单元4 汽油机燃料供给系构造与维修

单元四汽油机燃料供给系构造与维修掌握可燃混合气的形成，过量空气系数的概念及对燃烧的影响，化油器工作原理。了解汽油机的燃烧过程，汽油机燃料供给系的组成，化油器式燃料供给系统结构及其检修及常见故。2020/2/252第一节概述1、汽油机燃料供给系作用：根据发动机不同工况的要求，配制一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，并在燃烧作功后将废气排入大气中。2、分类：化油器式燃料供给系和汽油喷射式燃料供给系。本单元学习化油器式燃料供给系2020/2/2533汽油的使用性能2020/2/2542020/2/255汽油机的燃烧过程汽油机正常燃烧过程：着火与燃烧。正常燃烧过程：着火延迟期、急燃期、补燃期。不正常燃烧过程：爆震燃烧、表面点火。表面点火分为非爆燃性表面点火和爆燃性表面点火。非爆燃性表面点火分后火和早火。2020/2/256可燃混合气浓度一、概念空燃比：可燃混合气中，空气与燃料的质量比。理论混合气：空燃比为14.7的可燃混合气。过量空气系数：燃烧1kg燃料实际供给的空气量=理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量2020/2/257可燃混合气浓度1、混合气的分类：1）标准混合气=1理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃烧完毕。2）稀混合气1（经济混合气=1.05～1.15)实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中燃料全部燃烧完毕。3）浓混合气1(功率混合气=0.85～0.95)混合气中燃料不能保证完全燃烧，但由于燃料分子密集，火焰传播快，发动机的平均有效压力和功率大。4)为兼顾动力性和经济性=0.88～1.11最有利。2020/2/2582、混合气的浓度对发动机性能的影响混合气种类空气过量系数发动机功率耗油率性能火焰传播上限0.4混合气不燃烧，发动机不工作过浓混合气0.43~0.87减小激增燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮功率混合气0.88最大增大10~15%输出最大功率标准混合气1.0减小2%增大4%经济混合气1.11减小8%最小过稀混合气1.13~1.33显著减小显著增大回火、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限1.4混合气不燃烧，发动机不工作2020/2/2593、发动机各工况对可燃混合气成分的要求1）稳定工况对混合气的要求工况混合气浓度怠速和小负荷(＜25%)=0.6~0.8中等负荷(25%~85%)=0.9~1.1大负荷和全负荷(85%~100%)=0.85~0.95怠速：发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。2020/2/25102）过渡工况对混合气的要求工况混合气冷起动极浓=0.2~0.6暖机随温度升高而减小加速及时加浓理想化油器特性：在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。2020/2/2511详述汽油机各种工况对可燃混合气成份的要求：作为车用汽油机，其工况（负荷和转速）是复杂的，例如，超车、刹车、高速行驶、汽车在红灯信号下，起步或怠速运转、汽车满载爬坡等，工况变化范围很大，负荷可以0→100%，转速可以最低→最高。不同工况对混合气的数量和浓度都有不同要求，具体要求如下：2020/2/2512（1）小负荷工况—要求供给较浓混合气α=0.7～0.9量少，因为，小负荷时，节气门开度较小，进入气缸内的可燃混合气量较少，而上一循环残留在气缸中的废气在气缸内气体中气占的比例相对较多，不利于燃烧，因此必须供给较浓的可燃混合气。（2）中负荷工况—要求经济性为主，混合气成分α=0.9～1.1，量多。发动机大部分工作时间处于中负荷工况，所以经济性要求为主。中负荷时，节气门开度中等，故应供给接近于相应耗油率最小的α值的混合气，主要是α1的稀混合气，这样，功率损失不多，节油效果却很显著。