第5章-汽油机燃油供给系统概要.ppt

1、汽车拖拉机学,第五章 汽油机燃油供给系统,张 黎 骅,AUTOMOBILE AND TRACTOR,主要内容,5.1 汽油机燃料供给系统的组成 5.2 可燃混合气的形成与燃烧 5.3 化油器式燃油供给系统 5.4 电控汽油喷射系统 5.5 本章小结,5.1 可燃混合气体的形成与燃烧,汽油的性质,物理特性： 粘度小、流动性好、自润性差 使用性能指标： 蒸发性：能被蒸发的性能。 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。 标号：标号越高，抗爆性越强。 抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。（辛烷值越高，抗爆性越强）,汽油机在不同载荷下所需的混合气浓度,1.小负荷：过量空气系数=0.70.9,2.中负

2、荷：过量空气系数=0.91.1,3.大负荷和全负荷：过量空气系数=0.80.9,汽油机混合气的燃烧过程,1. 着火延迟期（诱导期）:火花塞点火到气缸压力脱离压缩线而急剧上升开始点之间的所对应的曲轴转角。,2.速燃期 ：燃烧始点到气缸内压力达到最高点之间的曲轴转角。 速燃期所占约2040CA;燃烧最高压力出现在上止点后1215CA，压力升高率为0.175 0.25MPa/CA为宜。,3.后燃期：速燃期后到汽油基本燃烧完成时曲轴转角。,火焰传播上限：过量空气系数=0.40.5。,火焰传播下限：过量空气系数=1.31.4。,功率混合气：过量空气系数=0.80.9。,经济混合气：过量空气系数=1.05

3、1.15。,燃烧速度：单位时间燃烧的混合气质量。,（1）火焰速度UT,（2）火焰前锋面积AT,（3）可燃混合气密度T,影响因素,不正常的燃烧,2.表面点火,1.爆震燃烧影响因素,1.燃料的性质：燃油的辛烷值 2.末端混合气的压力和温度：压力和温度增高，则爆燃倾向增加。 3.火焰前锋传播到末端混合气的时间：提高火焰传播速度、缩短传播距离、都会降低火焰前锋传播到末端混合气的时间有利于避免爆震燃烧。,凡能促使燃烧室温度和压力升高以及促使积炭等炽热点形成的一切条件，都能促成表面点火。,(1)混合气浓度对燃烧的影响,2.混合气浓度对燃烧的影响,(2)点火提前角,点火提前角：燃烧过程当压缩接近终了时,火花

4、塞跳火点燃混合气。从火花塞跳火时到压缩上止点时所对应的曲轴转角,称为点火提前角。,点火时间提前角调整特性：当汽油机保持节气门、转速及混合气浓度一定时，汽油机功率和油耗率随点火提前角的改变而变化的关系。,点火提前角过大：活塞消耗的压缩功增大，气缸最高压力增大，爆震倾向增大。,点火提前角过小：气缸最高压力和温度降低，传热损失增加，排气温度上升。功率下降，爆震倾向减小。,（3)转速,当负荷减小，进入气缸的混合气减少，混合气浓度变稀，火焰传播速度变慢，需要适当增加点火提前角。气缸温度、压力降低，爆燃倾向减小。,当转速增加时，燃烧速度一般与发动机转速呈比例增加。燃烧时间缩短，故点火提前角适当增加。,（4

5、)负荷,当大气压力减小，或气温上升时，气缸充气系数降低，混合气浓度变浓，发动机动力性、经济性均降低。,（5)大气状态,5.2 化油器式燃料供给系,功用：储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况，供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,化油器,空气滤清器,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,供给路线图,油箱,在 气缸内燃绕,5.2 化油器式燃油供给系统,简单化油器的结构: 浮子室、针阀、喉部、节气门（油门）、量孔等,喉部（喉管）,浮子（室）,节气门,工作原理： 节气门开度影响喉部真空度，开度越大，真空度越大

