发动机构造第四章-汽油机供给系.ppt

1、第四章 汽油机供给系第一节 概述,（3）可燃混合气形成装置：传统汽车指化油器。.,一、汽油机供给系的组成：确切地分，应分为燃料供给系和进、 排气系两大部分。.,1、供给系的作用：根据发动机各工况的不同要求，配制出一定 浓度和数量的可燃混合气，供入气缸，最后 将燃烧作功后的废气排入大气。.,2、分类：传统化油器式燃料供给系和现代汽油喷射式燃料供给 系。.,（1）燃油供给装置：油箱、 油管、液位指示器、汽油滤清器、 油水分离器及汽油泵等。.,（2）空气供给装置：空气滤清器、进气消声器、进气预热设备、 进气管等。.,（4）废气排出装置：排气管及排气消声器、废气净化装置等。.,3、组成：,进油管7,汽

2、油的牌号根据汽油的辛烷值确定，我国现用研究法辛烷值（RON），如RON-80号汽油指用研究法测定的辛烷值不小于80。选择汽油牌号的主要根据是发动机压缩比的高低，显然，压缩比愈高，相应选择的汽油牌号愈高。,汽油的使用性能指标主要是蒸发性、热值和抗爆性。.,二：汽油：,1、蒸发性：直接影响可燃混合气质量的好坏，可用蒸馏试验来测 定。蒸发性过强夏天会产生气阻现象，冬天会导致 化油器喉口结冰。,2、热值：指1kg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， 亦即抗自燃能力。一般用辛烷值表示。辛烷值愈高， 抗爆性愈好。,

3、测定辛烷值的方法有马达法和研究法，相对应的辛烷值分别叫马达法辛烷值（MON）和研究法辛烷值（RON）。,第二节 简单化油器及可燃混合气的形成,喉管5制成缩放管，最窄处称为喉部。主喷管4插入其中，并高出浮子室油面2-5mm，因此，发动机静止时，汽油不可能自动吸出。,一、简单化油器的结构：,由浮子室部分和喉管部分组成。.,浮子室9内装有浮子3、进油针阀2、主量孔8，浮子室上方连接进油管，并开设大气孔。.,喉管部分装有喉管5、主喷管4、节气门6，喉管上方称为进气室，喉管下方称为混合室。.,节气门位于混合室之后、进气歧管7之前，其作用是改变进入气缸中的可燃混合气的数量以调节发动机的输出功率大小，因而属

4、“量”的调节。.,由于颗粒较大的油滴沉积在进气管底部壁面上，被气流缓慢带动流向气缸内，对多缸机容易造成各缸进气不均匀（指浓度），各缸发出功率差异较大，发动机转速波动较大，因此，化油器式汽油机的进气管一般布置在同侧的排气管上方，加热进气管壁面，促使壁面油膜尽可能多地蒸发，但造成发动机的充气效率下降。,二、简单化油器工作原理：,当活塞下移时，进气门打开，空气高速流经化油器喉部，产生压降，造成对浮子室内汽油的真空吸力，汽油经浮子室底部的主量孔、主喷管吸出，被高速气流粉碎成无数细小的油滴，大大增加了蒸发表面积，在喉部下方的混合室内得到良好雾化，与空气混合成成分较均匀的可燃混合气，由混合室下方的节气门控

5、制流入气缸的可燃混合气数量。因此，汽油机是气缸外部均匀混合气形成过程。,总之，化油器的工作原理是利用吸入空气的动能实现汽油的雾化，显然，发动机高速工况时汽油雾化质量较好，低速时汽油雾化质量较差。,（1）节气门开度：节气门开度增大，整个进气管内进气阻力 减小，流过化油器喉部的气体流速增加， 喉部真空度增大，吸出的汽油流量和流 经喉部的空气流量均增加，发动机功率 增大。,影响化油器喉部真空度的因素：,（2）发动机转速：发动机转速愈高，流过化油器喉部的气体 流速愈高，喉部真空度愈大。,（2）汽油流量： 当化油器喉部真空度一定时（假定浮子室中气体压力和油面高度一定），汽油流量便决定于浮子室底部主量孔的

6、几何形状和尺寸。主量孔油道的几何形状一般设计成长径比在2：1以上，流量系数较高。主量孔一般不在浮子室底部直接钻出，而是开在一个铜制的螺塞中，加工精度较高，可以更换不同尺寸大小的主量孔螺塞，改变可燃混合气浓度，也可以匹配不同功率大小的发动机。,如何精确控制空气流量和汽油流量？,（1）空气流量： 当气缸内真空度一定时，流经化油器喉部的空气流量决定于化油器喉部形状和喉口尺寸。喉部形状一般设计成文氏管形状，流量系数较高；发动机功率较大者喉口尺寸较大，发动机最高转速较高者喉口尺寸较大。,化油器的浮子室浮子机构： 其作用是发动机工作时维持浮子室油面高度大致不变，这样流经主量孔的汽油流量便唯一决定于化油器喉