（3）全负荷工况—要求发出最大功率Pemax，α=0.85～0.95量多汽车需要克服很大阻力（如上陡坡或在艰难路上行驶）时，驾驶员往往需要将加速踏板踩到底，使节气门全开，发动机在全负荷下工作，显然要求发动机能发出尽可能大的功率，即尽量发挥其动力性，而经济性要求居次要地位。故要求化油器供给Pemax时的α值0.85～0.95。2020/2/2513（4）起动工况—要求供给极浓的混合气α=0.2～0.6量少。因为发动机起动时，由于发动机处于冷车状态，混合气得不到足够地预热，汽油蒸发困难。同时，由于发动机曲轴被起动机带动的转速低，因而被吸入化油器喉管内的空气流速较低。难以在喉管处产生足够的真空度使汽油喷出。既使是从喉管流出汽油，也不能受到强烈气流的冲击而雾化，绝大部分呈油粒状态。混合气中的油粒会因为与冷金属接触而凝结在进气管壁上，不能随气流进入气缸。因而使气缸内的混合气过稀，无法引燃，因此，要求化油器供给极浓的混合气进行补偿，从而使进入气缸的混合气有足够的汽油蒸汽，以保证发动机得以起动。2020/2/2514（5）怠速是指发动机在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，只用以克服发动机的内部阻力，使发动机保持最低转速稳定运转。汽油机怠速运转一般为300～700r/mm，转速很低，化油器内空气流速也低，使得汽油雾化不良，与空气的混合也很不均匀。另一方面，节气门开度很小，吸入气缸内的可燃混合气量很少，同时又受到气缸内残余废气的冲淡作用，使混合气的燃烧不良甚至熄火。因此要求供给小量的浓混合气α=0.6～0.8。2020/2/2515（6）加速工况发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。要求混合气量要突增，并保证浓度不下降。当驾驶员猛踩踏板时，节气门开度突然加大，以期发动机功率迅速增大。在这种情况下，空气流量和流速以及喉管真空度均随之增大。汽油供油量，也有所增大。但由于汽油的惯性空气的惯性，汽油来不及足够地从喷口喷出，所以瞬时汽油流量的增加比空气的增加要小得多，致使混合气过稀。另外，在节气门急开时，进气管内压力骤然升高，同时由于冷空气来不及预热，使进气管内温度降低。不利于汽油的蒸发，致使汽油的蒸发量减少，造成混合气过稀。结果就会导致发动机不能实现立即加速，甚至有时还会发生熄火现象。为了改善这种情况，就应该采取强制方法。在化油器节气门突然开大时，强制多供油，额外增加供油量，及时使混合气加浓到足够的程度。2020/2/2516结论：通过上述分析，可以看出①发动机的运转工况是复杂的，不同运转工况对可燃混合气的成分要求不同。②起动、怠速、全负荷、加速运转时，要求供给浓混合气α1。③中负荷运转时，随着节气门开度由小变大，要求供给由浓逐渐变稀的混合气α=0.9～1.1。第二节化油器式燃料供给系结构与原理1供给系组成：（1）燃油供给装置：油箱、液位指示器、汽油滤清器、油管。（2）空气供给装置：空气滤清器、进气消声器、进气预热设备、进气管等。（3）可燃混合气形成装置：传统汽车指化油器。（4）可燃混合气供给与废气排出装置：进气管、排气管及排气消声器、废气净化装置等2020/2/2518供给系组成供给路线图油箱汽油滤清器汽油泵化油器(混合)空气滤清器排气管排气消声器在气缸内燃绕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2020/2/25212简单化油器与可燃混合气的形成简单化油器的结构：简单化油器由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成（见下图）。（1）浮子机构(由浮子、针阀、浮子室组成)：汽油由进油口进入浮子室，浮子室油面高度影响喷出油量的多少，因此，必须保持油面高度一定，为此，设置了浮子，浮子由薄铜皮制成并为空心的，其上有针阀。当油面低时，浮子下沉，针阀将进油口打开，汽油进入浮子室，油面升高了，浮子上升，直到针阀将进油口封闭，油不再进入保持油面在规定的高度。为了保持浮子室内具有一定的气压，浮子室与大气相通，使油面在工作时始终承受大气压力。