汽油机燃油供给系

第五章汽油机燃料供给系第一节

汽油机燃油供给系的组成及燃料第二节简单化油器与可燃混合气的形成第三节可燃混合气成分与汽油机性能的关系第四节

化油器的各工作系统第五节

化油器整体结构第六节

汽油供给装置第七节

汽油直接喷射一

、汽油机供给系统1.供给系的作用根据发动机不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功。最后供给系还应将燃烧产物——废气排至大气中。2.供给系组成①燃油供给装置：汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管。②空气供给装置：空气滤清器。③可燃混合气装置：化油器。④可燃混合气供给和废气排出装置：进气管、排气管、排气消声器。第一节

汽油机供给系统的组成及燃料二、汽油汽油是多种碳氢化合物，碳的体积为85%，氢为15%。汽油是从石油中提炼出来的碳氢化合物。按辛烷值不同分为几个牌号。以RQ打头，后跟汽油的辛烷值。汽油的辛烷值（正庚烷0、异辛烷100）通常有两种测定方法，即研究法（RON）和马达法（MON），其换算关系为（RON）=（MON）+10。例如代号为RQ-90，“R”是燃的汉语拼音字头，“Q”是汽的汉语拼音字头，代表燃汽油-90是辛烷值（表示研究法辛烷值为90），压缩比大的汽油机应选用较高牌号的汽油。汽油的主要使用指标:蒸发性、热值和抗爆性。1.蒸发性汽油的蒸发性可通过燃料的蒸馏试验来测定。10％馏出温度与汽油机冷态起动性能有关。

50％馏出温度表明汽油中的中间馏分蒸发性的好坏。

90％馏出温度与干点用来判定汽油中难以蒸发的重质成分的含量。2.热值

指lkg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000kJ／kg。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，即抗自燃能力，是汽油的一项主要性能指标,用辛烷值表示。中国内地加油站出售的汽油主要有90号、93号及97号，部分沿海城市有98号汽油供应。一般称90号油为普通汽油，而97以上为高级或特级汽油。将低标号的汽油加在高压缩比的发动机上，会产生爆震并使功率下降、油耗上升，发动机内部零件损坏如活塞顶部烧蚀、脱顶等，严重缩短发动机的正常寿命。高标号的汽油加在低压缩比发动机上，除用车成本会增加外，会产生着火慢、燃烧时间长，而导致功率下降，此外还容易因燃烧气体温度过高而烧坏进排气门的座圈，导致气门关闭不严。一般来说，压缩比为7-8的发动机选用90号汽油；压缩比为8-8.5的发动机选用93号汽油；压缩比为8.5以上时，应选用97号汽油，对一些特高压缩比的发动机，如奔驰、宝马及一些超级跑车等最好选用98号汽油，以保证满足发动机超高压缩比的要求。三、车用乙醇汽油车用乙醇汽油是指在汽油组分油中，按体积比加入一定比例（一般10％）的变性燃料乙醇混配形成的一种车用燃料，它是汽油车发动机专用的一种新型的环保燃料。在汽油标号前加写字母“E”作为车用乙醇汽油标号，它的标号有4种，即：E90号、E93号、E95号、E97号。目前推广使用的车用乙醇汽油标号为E90号和E93号，E95号和E97号将逐步推广应用。变性燃料乙醇（乙醇俗称酒精）是通过专用设备，特定工艺生产的高纯度无水酒精，经过变性处理后，不能食用，仅供混配汽油的专用酒精。第二节简单化油器与可燃混合气的形成汽油和空气形成可燃混合气的过程叫做“汽化”，完成汽化任务的设备叫做化油器。一、简单化油器

1.结构空气滤清器针阀浮子浮子室主量孔喷管节气门进气歧管进气门输油管2~5mm喉管2.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。（1）浮子室和浮子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，为保持油面高度一定，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，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。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。出油量只取决于量孔两端的压力差。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）喉管功用:是减小空气流通断面，提高空气流速。

（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。3.可燃混合气的形成原理（1）空气流经喉管时流速加快，静压力降低，产生真空度，具有真空吸力，将油吸出。（2）被吸出的汽油分子与空气分子相碰撞，被冲散，雾化。（3）汽油本身极具挥发性。4.简单化油器的特性

(1).定义：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(或喉部真空度)变化的规律。(2).化油器供油特性：节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低。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。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。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5.简单化油器供油特性曲线