6、，喷油量越大；当节气门开度一定时，发动机转速越高，喉部真空度越大。,简单化油器的特性曲线,特性曲线：随化油器喉部真空度（即节气门开度）变化而变化的趋势。 变化趋势：随着节气门开度加大，空气量和汽油量同时加大，但前者增加小于后者，混合气渐变浓；再继续开大节气门时，两者比率逐渐接近，混合气浓度趋于稳定。,有利的化油器特性曲线,1相应最大功率的值，节气门开度越小，发出最大功率的越小； 2相应最小油耗的值，节气门开度越小，获得最小油耗的越小；即小负荷时，较浓混合气才能保证发动机工作最经济。 3理想化油器特性曲线，在两者之间。,现代化油器实际工况对可燃混合气成分的要求,工况：发动机的转速和负荷。分为：怠

7、速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷,现代化油器化油器结构,五大系统,主供油系统,怠速系统,加浓系统,加速系统,起动系统,化油器的类型,双腔分动：经常工作的为主腔，另一为副腔。用于解决转速较高、功率较大的发动机的动力性和经济性的矛盾。 双腔并动：两个化油器并联，但共用一套浮子室、起动、加速、加浓系统；两个节气门同时启闭。用于缸数较多的高速汽油机。,功用：使化油器在节气门逐渐增大时供给逐渐变稀的混合气，以满足中等负荷时对混合气成分的要求。 主供油系统结构：浮子室、浮子、主量孔、空气量孔、主喷管等。,主供油系统,功用：保证怠速和小负荷时供给浓混合气。（=0.6-0.8） 怠速系统结构：怠速油道、怠

8、速量孔、怠速过渡量孔、怠速空气量孔、怠速调整螺钉、节气门开度调整螺钉。,怠速系统,机械加浓装置：取决于节气门开度。 真空加浓装置：取决于节气门后真空度。,加浓系统,加速系统（加速泵）,加速泵：由节气门控制，内有活塞，进油阀和出油阀。 节气门开度减小时：活塞上移，汽油进入加速泵； 节气门开度加大时：活塞下移，进油阀关出油阀开，汽油从加速喷孔喷出。,起动系统,起动工况：极浓混合气（=0.2-0.6） 结构：阻风门 工作系统：主供油系统和怠速系统 自动阀：避免起动过程后期，由于转速加大真空度增大而导致混合气过浓。,优点 1、可以提高发动机的充气效率，使各缸混合气分配比 较均匀，精确控制各个缸混合气与

9、工况的匹配。 2、排气污染降低。 3、进一步改善燃油经济性。 4、发动机故障率大大降低。,5.3 电控汽油喷射系统,（1）按喷油器喷射部位的不同分类,按喷射部位的不同可分为缸内喷射和缸外喷射两种。,2、电喷系统分类,单点喷射,多点喷射,进气道喷射,（2）按进气量的检测方式分类,按进气量的检测方式不同可分为：直接检测和间接检测系统两种。,（3）按喷射的的控制方式,按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。,间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射等。,同时喷射控制,分组喷射控制,顺序喷射方式控制,3 组成和工作原理,尽管电子控制汽油喷射系统的类型较多，但其组成基本

10、相同，即由燃油供给系统、空气供给系统、电子控制系统组成。,燃油喷射系统,5.2 电控汽油喷射系统主要部件的构造和工作原理,（1）燃油供给装置,燃油供给系统由：汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器、冷起动喷嘴和输油管等组成，有的还设有油压脉动缓冲器。,l一喷油器 2一油道 3一燃油压力调节器 4一软管 5一进油管 6一燃油滤清器 7一燃油泵,1.空气滤清器 2.空气流量传感器 3.PCV管4.怠速开关控制传感器 5.进气总管 6.进气歧管 7.空气阀,空气供给系统,1.空气流量传感器 2.碳罐电磁阀 3.点火模块和点火线圈 4.进气温度传感器 5.进气歧管压力传感器 6