即浮子室内油面高度和压力始终不变。（2）量孔和喷管：量孔是一个尺寸和形状都很精确的小孔，控制汽油的流量。出油量取决于量孔直径和量孔前后压力差的大小。喷管的功用是喷出汽油，装在喉管断面最狭窄处，为防止发动机不工作时，汽油从喷管中流出，喷管口一般较浮子室油面高出2～5mm。（3）喉管：它的功用是减小空气流通断面，提高空气流速，形成真空吸力。（4）节气门（油门）：节气门位于喉管后面，它的功用是控制进入气缸的可燃混合气的数量。节气门开度增大，进入气缸中的混合气量增多，反之，则减少。节气门通常是一个椭圆形的片状阀门，可以绕其轴转动一定角度，来改变节气门的开度。简单化油器结构空气滤清器针阀浮子浮子室主量孔喷管节气门进气预热套管进气歧管进气门输油管2~5mm混合室空气室简单化油器各部分的功能喉管：产生真空度，吸出喷管中的燃油。主喷嘴：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。针阀：控制汽油进入化油器浮子室的开关。量孔：控制汽油精确的出油量。转速一定时，节气门开度越大，喉部真空度越大，油量越多，功率越大。节气门开度一定时，转速越高，功率也越大。主量孔浮子室工作原理此处气压降低，液体从容器中被吸出。高速的空气流将被吸出的液体冲击粉碎，形成雾状。可燃混合气的形成的工作过程燃油气化方式：喷雾吹散降压冲刷加热涡流2020/2/25272简单化油器与可燃混合气的形成当活塞下移时，进气门打开，空气高速流经化油器喉部，产生压降，造成对浮子室内汽油的真空吸力，汽油经浮子室底部的主量孔、主喷管吸出，被高速气流粉碎成无数细小的油滴，大大增加了蒸发表面积，在喉部下方的混合室内得到良好雾化，与空气混合成成分较均匀的可燃混合气，由混合室下方的节气门控制流入气缸的可燃混合气数量。因此，汽油机是气缸外部均匀混合气形成过程。由于颗粒较大的油滴沉积在进气管底部壁面上，被气流缓慢带动流向气缸内，对多缸机容易造成各缸进气不均匀（指浓度），各缸发出功率差异较大，发动机转速波动较大，因此，化油器式汽油机的进气管一般布置在同侧的排气管上方，加热进气管壁面，促使壁面油膜尽可能多地蒸发，但造成发动机的充气效率下降。总之，化油器的工作原理是利用吸入空气的动能实现汽油的雾化，显然，发动机高速工况时汽油雾化质量较好，低速时汽油雾化质量较差简单化油器供油特性简单化油器供油特性：转速一定时，简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度变化的关系。1）节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低。2）节气门开度逐渐增大，喉管真空度随之增高，混合气浓度变高。3）节气门开度逐渐增大到全开时，可燃混合气成分逐渐趋于稳定。简单化油器供油特性曲线混合气浓度随喉管处的真空度增大而升高混合气浓度趋于稳定理想化油器供油特性曲线简单化油器能否满足汽车发动机对混合气的要求？2020/2/25313现代化油器类型一、化油器的分类：1、按喉管气流方向：名称性能上吸式进气管拐弯多、阻力大、进气流速低、汽油雾化不好，化油器的保养和调整也不方便。趋于淘汰下吸式进气弯道少，进气阻力较上吸式小，有利于提高气缸充气效率和发动机功率。平吸式进气阻力小，可使发动机总体高度尺寸降低。2020/2/25322、按重叠的喉管数目单喉管式双重喉管式三重喉管式喉管大，增加充气量，但汽油雾化不良喉管小，汽油雾化良好，但充气量减少多重喉管既可以满足充气量的需要，又可以使汽油充分雾化2020/2/2533多重喉管化油器的工作演示2020/2/25343、按空气管腔数目单腔式、双腔并动式、双腔分动式双腔并动式双腔分动式主腔副腔Audi1002020/2/2535双腔化油器一、工作过程：中小负荷时，主腔单独工作，保证发动机有较好的经济性；在大负荷高转速时，副腔和主腔共同工作，以保证有良好的动力性。二、主副腔的判断：1、主腔有阻风门，副腔没有；2、主腔直径小，副腔直径大；3、副腔在节气门上部还有一个空气门。（BJH201）2020/2/2536化油器构造上体中体下体2020/2/2537化油器上体阻风门壳体真空加油柱塞进油口针阀2020/2/2538化油器中体2020/2/2539化