发动机构造第四章-汽油机供给系.ppt

第四章汽油机供应系统概述第一节，(3)可燃混合气形成装置：传统汽车是指化油器。汽油机供给系统的组成：精确地分为燃油供给系统和进排气系统。供给系统的功能：根据发动机在各种工况下的不同要求，准备一定浓度和数量的可燃混合气供给气缸，最后将燃烧工作后的废气排放到大气中。分类：传统化油器供油系统和现代汽油喷射供油系统。(1)供油装置：油箱、油管、液位指示器、汽油过滤器、油水分离器和汽油泵。(2)供气装置：空气过滤器、进气消声器、进气预热设备、进气管等。(4)废气排放装置：排气管和消声器、废气净化装置等。汽油的辛烷值是根据汽油的辛烷值来确定的，而我国目前使用的研究辛烷值(RON)如RON-80汽油，是指通过研究方法确定的辛烷值不小于80。汽油等级的选择主要基于发动机的压缩比。显然，压缩比越高，相应的汽油等级越高。汽油的性能指标主要是蒸发性、热值和抗爆性。蒸发：直接影响可燃混合物的质量，这可以通过蒸馏试验来确定.过度蒸发会导致夏季空气阻力和冬季化油器喉部结冰。热值指1千克燃料完全燃烧后产生的热量。汽油的热值约为44，000千焦/千克。防爆：指汽油在发动机气缸内燃烧时避免爆燃的能力，即抵抗自燃的能力。通常用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性能越好。确定辛烷值的方法有发动机法和研究法，相应的辛烷值分别称为发动机法辛烷值和研究法辛烷值。在第二部分中，一个简单的化油器和可燃混合物的形成，喉管5被制成一个收缩-扩张管，而最窄的部分被称为喉管。主喷嘴4插入其中，并比浮子室的油位高2-5毫米。因此，当发动机静止时，汽油不能自动吸出。简单的化油器结构由浮子室部分和喉部部分组成。浮子室9配备有浮子3、进油针阀2和主计量孔8。浮子室的上部连接有进油管，并设有大气孔。主喷嘴4、节流阀6、喉部上方的进气室和喉部下方的混合室。节流阀位于混合室后面和进气歧管7前面。它的功能是改变进入气缸的可燃混合气的量来调节发动机的输出功率，因此它是一种“量”调节。由于具有较大颗粒的油滴沉积在进气管的底壁上，并被流向气缸的气流缓慢驱动，因此对于多缸发动机来说，很容易导致进气(浓度)不均匀、每个气缸的功率输出差异大以及发动机转速波动大。因此，化油器式汽油发动机的进气管通常布置在排气管上方的同一侧，加热进气管的壁，使得壁上的油膜尽可能多地蒸发，但是降低了发动机的充气效率。(2)简单化油器工作原理：当活塞向下移动时，进气阀打开，空气高速流过化油器的喉部，产生压力降，造成浮子室中汽油的真空吸入。汽油通过浮子室底部的主计量孔和主喷嘴被吸出，并被高速气流粉碎成许多细小的油滴，从而大大增加蒸发表面积，在喉部下方的混合室中获得良好的雾化，与空气混合成成分相对均匀的可燃混合物，并通过混合室下方的节流阀控制流入气缸的可燃混合物的量。因此，汽油机是在缸外形成均匀混合气的过程。简而言之，化油器的工作原理是利用吸入空气的动能来实现雾化(2)发动机转速：发动机转速越高，通过化油器喉部的气体流速越高，喉部的真空度越大。(2)汽油流量：当化油器喉部的真空度恒定时(假设浮子室中的气压和油位恒定)，汽油流量由浮子室底部的主计量孔的几何形状和尺寸决定。主计量孔油道的几何形状通常设计成具有大于21的长径比和高流量系数。一般来说，主计量孔不是直接在浮子室的底部钻出，而是在由铜制成的塞子中打开，这具有高加工精度。不同尺寸的主计量孔的堵头可以更换，以改变可燃混合物的浓度，也可以与不同功率尺寸的发动机配合使用。如何精确控制空气流量和汽油流量？(1)空气流量：当气缸内的真空度不变时，通过化油器喉部的空气流量由化油器喉部的形状和喉部尺寸决定。喉部形状通常设计成具有高流量系数的文丘里管形状。对于较高的发动机功率，喉部尺寸较大，对于较高的最大发动机转速，喉部尺寸较大。化油器的浮子室浮子机构：其功能是在发动机工作时将浮子室的油位保持在大致相同的水平，这样，通过主计量孔的汽油流量仅由化油器喉部的真空度决定(空气在浮子室上方引入)。当发动机工作时，它消耗燃料。因此，进气门总是打开的，但是随着节气门开度的不同，进气门的升程不同，进气量也不同。