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α：

燃烧1kg燃料实际供给的空气量

α

=-----------------------------------

理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气量

第三节可燃混合气成分与汽油机性能的关系二、可燃混合气成分对发动机性能的影响混合气的分类：

1）标准混合

α

=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α>1 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α<1 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。可燃混合气成分对发动机性能的影响1.Ge与α关系曲线(1)经济混合气

1.05---1.15(2)过稀混合气

>1.15(3)火焰传播下限

1.3---1.42.Pe与α关系曲线

(1)功率混合气

0.85---0.95(2)过浓混合气

<0.88(3)火焰传播上限

0.4---0.53.α随载荷变化特性曲线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，发动机不工作三、汽车发动机各种工况对可燃混合

气成分的要求

汽油机工作特点：

(1)工况变化范围很大，负荷可从0变到l00％，转速可从最低稳定转速变到最高转速，而且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。

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所占的比例相对较多，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α>1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，α=0.85～0.95量多汽车需要克服很大阻力时，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，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。故要求化油器供给最大功率时的α值。

4.起动工况要求供给极浓的混合气α=0.2～0.6,量少。发动机起动时，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，发动机的转速低，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。

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/min，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，使混合气的燃烧速度↓，因而发动机动力不足。因此要求提供较浓的混合气

α

=0.6～0.8。

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。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。但由于汽油的惯性大于空气的惯性，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，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。

7.急减速要求混合气浓度减小，量也少。但实际情况是当加速踏板急速抬起时，节气门迅速关闭，进气管的真空度激增使管壁上的油膜迅速蒸发，使混合气变浓，燃烧恶化，HC增加。应采用减缓和限制节气门开度的措施。第四节化油器各工作系统1．主供油系统2．怠速系统3．加浓系统4．加速装置5．起动装置一、主供油系统1.功用：保证发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷下接近于最经济的成分。2.对简单化油器修正方案：降低主量孔外真空度3.工作原理加设空气量孔，引入少量空气，适当降低吸油真空度，借以适当地抑制汽油流量的增长率，使混合气的规律变为由浓到稀，以符合理想化油器特性的要求。主量孔空气量孔通气管主喷管△Pk决定出油量主供油系统工作原理泡沫管：提前校正出油量。燃油泡沫化后，易吸出、吹散。各渗气孔先后露出油面使△

Pk逐渐接近△Ph，混合气浓度逐渐提高。

4.工作过程在主量孔和主喷管之间增设了通气管和空气量孔口不工作时，通气管内油面与主喷管、浮子室油面是等高的。小油门时，喉管真空度小，从主喷管喷出的油量较少，通气管内的油面下降不多。油门增大，喉管真空度增大，由于主量孔比主喷管的流通截面小，汽油来不及从浮子室向主喷管补充，通气管内的油面就很快降低直到被吸净为止。这时，空气通过空气量孔流入通气管，并与主量孔出来的汽油一道从主喷口喷出，并在喷出前，空气和汽油已形成气泡，有利于汽化。化油器主供油系统工作过程二、怠速系统1.功用：保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。α

为0.6～0.8。

2.结构：怠速喷孔，过渡喷孔，怠速量孔，怠速空气量孔，怠速调整螺钉，怠速油道和限制螺钉。怠速喷口调整螺钉过渡喷孔怠速空气量孔油道怠速量孔限制螺钉3.怠速系统中装置作用调节怠速时的出油量，从而控制混合气的浓度。调节节气门最小开度和空气量，从而改变怠速的高低。提高怠速油道的气压防止怠速时供油过多，还可防止虹吸作用。控制怠速时的供油量

4.工作原理①在低速怠速时。②当节气门开度稍大时。③节气门开度进一步增大到使得主供油系统开始工作时。④节气门开度增加到相应与发动机进入中等负荷工况时。5.化油器怠速系统工作演示

6.怠速反流在怠速系统停止供油以后，当喉管真空度相对于怠速喷口真空度高出太多时，有可能将存于怠速系统中的燃油完全吸向主喷管，同时从怠速空气量孔，怠速喷口和过渡孔进入的空气便经怠速油量孔渗入主喷管。燃料空气流向

三、加浓系统（省油器）作用：由于主供油装置的作用，化油器供给的混合气是随负荷的增加而变稀的，即

α

↑，这就不能满足大负荷时加浓要求。为此，设置了加浓装置，在大负荷或全负荷时额外供油，保证全负荷时混合气浓度达到0.8～0.9，使发动机发出最大功率。种类：加浓装置有机械式和真空式两种。

