汽油机燃油系统.

第四章汽油机燃油系统主讲：孙文财Tel：13500806339Email：[e-mail]第一节汽油及其使用性能汽油汽油为油品的一大类，主要成分为C4～C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。易流动液体，但很难溶解于水。汽油的热值约为44000kJ/kg。燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的密度因季节气候不同会有略微变化。第一节汽油及其使用性能汽油要求1.良好的蒸发性评定指标：馏程、饱和蒸气压馏程：燃油在规定条件下蒸馏出某一百分比的温度范围。饱和蒸气压：在规定条件下燃油和燃油蒸气达到平衡状态时，燃油蒸气的压力。第一节汽油及其使用性能2.高抗爆性爆燃：在火焰传播过程中，末端混合气自行发火燃烧，这时气缸内的压力急剧增高，并发生强烈的振荡，在气缸内产生清脆的金属敲击声，该现象称为~~。汽油的抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时不发生爆燃的能力，称为~~。抗爆性评定指标：辛烷值根据试验条件不同：马达法辛烷值（MON）、研究法辛烷值（RON）抗爆指数Ai=1/2（RON+MON）我国采用项目90#93#97#辛烷值RON909397第一节汽油及其使用性能2.高抗爆性四乙基铅液[Pb(C2H5)4]提高抗爆性四乙基铅危害：排气含铅毒，污染环境，损害少儿智力发育；致催化剂中毒失效；增加发动机燃烧室积炭和结胶，增加发动机运动件磨损。无铅汽油：无色透明；含铅汽油：淡黄色世界各国禁用含铅汽油第二节发动机燃油系统汽油机燃油系统视频一、燃油系统的功用及组成功用：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。第二节发动机燃油系统二、可燃混合气的形成过程汽车发动机的可燃混合气形成时间很短，从进气过程开始算起到压缩过程结束为止，总共也只有0.01～0.02s的时间。要在这样短的时间内形成均匀的可燃混合气，关键在于汽油的雾化和蒸发。雾化：将汽油分散成细小的油滴或油雾。良好的雾化可以大大增加汽油的蒸发表面积，从而提高汽油的蒸发速度。另外，混合气中汽油与空气的比例应符合发动机运转工况的需要。混合气形成过程就是汽油雾化、蒸发以及与空气配比和混合的过程。第二节发动机燃油系统三、发动机运转工况对可燃混合气成分的要求(一)可燃混合气成分的表示法可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度，通常用过量空气系数和空燃比表示。1.过量空气系数燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数，记作φa。φa=1的可燃混合气称为理论混合气；φa＜1的称为浓混合气；φa＞1的则称为稀混合气。第二节发动机燃油系统2.空燃比可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记作α。按照化学反应方程式的当量关系，1kg汽油完全燃烧所需空气质量约为14.8kg。α=14.8的可燃混合气为理论混合气；α＜14.8的为浓混合气；α＞14.8的为稀混合气。空燃比α=14.8称为理论空燃比或化学计量空燃比。第二节发动机燃油系统2.空燃比φa=1.05~1.15经济混合气（经济混合比）φa=0.85~0.95功率混合气（功率混合比）φa=0.4~0.5火焰传播上限φa=1.3~1.4火焰传播下限φa0.60.70.80.91.01.11.21.31.4α8.910.411.813.314.816.317.819.220.7第二节发动机燃油系统(二)发动机运转工况对可燃混合气成分的要求随着汽车行驶速度和牵引功率的不断变化，汽车发动机的转速和负荷也在很大范围内频繁变动。为适应发动机工况的这种变化，可燃混合气成分应该随发动机转速和负荷作相应的调整。1.冷起动发动机在冷起动时，因温度低汽油不容易蒸发汽化，再加上起动时转速低(50～100r/min)，空气流动速度很低，汽油雾化不良，致使进入气缸的混合气中汽油蒸气太少，混合气过稀，不能着火燃烧。为使发动机能够顺利起动，要求供油系统能供给φa约为0.2～0.6的浓混合气，以使进入气缸的混合气在火焰传播界限之内。第二节发动机燃油系统2.怠速怠速：指发动机对外无功率输出的工况。