显然，浮子应该重量轻，上下移动灵活。常见的故障是进油阀的升程不能随着节气门开度的变化而及时变化，导致发动机节气门响应性差，有时当节气门增大时，速度会下降甚至失速。当浮子室中的油位下降时，浮子围绕浮子支撑轴旋转并下降。进油阀打开，汽油通过细滤网进入浮子室，直到油位恢复，进油阀关闭。简单的化油器特性曲线：当节气门开度不变时，发动机转速变化引起的化油器喉部真空度变化远小于发动机转速不变时节气门开度变化引起的真空度变化。因此，决定化油器喉部真空度变化的影响因素一般只是节气门开度的变化。发动机怠速时，节气门开度最小，进气阻力损失大，即进气管真空度大，但节气门前化油器喉部真空度很小，汽油根本吸不进去，所以化油器只供给空气和过量空气系数。随着节气门开度的增加，混合气浓度逐渐变浓并趋于稳定。定义：当发动机转速不变时，简单化油器提供的可燃混合气成分与节气门开度(即喉部真空度)之间的关系称为简单化油器的特性曲线。可燃混合气的组成与汽油机性能的关系。可燃混合物的成分是可燃混合物的浓度，通常用空燃比或过量空气系数来表示：空燃比A/F=空气质量流量/燃料质量流量(在欧洲和美国国家)，过量空气系数=，燃烧1千克燃料所提供的实际空气质量，完全燃烧1千克燃料所需的理论空气质量， 一、可燃混合气成分对发动机性能的影响：试验证实：在发动机转速恒定、节气门全开(空气流量自然恒定)的情况下，改变混合气浓度的方法是更换不同尺寸的主计量孔铜塞，分别测量相应的发动机功率和油耗率，如图所示。 1kg汽油的完全燃烧需要14.7kg空气，因此理论混合物的空燃比=14.7，理论混合物的过量空气系数=1。A/F14.7或1处的可燃混合物称为贫混合物，A/F14.7或1处的可燃混合物称为富混合物。经济混合料的组成一般在1.051.15之间。(1)经济混合气的组成：由于时间(有限的燃烧速度)和空间(不可能在气缸内绝对均匀混合)的限制，理论混合气不能完全燃烧。为了实现完全燃烧，它必须是一种稀薄的混合物。从图中可以看出，=1.1左右，燃油消耗率最低。(2)功率混合：从图中可以看出，当=0.88左右时，发动机的输出功率最大。此时，燃烧速度最快，一个是最高的热效率，另一个是最高的功率，因为单位体积的可燃混合物在燃烧过程中放出的热量最大。过浓混合气会降低燃烧速度和输出功率。此外，由于不完全燃烧，燃料经济性恶化。在严重的情况下，由于气缸中产生大量一氧化碳和游离碳颗粒，碳沉积物会沉积在排气阀、火花塞裙部、活塞顶部和气缸盖底部，黑烟会从排气管中排出。废气中的一氧化碳也可能被排气管中的高温废气点燃，导致排气管“喷射”。(3)火焰传播极限：当混合物富集到1.4时，燃料分子之间的距离将增加到火焰不能传播的程度。该值称为火焰传播下限。混合物的成分必须在火焰传播极限(=0.4 1.4)以内，否则，发动机会不稳定地运转，直到熄火。(4)有利可燃混合气成分与发动机负荷(节气门开度)(发动机转速恒定)的关系：最大功率对应的可燃混合气成分随节气门开度变化，如右侧曲线1所示。对应于最低燃料消耗率的可燃混合物的成分随着节气门开度而变化，如右侧曲线2所示。因此，上述动力混合物成分(=0.88)和经济混合物成分(=1.1)是指全油门下的试验结果，包括火焰传播极限(0.4 0.51.3 1.4)。稳定工作条件的定义：发动机已经预热，在一定时间内速度和负荷没有突然变化。它可分为怠速和小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷。在最低稳定速度的条件下运行。怠速时，节气门开度最小，进气阻力损失最大，通过化油器喉部的气体流量很低，即使被吸出的汽油的雾化质量很差，此外，由于进气管中的高真空度，排气在气门叠置期间很容易流回进气管，并且在下一个循环的进气冲程期间被吸入气缸，即排气稀释现象在怠速时很严重。因此，化油器需要在怠速时提供更浓的混合气(0.60.8)(注：非气缸混合气成分)。(1)怠速和低负载怠速是指发动机没有动力传输到外部。其次，汽车汽油机各种工况对可燃混合气组成的要求：(1)稳定工况对可燃混合气组成的要求：节气门开度适中，可以省略废气稀释现象，汽油雾化良好，发动机大部分时间处于中等负荷工况。