汽车构造（上册 第4版）课件：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第一节汽油机供给系统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进气道喷射与可燃混合气的形成第四节缸内直喷与可燃混合气的形成第五节可燃混合气成分与要求第六节汽油供给装置第七节电控汽油喷射系统2314567第一节

汽油机供给系统的组成及燃料

一、汽油机供给系统的组成汽油机所用的燃料是汽油。汽油在燃烧前,一般需先雾化和蒸发,并按一定的比例与空气混合形成均匀的混合气。汽油与空气混合并处于能着火燃烧的浓度界限范围内的混合气,称为可燃混合气。可燃混合气中燃油含量的多少,称为可燃混合气浓度。汽油机供给系统的任务是,根据发动机各种不同工况的要求,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做功。最后,供给系统还应将燃烧产物——废气排入大气中。一般汽油机供给系统由下列装置组成:(1)燃油供给系统(2)空气供给系统(3)排气系统。

二、汽油汽油是由石油提炼而得的密度小又易于挥发的液体燃料,由多种碳氢化合物组成。按照提炼方法,汽油可分为直馏汽油和裂化汽油等。汽油的使用性能指标主要是蒸发性、热值和抗爆性,它们对发动机性能有很大的影响。

二、汽油1.汽油的蒸发性在发动机中,汽油只有先从液态蒸发成蒸气,并与一定比例的空气混合成为可燃混合气后,才能在气缸中燃烧。2.燃料的热值燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为46000kJ/kg。3.汽油的抗爆性汽油的抗爆性是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。2134567第二节简单化油器与可燃混合气的形成第二节、简单化油器与可燃混合气的形成液体燃料必须在蒸发为气态后才能与空气均匀混合。要使混合气能在约为0.01~0.02s这样短的时间内形成,必须先将燃料雾化成极微小的油滴,使蒸发面积大大增加。化油器式混合气形成装置是利用吸入空气流的动能实现汽油雾化的。图4-1所示为简单化油器的构造原理和可燃混合气形成过程示意图。图中属于化油器的部分是带有浮子机构(由浮子3和针阀2组成)和量孔8的浮子室9、喷管4、带有喉管5的空气管以及节气门6。第二节、简单化油器与可燃混合气的形成图4-1简单化油器构造原理和可燃混合气形成过程示意图1—空气滤清器2—针阀3—浮子4—喷管5—喉管6—节气门7—进气歧管8—量孔9—浮子室10—进气预热装置11—进气门2134567第三节进气道喷射与可燃混合气的形成第三节进气道喷射与可燃混合气的形成由于化油器的控制不够精准,在正常驾驶时不能迅速对发动机负荷的改变做出反应,来调整混合气浓度,致使发动机燃烧不充分,尾气排放中的有害物质含量超标,所以现在已经逐渐被淘汰。目前应用较多的是进气道喷射和缸内直喷两种方式。进气道喷射按喷油器的安装位置不同,又分为单点喷射和多点喷射两种,如图4-3所示。第三节进气道喷射与可燃混合气的形成图4-3单点喷射和多点喷射示意图a)单点喷射b)多点喷射1—燃油流向2—空气流向3—节气门4—进气歧管5—喷油器6—发动机2134567第四节缸内直喷与可燃混合气的形成第四节、缸内直喷与可燃混合气的形成缸内直喷是一种新型的,也是现在比较先进的汽油喷射技术。缸内直喷与进气道多点喷射最大的不同在于燃油喷射位置不同,混合气形成方式不同,如图4-6所示。进气道多点喷射汽油机,喷油嘴伸入靠近进气门的进气道,用较低的喷油压力将燃油喷射到进气道,并与空气混合,然后进入燃烧室参与燃烧。而缸内直喷汽油机,喷油嘴伸入气缸,用较高的喷油压力将燃油直接喷射到燃烧室内,在缸内形成混合气,并进行点火燃烧。图4-6缸内直喷与进气道多点喷射对比图a)缸内直喷b)进气道多点喷射第四节、缸内直喷与可燃混合气的形成缸内直喷汽油机,根据燃油的喷入及其混合气形成的不同存在三种形式,即壁面导向型、空气导向型和喷束导向型,如图4-7所示。图4-7缸内直喷式汽油机分类a)壁面导向型b)空气导向型c)喷束导向型1—进气门2—排气门2134567第五节可燃混合气成分与要求一、可燃混合气成分可燃混合气是指空气与燃料的混合物,其成分对发动机的动力性、经济性与排放性等都有很大的影响。对于混合气成分,欧美各国及日本一般都直接以其中所含空气与燃料的质量比——空燃比来表示。理论上,1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg。因此,对于汽油机而言,空燃比为14.7的可燃混合气可称为理论混合气。