4汽油机燃料供给系统

第四章汽油机燃油系统第一节可燃混合气浓度与汽油机性能第二节发动机不同工况对混合气的要求第三节化油器式燃料供给系组成及工作原理第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理第一节可燃混合气浓度与汽油机性能一、两个概念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。可燃混合气空燃比A/F过量空气系数a第一节可燃混合气浓度与汽油机性能一、两个概念可燃混合气浓度质量指标，即空气与燃料质量之比称之为空燃比。标准混合气：使1kg汽油完全燃烧，理论上需要14.7kg空气，以空气与汽油量质量之比为14.7：1组成的混合气称为标准混合气。可燃混合气空燃比A/F过量空气系数a第一节可燃混合气浓度与汽油机性能一、两个概念理论空燃比：14.7被称之为理论空燃比。浓混合气：当实际空燃比小于理论空燃比时，称混合气为浓混合气。稀混合气：当实际空燃比大于理论空燃比时，称混合气为稀混合气。可燃混合气空燃比A/F过量空气系数λ第一节可燃混合气浓度与汽油机性能一、两个概念量燃料所需的理论空气质完全燃烧质量燃料所实际供给的空气燃烧kgkg11λ=1的可燃混合气为理论混合气；λ＜1的可燃混合气为浓混合气；λ＞1的可燃混合气为稀混合气。可燃混合气空燃比A/F过量空气系数λ第一节可燃混合气浓度与汽油机性能一、两个概念二、可燃混合气浓度对发动机性能的影响可燃混合气的浓度对发动机的性能有直接的影响。在一定的发动机节气门开度和转速下，可以通过改变可燃混合气的浓度得到不同的发动机性能。火焰温度、输出功率与燃油消耗率随空燃比的变化关系第二节发动机不同工况对混合气的要求车用发动机的运行条件十分复杂，发动机的工况变化范围大。发动机的工况可分为稳定工况和过渡工况。发动机在稳定工况和过渡工况下对混合气浓度要求不同。第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况怠速小负荷中等负荷大负荷和全负荷工况：发动机运行情况。怠速：一般指发动机对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧后所作的功，只是用于克服发动机内部阻力，使发动机保持最低稳定转速运转第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况怠速小负荷中等负荷大负荷和全负荷发动机节气门接近全关状态且转速较低，汽油雾化不良，由于进气管的真空度高，当进气门开启时，气缸内的压力仍然高于进气管的压力，使得废气膨胀而冲入气缸与新鲜混合气混合，其结果是气缸内含有较多的废气，发动机需要较浓混合气，空燃比在9~12之间。第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况怠速小负荷中等负荷大负荷和全负荷当负荷增加和节气门略开大转入小负荷工况时，废气稀释混合气的作用减弱。所以在小负荷工况时，发动机对混合气成分的要求变稀。空燃比在10.5-13.5之间。第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况怠速小负荷中等负荷大负荷和全负荷汽车发动机大部分时间处在中等负荷工况，这时节气门开度已足够大，废气的稀释新鲜混合气的作用已不大，要求供给较稀的混合气，经济混合气，以获得较好的经济性。空燃比约为16-17。第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况怠速小负荷中等负荷大负荷和全负荷此时节气门处于全开或接近全开的位置，这时混合气逐渐加浓到发动机发出较大的功率，而燃油经济性则处于从属地位。需供给发动机功率混合气，空燃比在12~l3.5之间。第二节发动机不同工况对混合气的要求1.稳定工况2.过渡工况冷机起动暖机加速第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类当前汽油机供给系种类有两种：1.化油器式2.汽油喷射式第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成任务组成1）燃油供给装置2）空气供给装置3）可燃混合气形成装置4）可燃混合气供给和废气排出装置第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。即在小、中负荷工况下，化油器随节气门开度的增加，可燃混合气浓度由浓变稀，进入大负荷、全负荷时，要求混合气由稀变浓。第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性理想化油器特性并不理想。传统化油器按理想化油器特性近似地配制汽油发动机起动、怠速、加速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷工况所需浓度的可燃混合气。浓混合气下使发动机贫氧燃烧，排气中HC、CO增加。尽管现代化油器增设了许许多多辅助装置，但它是开环控制。第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性（1）用喉管和其它输入来计量空气流量；（2）根据发动机工况，采用几个量孔计量燃油并进行混合气的准备；（3）进行燃油的细化以改善混合气的形成和分配。四、化油器不足传统的化油器满足不了现代发动机燃油计量和转速要求，这是由它的特点所决定的，化油器用简单的方法同时实现如下几项功能：第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性为了克服上述不足以提高燃油计量的精度，在化油器中引入电控装置，出现了电控化油器。在电控化油器中，空燃比的调节可用两种方法来实现，即通过控制燃油量或者控制空气量来实现。电控化油器与传统化油器相比，大大地提高了燃油计量的精度，设定的空燃比对各种变化的上适应能力得到一定的改善，而且可以进行空燃比反馈控制，从而使发动机的性能得以提高。