汽车拖拉机学-汽油机燃油供给系统

1、1、混合气的形成与燃烧、混合气的形成与燃烧2、化油器（、化油器（Carburetion）3、电控燃油喷射、电控燃油喷射(Fuel Injection Sys.)4、汽油供给装置、汽油供给装置(Secondary Devices)第五章第五章 汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统Petrol (Gasoline) Systems and Carburetion 一、汽油：汽油：85%85%碳与碳与15%15%的氢组成，易蒸发，燃烧的氢组成，易蒸发，燃烧 1、石油的炼制、石油的炼制 蒸馏法（直馏法）313-323K450-485K 热裂化 辛烷值60-70 裂化法 催化裂化 辛烷值80 加氢裂化

2、辛烷值80以上 2、汽油的使用性能：蒸发性、热值、抗爆性、汽油的使用性能：蒸发性、热值、抗爆性 1）、 蒸发性：被测试油蒸馏温度与馏出量之间的关系（饱和蒸汽压力） 馏出10%的温度 低温挥发性（气阻和启动性能） 馏出50%的温度 中间馏分的蒸发性（暖车、加速、怠速） 馏出90%的温度 重馏分的多少（完全燃烧、充气效率）2）、）、辛烷值辛烷值 （汽油标号）（汽油标号）：是衡量汽油抗爆性的指标：是衡量汽油抗爆性的指标 正庚烷正庚烷 C7H16 （0） 异辛烷异辛烷 C8H18 （100） 标准混合液中异辛烷的容积百分数标准混合液中异辛烷的容积百分数 6666、7070、8585、9090、9393

3、、9797 抗爆剂：四乙铅抗爆剂：四乙铅 Pb（C2H5）3）、）、热热 值值 ： 44000 kJ/kg避免产生爆燃避免产生爆燃的能力，即抗的能力，即抗自燃能力。自燃能力。 化油器化油器 油油 箱箱 滤清器滤清器 输油泵输油泵汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统化油器式供给系统 二、供油系统功用与组成二、供油系统功用与组成三、混合气的的形成与成份：三、混合气的的形成与成份： 过量空气系数过量空气系数 空燃比空燃比 1，0.41.4，0.850.95（功率），1.051.15(经济油耗)正常燃烧正常燃烧诱导期：从火花塞放电到气缸压力脱离压缩线诱导期：从火花塞放电到气缸压力脱离

4、压缩线 传播期：至压力最高点传播期：至压力最高点 后燃期：至燃烧结束后燃期：至燃烧结束 异常燃烧异常燃烧爆震爆震燃烧燃烧( (detonation) )：火焰的异常高速传播，：火焰的异常高速传播， 引起的压力激增引起的压力激增 表面表面点火：局部过热或高温积炭引起点火现象点火：局部过热或高温积炭引起点火现象 燃烧影响因素：点火提前角、混合气成份、内燃机转速燃烧影响因素：点火提前角、混合气成份、内燃机转速 内燃机负荷、内燃机负荷、 燃烧室形状与火花塞配置燃烧室形状与火花塞配置混合气的燃烧400500deg.，预混燃烧和逐渐爆发燃烧，预混燃烧和逐渐爆发燃烧一、简单化油器： 组成：节气门、浮子室、喉

5、管、喷管、量孔 工作原理：创造蒸发环境二、类型 上吸、下吸、平吸 单重喉管、多重喉管 单腔、双腔并动、双 腔（四腔）分动化油器化油器 Carburetor1、成分对发动机性能之影响、成分对发动机性能之影响经济混合气：经济混合气： a=1.05-1.15 过稀过稀 回火回火功率混合气：功率混合气：0.88/0.85-0.95 过浓过浓 燃烧不完全、放炮燃烧不完全、放炮二、汽油机工况二、汽油机工况 对可燃混合气的要求对可燃混合气的要求2、汽油机各工况对可燃混合气成分的要求、汽油机各工况对可燃混合气成分的要求各个工况下混合气的过量空气各个工况下混合气的过量空气系数值：系数值： 起起 动动0.2-0.