这时可燃混合气燃烧后对活塞所作的功全部用来克服发动机内部的阻力，使发动机以低转速稳定运转。目前，汽油机的怠速转速为700～900r/min。在怠速工况，节气门接近关闭，吸入气缸内的混合气数量很少。在这种情况下气缸内的残余废气量相对增多，混合气被废气严重稀释，使燃烧速度减慢甚至熄火。为此要求供给φa＝0.6～0.8的浓混合气，以补偿废气的稀释作用。第二节发动机燃油系统3.小负荷节气门开度在25％以内。随着进入气缸内的混合气数量的增多，汽油雾化和蒸发的条件有所改善，残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。因此，应该供给φa＝0.7～0.9的混合气。虽然，比怠速工况供给的混合气稍稀，但仍为浓混合气，这是为了保证汽油机小负荷工况的稳定性。第二节发动机燃油系统4.中等负荷节气门开度在25％～85％范围内。汽车发动机大部分时间在中等负荷下工作，因此应该供给φa＝1.05～1.15的经济混合气，以保证发动机有较好的燃油经济性。从小负荷到中等负荷，随着负荷的增加，节气门逐渐开大，混合气逐渐变稀。5.大负荷和全负荷节气门接近或达到全开。这时需要发动机发出最大功率以克服较大的外界阻力或加速行驶。为此应该供给φa＝0.85～0.95的功率混合气。从中等负荷转入大负荷时，混合气由经济混合比加浓到功率混合比。第二节发动机燃油系统6.加速汽车在行驶过程中，有时需要在短时间内迅速提高车速。为此，驾驶员要猛踩加速踏板，使节气门突然开大，以期迅速增加发动机功率。这时虽然空气流量迅速增加，但是由于汽油的密度比空气密度大得多，即汽油的流动惯性远大于空气的流动惯性，致使汽油流量的增加比空气流量的增加滞后一段时间。另外，节气门开大，进气歧管的压力增加，不利于汽油的蒸发汽化。因此，在节气门突然开大时，将会出现混合气瞬时变稀的现象。这不仅不能使发动机功率增加、汽车加速，反而有可能造成发动机熄火。为了避免发生此种现象，保证汽车有良好的加速性能，在节气门突然开大空气流量迅速增加的同时，瞬时快速地供给一定数量的汽油，使变稀的混合气得到重新加浓。第二节发动机燃油系统工况参数冷起动怠速小负荷中等负荷大负荷全负荷加速节气门开度接近关闭25％25％～85％接近或全开突增发动机转速r/min50～100700～900φa0.2～0.60.6～0.80.7～0.91.05～1.150.85～0.95加浓经济混合气功率混合气浓混合气φa=1.05~1.15经济混合气（经济混合比）φa=0.85~0.95功率混合气（功率混合比）φa=0.4~0.5火焰传播上限φa=1.3~1.4火焰传播下限(二)发动机运转工况对可燃混合气成分的要求第二节发动机燃油系统(二)发动机运转工况对可燃混合气成分的要求1.相应于最大功率时的φa值2.相应于最低燃油消耗率时的φa值3.理想喷油特性第二节发动机燃油系统五、辅助装置(一)汽油箱功用：储存汽油。其数目、容量、形状及安装位置均随车型而异。汽油箱的容量应使汽车的续驶里程达300～600km。材料：钢板、塑料。在汽油箱上还装有油面指示表传感器、出油开关和放油螺塞等。汽油箱内通常有挡油板，目的：减轻汽车行驶时汽油的振荡。第二节发动机燃油系统五、辅助装置(二)汽油滤清器汽油从汽油箱进入汽油泵之前，先经过汽油滤清器除去其中的杂质和水分，以减少汽油泵和化油器等部件的故障。滤芯材料：多孔陶瓷、微孔滤纸。陶瓷滤芯：结构简单，不消耗金属，滤清效果较好，但滤芯不易清洗干净，使用寿命短。纸质滤芯：滤清效果好，结果简单，使用方便。现代轿车发动机多采用一次性使用、不可拆式纸质滤芯汽油滤清器，一般每行驶30000km整体更换一次。第二节发动机燃油系统第二节发动机燃油系统五、辅助装置(三)汽油泵功用：将汽油从汽油箱吸出，经油管和汽油滤清器泵入化油器浮子室。分类：机械驱动式、电动式1.机械驱动式汽油泵机械驱动式汽油泵由发动机配气机构凸轮轴或中间轴上的偏心轮驱动。不同型号的汽油泵，其结构和工作原理基本相同。第二节发动机燃油系统2.电动式汽油泵优点：安装位置不受发动机结构的限制，可以安装在远离机体、排气管等高温机件而且通风良好的地方，这有利于降低油管中汽油的温度，减小产生汽阻的可能性。电动汽油泵可以在发动机起动前先行工作，使化油器和管路中充满汽油，以利发动机起动。在汽车下坡滑行时，可以将电动汽油泵电路开关断开，停止向化油器供油，有利于节油。