7、部的真空度（浮子室上方通大气）。., 发动机工作时要消耗燃油，因此，进油阀始终开启，但不同节气门开度时，进油阀开启的升程不一样，进油量就不一样，显然，浮子的质量要轻，上下移动要灵活。经常的故障是进油阀升程不能随节气门开度的变化而及时变化，造成发动机油门响应性不好，加大油门有时转速下降甚至熄火。,浮子室油面下降时，浮子绕浮子支承轴转动而下落，进油阀打开，汽油经细滤网进入浮子室，直至油面高度恢复，进油阀关闭。.,简单化油器特性曲线： 当节气门开度一定时，发动机转速的变化引起的化油器喉部真空度的变化，相对于发动机转速一定时，节气门开度的变化引起的化油器喉部真空度的变化要小的多，因此，决定化油器喉部真

8、空度的变化的影响因素一般只讨论节气门开度变化的影响。.,解释：发动机怠速时，节气门开度最小，进气阻力损失很大，即进气管内真空度很大，但节气门前的化油器喉部真空度很小，根本吸不出汽油来，因此化油器供给的仅是空气，过量空气系数。随着节气门开度的增大，混合气浓度逐渐变浓，并趋于稳定。,定义：发动机转速一定时，简单化油器所供给的可燃混合气成分 随节气门开度，亦即喉部真空度（ ）而变化的关系，称为简单 化油器的特性曲线。.,第三节 可燃混合气成分与汽油机性能的关系,可燃混合气成分即可燃混合气浓度，一般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（欧美国家）,过量空气系数=,燃

9、烧1kg燃料所实际供给的空气质量,完全燃烧1kg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： 试验确定：发动机转速一定，节气门全开的条件下（空气流量自然一定），改变混合气浓度的方法是更换不同尺寸大小的主量孔铜螺塞，分别测出对应的发动机功率和燃油消耗率的大小，如图所示。,1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg ，因此理论混合气的空燃 比=14.7，理论混合气的过量空气系数=1。A/F14.7或 1时的 可燃混合气称为稀混合气，A/F14.7或 1时的可燃混合气称 为浓混合气。.,经济混合气成分一般在1.051.15之间，过稀的混合气虽然可使燃料完全燃烧，但燃烧速度慢，后燃现象严

10、重，一则有效膨胀比降低，二则散热损失增加，导致循环热效率降低，发动机燃油经济性恶化，严重者会引起进气管内回火现象（化油器回火）。,（一）经济混合气成分：,由于时间（燃烧速度有限）和空间（不可能气缸内绝对混合均匀）的限制，理论混合气不可能完全燃烧。要想达到完全燃烧，必须是稀混合气。从图中可以看出，=1.1左右，燃料消耗率最低。,（二）功率混合气： 从图中可以看出，=0.88左右时，发动机输出功率最大，此时，燃烧速度最快，一则热效率最高，二则单位体积可燃混合气燃烧时放出的热量最大，因而功率最高。过浓混合气由于燃烧速度反而下降，输出功率降低，而且，由于燃烧不完全，燃料经济性恶化，严重者，由于气缸中产

11、生大量的CO和游离的碳粒，造成排气门、火花塞裙部、活塞顶、气缸盖底部积碳，排气管冒黑烟，废气中的CO还可能在排气管中被高温废气点燃，发生排气管“放炮”现象。,（三）火焰传播界限： 当混合气加浓到1.4时，燃料分子之间的距离将增大到火焰不能传播的程度，此值称为火焰传播下限。 混合气成分必须在火焰传播界限内（ =0.41.4），否则，发动机运转不稳定，直至熄火。,（四）有利的可燃混合气成分随发动机负荷（节气门开度）变化的关系（发动机转速一定）：,对应于最大功率的可燃混合气成分随着节气门开度的变化而变化，如右图所示曲线1。.,对应于最低燃料消耗率的可燃混合气成分随着节气门开度的变化而变化，如右图所示

12、曲线2。 .,因此，前述功率混合气成分（ =0.88）及经济混合气成分（ =1.1）均指节气门全开的条件下试验结果，包括火焰传播界限（0.40.51.31.4）。,稳定工况的定义：发动机已完成预热，一定时间内没有转速和负荷的突然变化。可分成怠速和小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷三个范围。,出的情况下以最低稳定转速运转。怠速时节气门开度最小，进气阻力损失最大，流经化油器喉管的气体流速很低，即使吸出汽油来汽油雾化质量很差，而且，由于进气管内真空度较高，气门叠开期间废气极易倒流入进气管内，并在下一循环的进气行程期间吸入气缸内，即怠速时废气稀释现象严重。因此要求化油器在怠速时供给较浓的混合气（0.60