（一）机械式加浓装置

浮子室内装有加浓量孔和加浓阀，加浓量孔与主量孔并联，加浓阀上方有推杆与拉杆固连为一体，拉杆又通过摇臂与节气门轴相连。这种加浓装置起作用的时刻只与节气门的位置有关，即只与负荷有关，与发动机的转速无关。

1.工作原理

当节气门开启时，摇臂转动，带动拉杆和推杆一同向下移动，只有在节气门开度达到80％～85％时，推杆才开始顶开加浓阀。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。这样便增加了汽油的供给量。使混合气加浓。正确地选择加浓量孔的尺寸，便可保证在大负荷范围内混合气由稀转浓，直到全负荷所需的最大浓度。当节气门开度减小时，拉杆与推杆上移，加浓阀在弹簧作用下关闭加浓进油口。2.功率停滞

随着节气门开启角的不断增大，一开始，发动机功率Pe对开启角θ的增长率很大，以后逐渐减小，在未达到节气门全开时，Pe对开启角θ的增长率几乎为零的现象。机械加浓系统起作用的时刻只受节气门开度控制与转速无关。进气饱和点（二）真空式加浓系统活塞空气缸通道主量孔加浓阀推杆加浓量孔弹簧

1.结构组成真空式加浓系统有活塞式和膜片式两种，用得较为广泛的是活塞式真空加浓系统。推杆与位于空气缸中的活塞连接，在推杆上装有弹簧。空气缸的下方借空气通道与喉管前面的空间连通，空气缸的上方有空气通道通到节气门后面。2.真空加浓系统工作规律真空加浓系统起作用的时刻取决于节气门后面真空度。转速一定节气门开度加大加浓节气门开度减小不加浓节气门开度一定转速加大不加浓转速减小加浓

3.工作原理在中等负荷时，如果发动机转速不是很低，喉管前面的压力几乎等于大气压力P0；而气门后的压力入则比大气压力小很多，因此在真空度的作用下，活塞压缩了弹簧以后，处于最上面的位置。此时加浓阀被弹簧压紧在进油口上，即真空式加浓系统不起作用。当转变到大负荷时，节气门后的压力增加，则真空度减小到不能克服弹簧的作用力，于是弹簧伸张而使推杆和活塞下落，推开加浓阀，额外的燃油便经加浓量孔流入主喷管中，以补偿主量孔出油的不足，使混合气加浓。四、加速系统（加速泵）

1.作用:就是在节气门突然开大时，及时加浓混合气，以适应汽油机加速的需要。2.结构：活塞式机械加速系统通气道弹簧

3.工作原理

节气门开度减小时，摇臂逆时针回转，带动拉杆、连接板、活塞杆及活塞向上移动，泵腔内产生真空度，汽油便自浮子室经进油阀充入泵腔。节气门缓慢地开大时，即一般地增加负荷时，活塞便缓慢地下降，泵腔内形成的油压不大，进油阀关闭不严密，于是燃油又通过进油口流回浮子室，加速系统并不起作用。当节气门迅速地开大时，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，泵腔内所贮存的汽油便从加速量孔喷入喉管内，加浓混合气。这种加浓作用只是一时的，当节气门停止运动后，即使保持的开度很大，加速泵也不再供油。弹簧的作用是使加速系统延长喷油时间和缓冲作用。4.加速系统工作演示

五、起动装置1.作用：在冷车起动时，供给极浓的混合气。

α

=0.2～0.6，使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽，以保证发动机能顺利起动。2.结构：在喉管前装一个阻风门，用弹簧保持它经常处于全开位置。

3.工作原理起动时，关闭阻风门，一方面减少了进入化油器的空气量，另一方面又提高了阻风门后面空腔的真空度，使得主供油系统和怠速系统都供油，获得极浓的混合气易起动。自动阀可以防止在阻风门后面空腔的真空度过高，混合气太浓时，自动打开，降低混合气浓度。发动机热态起动时，所需混合气比冷态时稀，故只须将阻风门半闭即可。起动后，要将阻风门逐渐打开，节气门的开度保持在低怠速位置。4.起动系统工作演示阻风门轴

第五节化油器构造

一、化油器分类：按喉管处空气流动方向不同按重叠的喉管数目按其空气管腔数目1.按喉管处空气流动方向不同上吸式：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。用途最广。平吸式：进气阻力小，可使发动机总体高度尺寸降低。

