汽车构造(第四章 汽油机供给系统)

汽车构造机电工程学院机电工程学院汽车构造发动机底盘车身电器汽车构造机电工程学院第一章发动机的工作原理和总体构造第二章曲柄连杆机构第三章配气机构第四章汽油机供给系统第五章柴油机供给系统第六章发动机有害排放物的控制系统第七章车用发动机的增压系统第八章发动机冷却系统第九章发动机润滑系统第十章发动机点火系统第十一章发动机起动系统第十二章新型车用发动机第一篇汽车发动机第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统一、功用根据发动机不同情况的要求，配制一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，最后将燃烧后的废气排出气缸。二、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.废气排出装置：排气管道、排气消音器，三元崔化转换器。油路：汽油油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、化油器。气路：空气滤清器、化油器。第一节汽油机供给系统的组成及燃料第四章汽油机供给系统三、汽油使用性能指标：1.蒸发性：影响混合气的形成质量。用馏程表示：10%蒸发温度、50%蒸发温度和90%蒸发温度。2.热值：1kg燃料完全燃烧所产生的热量。3.抗爆性：指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力。汽油抗爆性的好坏程度一般用辛烷值表示。第一节汽油机供给系统的组成及燃料第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统一、简单化油器的构造及工作原理汽油和空气的自动计量、雾化、混合装置。喉管：提高空气流速。浮子室：控制油面高度。量孔：控制汽油的流量。喷管：喷出汽油。节气门：用以改变进入发动机气缸内的混合气量。第二节简单化油器与可燃混合气的形成第四章汽油机供给系统简单化油器的特性曲线二、简单化油器的特性曲线在转速不变时，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。试验证明：可燃混合气浓度随节气门开度的加大，由稀变浓。第二节简单化油器与可燃混合气的形成第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统可燃混合气成分对发动机性能的影响可燃混合气的成分：用过量空气系数φa表示。燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量φa＝———————————————完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量φa1，稀混合气；φa1，浓混合气；φa=1，理论混合气；第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统可燃混合气成分对发动机性能的影响一、可燃混合气成分对发动机性能的影响实验证明：1.φa=1.11，经济混合气，be最小，满足完全燃烧的条件。2.φa=0.88，功率混合气，Pe最大，燃烧速度最高。3.φa1.11，过稀混合气，φa0.88，过浓混合气,过稀过浓Pe↓，be↑。4.φa=1.4为火焰传播下限。5.φa=0.4为火焰传播上限。第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统可燃混合气成分对发动机性能的影响在节气门全开条件下：当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；当φa在0.85～1.15范围内，动力性和经济性都比较好。二、汽油机各种工况对可燃混合气成份的要求1.汽车用汽油机工作特点1）工况变化范围大，负荷可从0-100%，转速从最低稳定转速－最高转速，有时工况变化非常迅速。2）在汽车行驶的大部分时间内，发动机是在中等负荷下工作的，轿车：40%－60%；货车：70%－80%。第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统2.各种工况时混合气成分的要求冷起动温度低，转速极低，进入气缸的混合气中汽油蒸气太少，混合气过稀。要求供给很浓的混合气（φa＝0.2-0.6）。怠速转速很低，节气门接近关闭，吸入气缸的混合气量很少。残余废气量相对多，燃烧速度减慢甚至熄火。要求供给浓混合气（φa＝0.6-0.8）。小负荷节气门开度25％以内，进入气缸的混合气量增多，汽油雾化、蒸发条件有所改善，残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。为保证工作稳定性，仍提供浓混合气（φa＝0.7-0.9）。第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统中负荷汽车发动机大部分时间在中负荷工作。节气门开度25－85％。提供经济混合气（φa＝1.05–1.15），保证较好的燃油经济性。大负荷、全负荷节气门接近全开或全开，汽车加速或克服较大外力，要求发动机发出最大功率。提供功率混合气（φa＝0.85-0.95）。加速急加速猛踩节气门时，空气流量迅速增大，汽油因密度大，其流量增大要滞后一段时间。要保证汽油量随空气量能迅速增大。第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统理想化油器特性：在一定转速下，发动机所要求的混合气浓度随负荷变化的规律。在小负荷和中负荷工况下，随负荷的增加混合气成分由浓变稀。进入大负荷范围直到全负荷工况下，混合气由稀变浓。第三节可燃混合器成分与汽油机性能的关系第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统典型化油器包括：主供油系统怠速系统加浓系统加速系统起动系统第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统一、主供油系统功能:提供常用工况(除怠速和极小负荷)使用的可燃混合气φa＝1.05-1.15。空气量孔：引入少量空气，适当降低吸油真空度，抑制汽油流量增长率，使混合气的规律变为由浓变稀，以符合理想化油器特性的要求。燃油中渗入少量空气，喷出的油液呈泡沫状，有助于燃油的雾化和蒸发。