电动汽油泵视频第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统汽油喷射式发动机的燃油系统简称汽油喷射系统，它是在恒定的压力下，利用喷油器将一定数量的汽油直接喷入气缸或进气管道内的汽油机燃油供给装置。第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统与化油器相比，汽油喷射系统具有下列优点：1)能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的混合气；2)供入各气缸内的混合气，其空燃比相同，数量相等；3)由于进气管道中没有狭窄的喉管，因此进气阻力小，充气性能好。因此，汽油喷射式发动机具有较高的动力性和经济性，良好的排放性。此外，发动机的振动有所减轻，汽车的加速性也有显著改善。第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统的分类喷射控制方法喷射部位喷射连续性机械控制式电子控制式机电混合控制式进气管喷射进气道喷射节气门体喷射单点喷射多点喷射连续喷射间歇喷射同时喷射分组喷射按序喷射汽油喷射系统分类TBISPIPFIMPI缸内喷射缸外喷射第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统的分类1）机械控制式、电子控制式及机电混合控制式：近十年来电子控制汽油喷射系统(以下简称电控汽油喷射系统)得到了迅速而又充分的发展，成本大幅度下降，使用可靠性和可维修性都达到了相当高的水平。2）缸内喷射和缸外喷射：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。这种喷射系统需要较高的喷射压力，约3～5MPa。因而喷油器的结构和布置都比较复杂，目前极少应用。缸外喷射：将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.20～0.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内。第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统的分类2）缸内喷射和缸外喷射：第三节电子控制汽油喷射系统气门喷油器输油管进气支管调压器喷油器节气门体位置传感器节气门进气管喷射节气门体喷射单点喷射进气道喷射多点喷射第三节电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射系统的分类连续喷射：在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷油，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。（机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统）间歇式喷射：在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。（电控汽油喷射系统）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。第三节电子控制汽油喷射系统同时喷射：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喷油喷油第三节电子控制汽油喷射系统分组喷射：将气缸分为两组，所需燃油一次喷完。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720第三节电子控制汽油喷射系统按序喷射：按各缸的进气顺序间歇喷油。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720同时喷射分组喷射按序喷射第三节电子控制汽油喷射系统二、电控汽油喷射系统的基本类型电控汽油喷射系统(EFI系统)：是以电控单元(ECU)为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数，再按照电脑中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气。典型电控汽油喷射系统：(一)博世D型(D叶特朗尼克)汽油喷射系统(二)博世L型(L-叶特朗尼克)汽油喷射系