四、化油器不足第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性电控化油器也存在着一些不足：（1）它使本来就已经很复杂的化油器进一步复杂化，导致其加工制造不便、使用维修困难、出现故障的可能性增大以及价格升高；（2）与传统化油器一样，电控化油器也有混合气雾化不良和分配不均的缺点；（3）当发动机加速时，节气门开度增大，进气管真空度变小，燃料雾化不好有沉积，对变工况的响应较慢。四、化油器不足第三节化油器式燃料供给系组成与工作原理一、汽油机供给系种类二、化油器式供给系组成三、理想化油器特性相比之下，汽油喷射系统中，用各种传感器检测发动机的工况及环境状态，由传感器提供的这些信息被电控单元用来进行发动机运行参数的优化，电控单元所确定的最优控制参数由执行机构进行输出，对燃油等控制参数进行全数字化的精确控制，使发动机的性能得到进一步的提高，使油喷射供油系统具有更大的优势。四、化油器不足第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理目前使用最多的汽油喷射系统是多点电子控制燃油喷射系统。它由供油系统、空气供给系统和电子控制系统三部分组成。汽油喷射燃料供给系组成及工作原理，其组成为：进气系统、燃料供给系统、电控系统第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件燃油供给系统主要由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等组成。燃油系统的功能是向气缸供给燃烧时所需要的汽油量。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件工作时，电动燃油泵将油箱中的汽油源源不断地泵出，经滤清器滤去杂质和水份后，由燃油压力调节器调节油压，使喷油器内的燃油压力始终保持为一定值。喷油器在电子控制器的控制脉冲作用下间歇喷油，将适量燃油喷人进气管，与空气混合形成空燃比适当的可燃混合气。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件1.燃油泵燃油泵主要由直流电动机和油泵组成，根据其油泵的结构与原理不同，燃油泵可分为滚柱式、叶片式(涡轮式)、齿轮式等。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件2.燃油脉动缓冲器滚柱式燃油泵所泵出的燃油脉动较大，因此有的燃油喷射系统在输油管路中串接一个燃油脉动缓冲器，以减小输油管路中燃油的脉动。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件3.燃油压力调节器燃油压力调节器的作用是使喷油器的喷油压力稳定，以保证控制器通过喷油时间控制空燃比的精确度。燃油压力调节器有绝对压力调节和相对压力调节两种形式。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件4.喷油器喷油器是电磁阀类执行器，其作是根据电子控制器的喷油脉冲信号将适量的燃油喷射到进气歧管中。电磁线圈通电，产生的电磁力使铁心克服弹簧力而移动，与铁心为一体的针阀被打开，压力油便从喷口喷出。电磁线圈断电，其电磁力消失，铁心在弹簧力作用下迅速回位，针阀关闭，喷油器立即停止喷油。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理主要部件空气供给系统主要由空气滤清器、进气管道、节气门及节气门体、怠速辅助空气通道及怠速调节电磁阀、进气歧管等组成。二、空气供给系统第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理二、空气供给系统在气缸进气行程真空度作用下，适量的空气经空气滤清器滤清后，经节气门和(或)怠速通道到进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后从进气门进人气缸。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成工作原理二、空气供给系统在汽车运行时，空气的流量由节气门开度控制。发动机处于怠速工况时，节气门关闭，空气由怠速旁通道和怠速辅助通道进人气缸。通过怠速调节螺钉改变怠速旁通道的通气量，可调整发动机的怠速；电子控制器通过控制怠速调节电磁阀，可调节怠速辅助空气通道的空气流量，以实现发动机怠速的自动控制。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成电控单元二、空气供给系统三、电子控制系统电子控制系统主体是一台微机和若干个传感器。其功能是ECU根据从传感器检测到的发动机运转状况和汽车运行工况确定汽油喷射量，控制喷油器的开启。检测发动机工况的传感器有：水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传惑器、节气门位置传感器等；检测车辆运行状况的有，车速传感器、空调开关等。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成电控单元二、空气供给系统三、电子控制系统除上述控制系统外还有以下控制部件：电源开关继电器、冷起动喷油器定时开关以及控制供给喷油器电流的电阻器等，继电器。电控装置除控制燃油喷射外，还可控制点火提前角，在自动变速器的汽车上，还控制自动变速器的档位。第四节汽油喷射燃料供给系组成及工作原理一、燃油供给系统组成电控单元二、空气供给系统三、电子控制系统是计算机的核心。根据计算机中存储的程序对传感器和控制开关输入各种信号运算、处理和判断，形成相应的控制指令，并控制有关执行器产生与控制指令对应的动作，使汽车被控系统实现快速、准确的自动控制。电控单元主要由：微处理器、输入信号处理电路及输出信号处理电路组成。