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统二、怠速系统功能：在发动机怠速工况下供给浓混合气以维持怠速稳定性。使发动机从怠速工况圆滑过渡到小负荷工况而不致造成混合气突然过稀，使发动机熄火。特点：怠速主喷口：与主喷口并联。怠速空气量孔：功能与主空气量孔相同；还可防止虹吸作用。怠速过渡孔：工况变化时，混合气浓度圆滑过渡。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统三、加浓系统机械加浓:只有在节气门开度达到80-85%（大负荷），推杆才顶开加浓阀。于是汽油便从浮子室经加浓阀和加浓量孔流入主喷管，与从主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出。使汽油的供给量增加，使混合气加浓(φa＝0.85-0.95)。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统真空加浓：起作用取决于节气门之后的真空度。真空度较大时，加浓柱塞两端压力差克服弹簧力，使柱塞位于加浓气缸上部。大负荷（节气门大开度）和小负荷（节气门小开度）低转速时，节气门之后真空度较大，真空加浓起作用。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统四、加速系统功能：在节气门突然开大（加速）时，及时将一定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。作用过程：当节气门迅速开大时，由于活塞下移很快，泵腔油压迅速增大，使进油阀紧闭，同时顶开出油阀，泵腔内所存储的汽油便从加速量孔喷入喉管内，加浓混合气。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统五、起动系统功能：冷起动时，在化油器内形成极浓的混合气（φa=0.2-0.6），使进入气缸的混合气中油足够多，保证发动机能够顺利起动。工作特点：起动时，阻风门关闭，节气门小开度；通过阻风门边缘的缝隙流入的空气量很少，在阻风门后方产生极大真空度。主供油系统和怠速系统同时起作用。真空度大到一定程度时，自动阀打开，进入部分空气，以免混合气过浓。第四节化油器的各工作系统第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统一、化油器的分类根据喉管处空气流动方向：上吸式，应用较少。下吸式，应用最广。平吸式，多用于摩托车。根据重叠的喉管数目：单喉管多种喉管（双重、三重）根据空气管腔：单腔双腔并动：双腔分动：四腔分动：第五节化油器类型第四章汽油机供给系统二、化油器的操纵第五节化油器类型第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统一、汽油箱油箱储备里程:200-600km。普通汽车一个油箱，越野车两个油箱。密封:加油口盖上有空气阀和蒸气阀。油面指示表传感器、出油开关和放油螺塞。第六节汽油供给装置第四章汽油机供给系统二、汽油滤清器除去汽油中的杂质和水分。滤芯类型：纸质滤芯、金属片缝隙式、多孔陶瓷滤芯。纸质滤芯，效果好，成本低，使用方便，采用最多。第六节汽油供给装置第四章汽油机供给系统三、汽油泵功用：将汽油从油箱吸出，经管路和汽油滤清器，然后泵入化油器浮子室，保证连续不断地供油。自动调节泵油量：浮子室、泵膜弹簧。第六节汽油供给装置第四章汽油机供给系统第四章汽油机供给系统汽油机供给系统的组成及燃料简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器的各工作系统化油器类型汽油供给装置汽油喷射系统汽油喷射系统特点:优点:（1）进气管道中没有狭窄的喉管，气流阻力小，充气性能好，输出功率较大；（2）混合气的分配均匀性较好；第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统（3）按工况而配制最佳的混合气成分;（4）具有良好的加速等过渡性能；（5）降低油耗和排放。发动机功率可提高5%～10%；油耗降低5%～10%；有害废气减少15%～20%。缺点：系统复杂、成本高、维修较难，对燃油的洁净度要求较高。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统汽油喷射系统分类：（1）喷油位置：进气道喷射、节气门体喷射、缸内喷射（GDI）。（2）喷油器数量：多点喷射（MPI）、单点喷射（SPI）。（3）喷射控制装置的形式：机械控制式、电子控制式、机电混合控制式。（4）按喷油方式分：连续喷射、间歇喷射。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统汽油喷射系统工作原理及组成：根据安装在发动机上的各种传感器检测发动机的各种状态，经电脑的判断、计算精确控制喷油器的喷油量，使发动机在不同工况下，均能获得合适浓度的可燃混合气。组成：燃油供给、空气供给、电路控制。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统一、L型多点汽油喷射系统特点：采用空气流量传感器，以空气流量为控制基础；以空气流量与发动机转速作为控制基本喷油量的因素；接受节气门位置、冷却液温度、空气温度等传感器检测的表征发动机运行工况的信号作为喷油量的校正，以提高发动机的控制性能；利用节气门开关提供负荷范围信息；阻流板式空气流量传感器负荷信息、加速和减速信息；冷起动喷油器和温度开关实现冷起动加浓；辅助空气阀以旁通方式提供怠速空气；设有氧传感器闭环控制。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统１.燃油供给：1）汽油箱；2）汽油滤清器；3）电动汽油泵；4）喷油器；5）燃油分配管；6）压力调节器；7）冷起动喷嘴。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统2.空气供给：空气流量计；空气滤清器。第七节汽油喷射系统第四章汽油机供给系统3）电路控制：电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断、计算、修正控制喷油器喷油的持续时间，使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度。信号：发动机转速；进气空气流量；起动信号；节气门位置