行,信息交流的控制电路，起着数据缓,冲、电平匹配、时序匹配等功能。,总线,一束传递数据的内部连线。包括：,数据总线、地址总线、控制总线。,喷油器的基本控制电路和工作原理,发动机工作时，微机根据有关传感器和开关信号输入的信息，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当大功率三极管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力,磁芯被吸动，阀针随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，弹簧力又使针阀返回阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。,喷油量的大小取决于喷油器开阀持续时间，即,ECU,指令的喷油脉冲宽度。,理论空燃比的反馈修正,闭环控制,（系数,F,O,）,ECU,根据氧传感器的电压输入信号，判定混合气浓稀程度，对由进气流量和转速确定的基本喷油量进行修正，以确保获得三元催化反应器所要求的理论空燃比（约,14.7,）。,电控喷射工作演示,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,第二节,EFI,的相关传感器与执行器,调节器,过滤器,燃油导管,油泵,油箱,点火线圈,继电器,分,电器,绝对压力传感器,空气旁通阀,空,滤器,进,气温度传感器,节气门位置传感器,氧,传感器,ECU,蓄电池,点火开关,诊断口,水温传感器,喷头,爆震,传感器,三元,催化,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,）叶板式空气流量计,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,（一）空气流量计,（,2,）热线式空气流量传感器,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。,控制电路,热膜,温度传感器,防护网,A,：,集成电路；,R,H,：,热线电阻,R,K,：,温度补偿电阻,R,A,：,精密电阻,R,B,：,电桥电阻,（,3,）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,半导体压敏电阻式：,由硅片、集成电路和真空室组成。,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。,线性输出节气门位置传感器：,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。二）,进气管绝对压力传感器,（三）,节气门位置,传感器,（,TPS,）,（,1,）磁电式传感器,磁电式,传感器,触发轮,气缸识别槽,输出信号,当转子旋转时，线圈中磁通量发生变化，线圈产生感应电动势。磁电式转速传感器的转子信号盘通常安装在曲轴或凸轮轴上，也可安装在分电器内。,（四）,转速和曲轴位置传感器,（,2,）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。,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住时，光敏二极管电压为,0,。,（,3,）光电式传感器,发光管,分火头,密封盖,信号盘,电路,光敏二极管,输出信号,光敏二极管,发光二极管,遮光盘,（,五）,燃油压力脉动减振器,使燃油压力脉动衰减，以减弱燃油输送管道中的压,力脉动传递，降低噪声。,（,六）,燃油压力调节器,使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力差保持常数（约,0.25,0.30MPa,），,从而使喷油器喷出的油量唯一地取决于喷油器的开启时间。,进油口,回,油,口,阀门,支承,膜片,弹簧,接进气支管,（,四）,电磁喷油器,根据,ECU,提供的电信号控制燃油的喷射。在把电信号转换成燃油信号的同时，使燃油喷射雾化。,（,五）,冷启动喷油器,（,六）,热限时开关,通过感受发动机冷却水温度，以控制冷启动喷油器的喷油时间。,在低温冷启动发动机时，附加地喷入一定量的燃油，补偿吸入的混合气中部分燃油的冷凝，以改善低温启动性能。,（,七）,氧传感器,监测排气中氧的浓度并将其转化为电信号送给,ECU,，,从而实现空燃比的反馈（闭环）控制，控制空燃比收敛于理论值（,14.7,：,1,）以满足三元催化转化器的要求。,（,八）,温度传感器,用来测量进气温度、大气温度、冷却水温度及排气温度等。,向,ECU,输入温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号，同时也作为其它控制系统的控制信号。,滚柱式电动燃油泵,电刷,电枢,磁极,滚柱泵,泵壳,单向阀,卸压阀,滤网,泵盖,组成：油泵电机、滚柱泵、单向阀、卸压阀、外壳、泵盖及滤网等。,作用：,供给,各,喷油器及冷起动喷油器所需要的燃油,。,（,九）,电动燃油泵,（十）,开关信号,1,、启动信号（,STA,）,发动机启动时，由启动系,向,ECU,提供一个启动信号，作为,喷油量、点火提前角的修正信号。,2,、空调信号（,A/C,）,当,空调开关打开，空调压缩机进入工作，发动机负荷加大时，由空调开关向,ECU,输入空调作用信号，作为对喷油量及点火提前角的修正信号。,3,、空挡位置开关信号（,NSW,）,自动变速器（,A/T,）由,P/N,挡（停车,/,空挡）挂入其它挡位时，发动机负荷将,有所增加，挡位开关向,ECU,输入信号，作,为对喷油量及点火提前角的修正信号；,当挂入,P,或,N,挡时，,NSW,提供,P/N,挡位置信,号，防止不在,P/N,挡时发动机启动。,