因此，化油器需要提供一个相对稀释的经济混合物成分(0.91.1)，这接近曲线2。当汽车爬山或追求高速行驶时，它需要发动机提供最大的动力。此时，节气门全开，发动机处于满负荷状态。因此，化油器需要在重负荷和满负荷条件下提供富混合气(0.850.95)(气缸内良好的雾化，即气缸内的混合气成分)。从中等负荷状态到重负荷和满负荷状态，化油器供给的混合物成分从接近曲线2变化到与曲线1一致。当节流阀稍微打开，节流阀切换到小负荷状态时，废气对混合气体的稀释作用逐渐减弱，混合气体的浓度下降到0.70.9。中等负载条件，3，重负载和满负载条件.简而言之，发动机稳定状态的变化需要化油器来提供浓-稀-浓混合气。这与简单化油器的特性曲线相反。2。预热：发动机冷起动后，它将自动继续运行，直到发动机，1。冷启动：当发动机在外力推动下启动时，转速极低，汽油雾化质量很差。化油器需要提供极其丰富的混合气成分(0.20.6)(注：非气缸混合气成分)。(2)过渡工况，3)加速：在加速过程中，节气门开度突然增大。由于燃油惯性大于空气，气缸内的混合气成分会在一瞬间变得过稀，发动机功率会下降，转速会降低，甚至会发生熄火。因此，化油器需要提供浓缩的混合物成分(将提供额外的部分燃料)。显然，简单的化油器不能满足发动机在过度工作条件下的混合气组成要求。传统化油器在简单化油器的基础上，采用一系列自动调节混合气浓度的装置，如主供油系统、怠速系统、增浓系统、起动系统、加速系统等。现代汽车的化油器还配备了一系列用于瞬态工况的自动定量装置，以提高发动机节气门的响应能力并减少排放。化油器的工作原理是：采用空气控制的方法来降低主孔出口的真空度，抑制汽油流量随节气门开度的增加。当发动机从低负荷到中等负荷时，主燃油供给系统确保化油器供给的混合气逐渐变稀，从浓变得经济。它不同于简单的化油器之处在于，主计量孔的出口端和主喷嘴的入口端与带有小空气计量孔的空气管串联。当发动机不工作时，浮子室、空气管和主喷嘴中的油位相等。当发动机工作时，空气管中的油位下降，并具有对应于某一节气门开度的某一高度。当节气门开度很小时，空气管中的油位不会下降到露出主喷嘴的入口，来自空气计量孔2的空气流速很慢，空气管中的压力等于，此时化油器仍然是一个简单的化油器， 决定主计量孔流量的压差如下：当节流阀开度大到足以降低空气管中的油位而露出主喷嘴入口时，来自空气管中的空气计量孔的空气进入主喷嘴，与汽油混合形成泡沫混合油，由于节流损失而喷出， 空气管中的压力小于但大于，这决定了主孔流的压力差，从而抑制了随着节流阀打开的汽油流的增长速度，并逐渐稀释了混合物成分。 3、EBl0、Bl0时，降低主测量孔真空度的工作过程分层如右图所示(多排孔气泡端管)。对于简单的化油器，怠速时节气门几乎完全关闭，发动机转速低，节气门前喉部的真空度很低，主喷嘴不能吸入汽油。但是，节流阀后面的真空度很高(约0.04 0.06兆帕)，所以可以设置一个怠速油道(平行于主喷嘴)，其节流孔位于节流阀后面。为了限制怠速喷嘴处的过度真空度(虹吸现象)，应在怠速油道中设置怠速空气计量孔6。怠速装置由怠速喷孔3、怠速过渡喷孔5、怠速油路7、怠速空气量孔6、怠速油量调节螺钉4和节气门最小开度限制螺钉2组成。在怠速系统中，当节气门处于最小开度时，怠速节流孔3就在节气门的后部附近。汽油主计量孔-怠速油道-与来自空气计量孔的空气混合以形成泡沫状混合油-再次与进入节流阀前面的过渡孔5的空气混合，进一步的泡沫-熔化物-被怠速孔3吸出-被从节流阀边缘流入的高速气流冲击和雾化，并在节流阀后面的混合室中混合成可燃混合物。怠速系统的原理：由于壁面粘附，怠速时燃油雾化质量差。当节气门开度增加时，怠速真空度降低，机油输出减少。然而，空转过渡喷嘴5部分暴露在thr后面这两个调整一起进行，相互影响，并反复调整。最终怠速稳定，不易熄火。怠速时的混合气浓度基于怠速时的最小排气烟度。注：最小节气门开度的调整应使怠速喷嘴位于节气门之后，怠速过渡喷嘴位于节气门之前。怠速条件的调整应考虑两个因素：3 .浓缩系统的主供油系统采用空气控制方式，使化油器供给贫可燃混合气，发动机需要化油器在重载和满载时