2.按重叠的喉管数目单喉管式：喉管大，增加充气量，空气流速慢，汽油雾化不良双重喉管式三重喉管式多重喉管既可以满足高速、大负荷时动力性的需要，又可以满足汽油机在低速、小负荷时对经济性的要求。双重喉管式三重喉管式单喉管式多重喉管化油器的工作演示3.按其空气管腔数目(1)单腔式：载货汽车上多用。(2)双腔并动式:

两个单腔式的并联。解决因发动机缸数多和转速高引起的进气重叠（抢气）、各缸吸入混合气的浓度和数量不一致的现象。动力性强，用于越野汽车上。(3)双腔分动式：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。多用于轿车上。主副腔的判断：主腔有阻风门，副腔没有。主腔直径小，副腔直径大。副腔在节气门上部还有一个空气门。双腔并动式双腔分动式主腔副腔4.化油器型号的含义二、化油器构造上体中体下体化油器上体阻风门壳体真空加油柱塞进油口针阀化油器中体化油器下体主量孔浮子室第六节

汽油供给装置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一、汽油箱(桑塔纳轿车)快速排气管接口供油管接口回油管接口油面传感器插座集滤器浮子汽油箱盖作用：密封汽油箱。结构：空气阀蒸汽阀弹簧弹簧汽油箱盖的工作过程二、汽油滤清器功用：

除去汽油中的水分和杂质，使汽油能达到发动机工作的需要。类别：可拆式、不可拆式结构：进、出油口不可装反纸质汽油滤清器中央多孔筒多孔滤纸外筒折叠纸滤芯三、汽油泵1、功用：

将汽油从油箱中吸出，经管路和汽油滤清器，然后泵入化油器浮子式。2、结构：回位弹簧摇臂进油口出油口泵膜出油单向阀进油单向阀桑塔纳发动机汽油泵进油口出油口滤网回位弹簧摇臂3、工作原理汽油泵工作演示四、空气滤清器1、功用：

清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。2、分类：惯性式：

利用气流在急速改变流动方向时，因尘土具有较大的惯性而被清除分离。过滤式：

利用气流通过金属网、金属丝、纤维、滤纸芯等狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞，使尘土被阻挡或粘附在滤芯上。桑塔纳发动机的空气滤清器3、结构通化油器空气入口纸滤芯外壳滤清器盖空气滤清器实物五、进气管与排气管1、功用：进气管：

将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个气缸。排气管：

汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。2、材料：铸铁、铝合金3、结构桑塔纳发动机进排气管出水口进水口进气歧管排气歧管进气排气六、排气消声器功用：减少噪声和消除废气中的火焰及火星。原理：1)多次地变动气流方向；2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面；3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动4)将气流冷却。隔板多孔管外壳第七节汽油直接喷射系统第七节电控汽油喷射系统

一、分类按喷射系统控制方式：机械控制式、电子控制式、机电混合式三种。按喷射部位的不同分：缸内喷射、缸外喷射（应用广泛，又分单点喷射和多点喷射）按喷射的连续性分：连续喷射、间歇喷射（同时、分组、按顺序）二、基本类型博世D型汽油喷射系统；博世L型汽油喷射系统；博世LH型汽油喷射系统；博世M型汽油喷射系统；节气门体汽油喷射系统。

L型汽油喷射系统是在D型汽油喷射系统的基础上，在20世纪70年代发展起来的多点间歇式汽油喷射系统。其构造和工作原理与D型基本相同，只是L型汽油喷射系统采用翼片式空气流量计直接测量发动机的进气量，并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而提高了喷油量的控制精度。博世LH型(LH-叶特朗尼克)汽油喷射系统与L型原理基本相同，只是以热线式空气流量计代替了翼片式空气流量计，由于无运动部件，进气阻力小，信号反应快，测量精度高。

M型汽油喷射系统将L型汽油喷射系统与电子点火系统结合起来，用一个由大规模集成电路组成的数字式微型计算机同时对这两个系统进行控制，从而实现了汽油喷射与点火的最佳配合，进一步改善了发动机的起动性、怠速稳定性、加速性、经济性和排放性。广泛地用于轿车发动机上，如宝马535i、奥迪V8等博世L型汽油喷射系统1一汽油箱2-电动汽油泵3一汽油滤清器4一燃油分配管5-油压调节器6一电控单元7一喷油器8一冷起动喷嘴9一怠速调节螺钉l0-节气门位置传感器ll-节气门12一空气流量计13一进气温度传感器14-继电器组15一氧传感器l6一发动机温度传感器17一热时间开关18一分电器19-补充空气阀