二、汽车发动机各种工况对可燃混合气成分的要求汽车用汽油机工作的特点是:1)工况变化范围很大,负荷可从0变到100%,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。轿车发动机负荷经常是40%~60%,而货车则为70%~80%。二、汽车发动机各种工况对可燃混合气成分的要求车用汽油机各种使用工况对混合气成分的要求各不相同,现分述如下。1.稳定工况对混合气成分的要求(1)怠速和小负荷工况(2)中等负荷工况(3)大负荷和全负荷2.过渡工况对混合气成分的要求（1）冷启动（2）暖机（3）加速（4）急减速综上所述,车用汽油机在正常运转时,在小负荷和中负荷工况下,要求能随着负荷的增加供给由较浓逐渐变稀的混合气成分;当进入大负荷范围直到全负荷工况下,又要求混合气由稀变浓,最后加浓到能保证发动机发出最大功率。2134567第六节汽油供给装置一、汽油箱目前,车用汽油机主要有进气道多点喷射和缸内直喷两种,无论哪一种汽油机,其汽油供给装置均由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵及喷油器等组成,其作用是贮存、滤清和输送燃油。汽油箱用以贮存汽油,汽油箱的数目及容量随车型而异,普通汽车具有一个汽油箱,越野汽车则常有主、副两个汽油箱,以适应军用要求。一般汽车汽油箱的储备里程,即贮存的燃油可供汽车行驶的里程为200~600km。在货车上,汽油箱通常装在车架外侧、驾驶人座位下或货台下面,而轿车的汽油箱则装在车身的后部。图4-11所示为汽油箱构造。一、汽油箱图4-11汽油箱构造1—汽油滤清器2—固定箍带3—油面指示表传感器4—油面指示表传感器浮子5—出油开关6—放油螺塞7—汽油箱盖8—加油延伸管9—隔板10—滤网11—汽油箱支架12—加油管二、汽油滤清器汽油在进入汽油泵之前,必须经过汽油滤清器,除去其中的水分和杂质,否则将使汽油泵、喷油器等部件发生故障。汽油滤清器的构造如图4-13所示。它由盖、滤芯及沉淀杯等组成。图4-13汽油滤清器构造1—盖2—出油管接头3、6—密封圈4—密封垫5—纸滤芯7—平垫圈8—螺栓9—沉淀杯10—放油螺塞11—密封垫圈12—进油管接头三、汽油泵汽油泵的作用是将汽油从汽油箱内吸出。目前汽车上广泛采用电动汽油泵。目前汽车上应用较多的汽油泵为转子泵,其泵油的工作原理如图4-15所示。图4-15电动汽油泵的工作原理1—进油口2—转子3—滚柱4—泵体5—出油口四、喷油器喷油器的结构如图4-17所示,喷油器体内有一个电磁线圈,喷油器头部的针阀6与衔铁5结合成一体。当电控单元送来电流信号,电磁线圈通电后,便产生磁作用力,将衔铁与针阀吸起,使燃油通过精确设计的轴针头部环形间隙,在喷油器头部前端将燃油喷散。图4-17喷油器的结构1—燃油滤网2—电接头3—电磁线圈4—弹簧5—衔铁6—针阀7—轴针2134567第七节电控汽油喷射系统第七节、电控汽油喷射系统目前车用电控汽油喷射系统主要包括电控多点喷射和缸内直喷。(1)多点喷射每个气缸配备一个喷油器,采用较低的喷油压力(0.2~0.35MPa),直接将燃料喷入各个气缸对应气道的进气门前方。(2)缸内直喷每个气缸配备一个喷油器,采用较高的喷油压力(20~30MPa),将汽油直接喷入气缸,并与缸内气流运动相结合。一、L型叶特朗尼克电控多点汽油喷射系统图4-18所示为目前应用较多的一种L型叶特朗尼克(L-Jetronic)电控多点汽油喷射系统。图4-18

L型叶特朗尼克电控多点汽油喷射系统1—燃油箱2—电动汽油泵3—滤清器4—电控单元5—喷油器6—燃油压力调节器7—进气总管8—冷起动阀9—节气门开关10—空气流量计11—氧传感器12—温度时间开关13—温度传感器14—分电器15—辅助空气调节器16—蓄电池17—点火起动开关一、L型叶特朗尼克电控多点汽油喷射系统L型叶特朗尼克汽油喷射控制系统的特点是:1)采用空气流量传感器,以空气流量为控制的基础。2)以空气流量与发动机转速作为控制基本喷油量的因素。3)接受节气门位置、冷却液温度、空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况的信号作为喷油量的校正,以提高发动机的控制性能。微机的主要功能是控制喷油器的喷油量,吸入空气量是由节气门的开度确定的。根据上述L型电控系统的布置,整个电控喷射系统可以分为燃油供给、空气供给与电路控制等三部分。二、博士MED型(莫特朗尼克)缸内直喷汽油喷射系统MED-Motronic发动机管理系统主要用于缸内直喷发动机的精确控制。典型的MED型汽油喷射系统如图4-25所示。图4-25典型的MED型汽油喷射系统1—热膜空气流量计2—电子节气门3—进气