11、.废气再循环阀 7.节气门体 8.曲轴箱强制通风阀 9.冷却水温传感器 1O.机油压力传感器 11.爆震传感 12.喷油器组件 13.曲轴转速传感器 14.曲轴位置传感器15.氧传感器 16.凸轮轴位置传感器,电子控制系统,2. 工作原理,电子控制汽油喷射系统EFI(Electronic Fuel Injection)，是以一个电控单元ECU为控制中心，利用安装在发动机上不同部位的传感器，测出发动机的各种运行参数，精确的计算进入气缸的空气量，再按照电脑中预存的控制程序精确地控制喷油使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，以求得最佳的动力性、经济性及排放性。,1电动汽油泵,在电子控制汽油喷

12、射系统中应用的电动汽油泵通常有两种类型，即滚柱式电动汽油泵和叶片式电动汽油泵。,1.进油口；2.限压阀；3.汽油泵；4.电动机； 5.单向止回阀；6.出油口 7.泵体；8.滚柱；9.转子,滚柱式电动汽油泵,电动燃油泵的功用是供给各喷油器及冷起动喷油器所需要的燃油。,2燃油分配管,燃油分配管的功用是将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器；还有贮油蓄压、减缓油压脉动的的作用。,1.进油管；2燃油分配管；3油压调节器；4汽油滤清器；5.喷油器,3燃油压力调节器,燃油压力调节器的功用是调节至喷油器的燃油压力，使油路中的燃油压力与进气管压力之差保持常数。,1进油口；2回油口；3阀座；4膜片；5弹簧； 6真空

13、接管(接进气管)；7平面阀,4喷油器,喷油器是电子控制燃油喷射系统中的最重要零件。喷油器的功用是按照电控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷人进气道或进气管内，并与其中的空气混合形成可燃混合气。,轴针式喷油器的结构,电接头,滤网,电磁线圈,复位弹簧,衔铁,针阀,1.电控单元；2.喷油器体；3.电磁线圈；4.复位弹簧；5.衔铁；6.针阀,喷油器工作原理,a)发动机停机时无电脉冲输出,b)短脉冲宽度,c)长脉冲宽度,2.进气系统,1.空气流量计 空气流量计的功用是测量进入发动机的空气流量，并将测量的结果转换为电信号传输给电控单元。,为发动机提供适量的新鲜空气。进气系统主要包括空气流量计、怠速控制阀、

14、节气门及空气滤清器等。,2怠速控制阀,在节气门体汽油喷射系统的节气门体上装有怠速控制阀(图5.4.29)。其功用是自动调节发动机的怠速转速，使发动机在设定的怠速转速下稳定运转。,图5.4.29步进电机式怠速控制阀原理图,5.2.3 电子控制装置,电子控制汽油喷射系统中的控制系统由电控单元、各种传感器、执行器，以及连接它们的控制电路所组成。 1电控单元 电控单元是电子控制单元的简称，常用ECU(Electronic Control unit)表示。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量.电控单元

15、一般由中央处理器CPU、只读存储器ROM、可编程的只读存储器PROM、运行数据存储器RAM和输入/输出接口等组成。 2. 传感器 1) 节气门位置传感器 节气门位置传感器的作用是把节气门的位置或开度转换成电压的信号，传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据现不同的节气门开度下的喷油量控制。节气门位置传感器有线性、开关型及综合型(既有开关又有线性可变电阻)三种。节气门位置传感器装在节气门体上，与节气门联动，如图5.30所示。,a),b),c),图5.4.30 综合型节气门位置传感器,a)结构 b)输出特性 c)输出端子电路 l-电阻膜 2-节气门开度输出动触点 3-怠速动触点,2) 冷却液温度传感器,冷却液温度传感器安装在发动机机体或气缸盖上，与冷却液接触，用来检测发动机循环冷却液的温度，并将检测结果传输给电控单元以便修正喷油量和点火正时.其结构及与电控单元的连接如图5.4.31所示。,图5.4.31发动机冷却液温度传感器,3) 进气温度传感器进气温度传感器通常安装在空气流量计上，用来测量进气温度。其 内部也是一个热敏电阻，其电阻温度特性、构造、工作原理以及与电控单元的连接方式均与发动机温度传感器相同。,图5.4.32进气温度传感器,4） 曲轴位置和转角传感器,曲轴位置和转角传感器用来检测第一缸和各缸压缩上点位