6、6 大负荷大负荷0.85-0.95 怠怠 速速0.6-0.8 中负荷中负荷0.9-1.1 加加 速速0.2-0.6 从以上数据可以看出：从以上数据可以看出： 汽油机工况变化范围大；汽油机工况变化范围大； 简单化油器无法满足汽油简单化油器无法满足汽油 机工况的要求。机工况的要求。主供油装置主供油装置大负荷加浓装置大负荷加浓装置怠速供油装置怠速供油装置加速加浓装置加速加浓装置起动加浓装置起动加浓装置三、实用化油器三、实用化油器1、主供油装置、主供油装置保证汽油机正常工作时，化油保证汽油机正常工作时，化油器所供混合气随节气门开度加器所供混合气随节气门开度加大而变稀，在中负荷时接近最大而变稀，在中负荷

7、时接近最经济混合气成分经济混合气成分（0.9-1.1）hhPPP0kPhgP)(0kkPPP0hkPP2 2、大负荷加浓装置、大负荷加浓装置0.8-0.93 3、怠速加浓装置、怠速加浓装置0.6-0.80.8-0.94 4、加速加浓装置、加速加浓装置0.2-0.64 4、启动加浓装置、启动加浓装置0.2-0.6典型化油器典型化油器-1 -1典型化油器典型化油器-2-2 3-1、概述、概述 发展简介：发展简介： 30年代（年代（1934），德国，军用战斗机，），德国，军用战斗机，“二战二战”后后期期 五十年代，赛车，（成本）五十年代，赛车，（成本） 60年代，机械柱塞式喷射泵，机械控制年代，机械

8、柱塞式喷射泵，机械控制 奔茨奔茨200SE，机械控制；结构复杂，昂贵，机械控制；结构复杂，昂贵 1954年，奔茨公司着手开电控喷射装置年，奔茨公司着手开电控喷射装置 空然比控制精度高，安装方便，功率空然比控制精度高，安装方便，功率 60年代，排放法规，年代，排放法规，1967 Bosch公司公司D型喷射系统型喷射系统 70年代，微电子技术，集成电路，微机年代，微电子技术，集成电路，微机 美国美国GM点火控制中使用微机点火控制中使用微机 80年代，年代，Bosch、GM、Ford、Nissan、Toyota，空气流量的精密测控，原理相似。空气流量的精密测控，原理相似。3、电控燃油喷射系统Elec

9、tronic Gasoline Fuel Injection Systems (EFI)3-23-2、汽油直接喷射系统的功用与特点汽油直接喷射系统的功用与特点功用：功用： 根据发动机各种不同工况的要求，提供适根据发动机各种不同工况的要求，提供适宜成分的可燃混合气宜成分的可燃混合气特点：特点：汽油喷射技术尤其是电控汽油喷射技汽油喷射技术尤其是电控汽油喷射技术（术（EFI）目前正逐步取代化油器，从而最终）目前正逐步取代化油器，从而最终成为汽油机供油系统的主要形式成为汽油机供油系统的主要形式 空气流动阻力小，充气性能好，输出功率大；空气流动阻力小，充气性能好，输出功率大； 混合气分配均匀性好；混合气

10、分配均匀性好； 随工况变化配制混合气成分，提高经济性、动力随工况变化配制混合气成分，提高经济性、动力性，减少有害物排放；性，减少有害物排放； 具有良好的加速等过度性能。具有良好的加速等过度性能。3-33-3、种类：、种类： 缸内喷射缸内喷射 压力大压力大3-5 M Pa 进气管内喷射进气管内喷射 压力小压力小0.2-0.3 M Pa 机械控制汽油喷射系统机械控制汽油喷射系统 电子控制汽油喷射系统电子控制汽油喷射系统 间歇喷射间歇喷射(Intermittent fuel injection) 连续喷射连续喷射(Sequential fuel Injection) 单点喷射单点喷射(Single-

11、port fuel Injection) 多点喷射多点喷射(Multi-port fuel injections) 同时喷射同时喷射(simultaneous fuel injections ) 分组喷射分组喷射(Block fuel injections) 顺序喷射顺序喷射(series fuel injection) 缸外多点间歇喷射缸外多点间歇喷射(Multi-port intermittent fuel injections) 3-43-4、电控汽油喷射的组成、电控汽油喷射的组成 Motronic Sys. Configuration 燃油喷射燃油喷射系统系统 进气系统进气系统 喷油控

12、制喷油控制系统系统 故障诊断故障诊断及故障保及故障保险等险等 3-6、燃油喷射系统燃油喷射系统 燃油箱、电动燃油泵、汽油滤清器、压力调燃油箱、电动燃油泵、汽油滤清器、压力调节器、压力脉动衰减器、喷油器、冷起动喷节器、压力脉动衰减器、喷油器、冷起动喷嘴等组成。嘴等组成。 对多点燃油喷射系统而言，燃油可以由各个气缸喷对多点燃油喷射系统而言，燃油可以由各个气缸喷油器同时喷入，也可按发火顺序由各缸喷油器依次油器同时喷入，也可按发火顺序由各缸喷油器依次喷入；可以气缸每一工作循环喷油器喷一次油，也喷入；可以气缸每一工作循环喷油器喷一次油，也可以循环两次，喷油器才喷油一次，视发动机运行可以循环两次，喷油器才

13、喷油一次，视发动机运行工况来确定。工况来确定。 对于单点燃油喷射系统，各进气歧管燃油混合气分对于单点燃油喷射系统，各进气歧管燃油混合气分配不均匀现象不可避免，现已少用。配不均匀现象不可避免，现已少用。 提供充足的提供充足的燃油燃油压力调节压力调节器将燃油器将燃油压力与进压力与进气歧管之气歧管之间的压力间的压力差调整为差调整为恒定值恒定值喷油器根据喷油器根据电子控制单电子控制单元（元（ECU）提供的信号，提供的信号，将适量的燃将适量的燃油喷入进气油喷入进气道道3-5、电控燃油喷射原理 Electronic Gasoline Fuel Injection Systems (EFI)(1)喷油器 小

14、巧的电磁阀，计量精度高，小巧的电磁阀，计量精度高，重复性好，工作脉冲宽度一般在重复性好，工作脉冲宽度一般在210ms，最小喷射量为，最小喷射量为1.5mm3/pulse容许误差容许误差+2.5%。 （2）冷起动喷嘴及热时间开）冷起动喷嘴及热时间开关关冷启动喷嘴不受冷启动喷嘴不受 ECU的控制，它由热时间开关控制；的控制，它由热时间开关控制；当冷却水温高于当冷却水温高于35或启动时间超过或启动时间超过15s时，冷启动喷嘴则停止喷油时，冷启动喷嘴则停止喷油 辅助进气阀辅助进气阀（3）燃油压力调节器）燃油压力调节器 Fuel Pressure Regulator 自动调节燃油压力，自动调节燃油压力，

15、使之与喷油器喷射空间的使之与喷油器喷射空间的压差不变，使喷油量仅为压差不变，使喷油量仅为ECU输出的脉冲宽度的单输出的脉冲宽度的单一函数而得以精确控制一函数而得以精确控制 (4)燃油泵燃油泵 Fuel Pump叶片式电动汽油泵叶片式电动汽油泵 电动滚子泵电动滚子泵 (5)燃油箱 为了防止油箱内油面下降时形成一定的真空以为了防止油箱内油面下降时形成一定的真空以及温度升高时汽油蒸发造成压力上升而影响供油，及温度升高时汽油蒸发造成压力上升而影响供油，油箱的盖上一般设有油箱的盖上一般设有蒸气空气阀蒸气空气阀。当油箱中压力升。当油箱中压力升高到一定值时，蒸气阀开启以释放压力；当油箱中高到一定值时，蒸气阀

16、开启以释放压力；当油箱中产生一定真空度时，空气阀开启引入空气以平衡气产生一定真空度时，空气阀开启引入空气以平衡气压。为了避免油箱中汽油蒸气排入大气而造成污染，压。为了避免油箱中汽油蒸气排入大气而造成污染，可将燃油蒸气引入可将燃油蒸气引入解毒器解毒器，由活性炭吸收，待汽油，由活性炭吸收，待汽油机工作时再将其逐渐吸入汽缸烧掉。机工作时再将其逐渐吸入汽缸烧掉。 （6）滤清器）滤清器 进气系统的作用是为进气系统的作用是为发动机提供适量的新发动机提供适量的新鲜空气。鲜空气。 空气滤清器、进气空气滤清器、进气管、管、空气流量传感器空气流量传感器、进气歧管绝对压力传进气歧管绝对压力传感器感器、进气温度传感进

17、气温度传感器器、节气门体及、节气门体及节气节气门位置传感器门位置传感器、进气、进气歧管、歧管、快怠速阀快怠速阀等等 3-7、进气系统、进气系统（2）节气门传感器Throttle-valve switchPotentiometer and air-temperature sensor（3）空气流量传感器Air-flow sensor空气流量空气流量传传感器感器质质量流量量流量传传感器感器卡卡门门空气流量空气流量传传感器感器 当发动机暖机时，为了防止不稳定运转，需当发动机暖机时，为了防止不稳定运转，需提高怠速转速。快怠速阀一般有双金属片式、石提高怠速转速。快怠速阀一般有双金属片式、石蜡式、电磁式和步进电机等型式蜡式、电磁式和步进电机等型式 （7）快怠速阀）快怠速阀石蜡式空气石蜡式空气阀阀 燃油喷射控制系统主要由各类传感器，电燃油喷射控制系统主要由各类传感器，电子控制单元及执行元件等组成，其作用是根