13、.8）（注：非气缸内的混合气成分）。,1、怠速和小负荷工况 怠速是指发动机在对外无功率输,二、车用汽油机各种工况对可燃 混合气成分的要求：,（一）稳定工况对可燃混合气成 分的要求：,节气门中等开度，废气稀释现象可以略去不记，汽油雾化较好，发动机大部分时间处于中等负荷工况，因此，要求化油器应供给较稀的经济混合气成分（0.91.1），与曲线2贴近。.,当汽车爬坡或追求高速时，需发动机发出最大功率，此时，节气门全开，发动机处于全负荷工况，因此，大负荷和全负荷工况时要求化油器供给浓混合气成分（0.850.95）（气缸内雾化良好，此即气缸内混合气成分），从中等负荷工况到大负荷和全负荷工况，化油器供给的混

14、合气成分从贴近曲线2转换到与曲线1重合。,随着节气门略开大而转入小负荷工况时，废气对混合气的稀释作用逐渐减弱，混合气浓度减小至0.70.9。.,2、中等负荷工况,3、大负荷和全负荷工况,总之，发动机稳定工况变化要求化油器供给由浓变稀由稀变浓的混合气成分。这与简单化油器特性曲线相反。,2、暖机：发动机冷起动后开始自动继续运转，直至稳定的怠速运转。这段过渡期间，由于发动机温度、转速上升，汽油雾化条件改善，要求化油器供给的混合气成分由极浓逐渐变换到怠速工况的较浓混合气成分。,1、冷起动：发动机在外力推动下起动时，转速极低，汽油雾化质量很差，要求化油器供给极浓混合气成分（0.20.6）（注：非气缸内混

15、合气成分）。,（二）过渡工况,3、加速：加速时，节气门开度骤然加大，由于燃料惯性大于空气，气缸内混合气成分出现瞬间过稀，发动机功率下降，转速降低，甚至会出现熄火现象，因此，要求化油器供给加浓混合气成分（额外供给一部分燃料）。,显然，简单化油器无法满足发动机过度工况的混合气成分要求。 传统化油器在简单化油器的基础上采用了一系列自动调配混合气浓度的装置，如主供油系统、怠速系统、加浓系统、起动系统、加速系统等。现代轿车化油器还加了一系列对过渡工况的自动配剂装置，以提高发动机油门响应性和减少排放。.,第四节 化油器的各工作系统,工作原理：采用空气节制法，即降低主量孔出口处的真空度，抑制汽油流量随节气门

16、开大的增长速率。.,一、主供油系统,作用：保证发动机由小负荷到中负荷时，化油器供给的混合气成分由浓逐渐变稀，直至经济混合气成分。.,与简单化油器结构区别：,主量孔出口端与主喷管入口端串联一只空气管，上有一个很小的空气量孔。,发动机不工作时，浮子室油面、空气管内油面、主喷管内油面三者相等。发动机工作时，空气管内油面下降，对应一定节气门开度空气管内油面有一定的高度；当节气门开度很小时，空气管内油面没有降到使主喷管入口露出，来自空气量孔2的空气流速很慢，空气管内压力 等于 ，此时化油器仍是简单化油器，决定主量孔流量的压差是：,当节气门开度开大到使空气管内油面降到使主喷管入口露出时，来自空气管内空气量

17、孔的空气进入主喷管，与汽油混合成泡末状混合油液喷出，由于节流损失，空气管内压力 小于 ，但大于 ，决定主量孔流量的压差 ，从而抑制汽油流量随节气门开大的增长速率，使混合气成分逐渐变稀。,3,E Bl0,Bl0,分层次降低主量孔处真空度的工作过程见右图（多排孔泡末管）。,简单化油器因怠速时节气门近于全闭，发动机转速低，节气门前的喉管处真空度很低，主喷管吸不出汽油来。但节气门后面的真空度却很高（约为0.040.06MPa），故可另设怠速油道（与主喷管并联），其喷孔设在节气门后。为限制怠速喷孔处过高的真空度（虹吸现象），需在怠速油道中设怠速空气量孔6。,怠速装置由怠速喷孔3、怠速过渡喷孔5、怠速油道

18、7、怠速空气量孔6、怠速油量调整螺钉4、节气门最小开度限止螺钉2组成。.,二、怠速系统,节气门处于最小开度时，怠速喷孔3恰好在节气门后方附近，汽油自主量孔-怠速油道-与来自空气量孔的空气混合成泡末状混合油液-再次与节气门前过渡喷孔5进入的空气混合，进一步泡末化-怠速喷孔3吸出-被节气门边缘流入的高速气流冲击、雾化，并在节气门后的混合室内混合成可燃混合气。,怠速系统工作原理：,由于壁面附着的作用，怠速时燃油雾化质量较差。,当节气门开度增大使怠速喷孔愈来愈离开节气门边缘时，怠速真空度减小，出油量减少，但怠速过渡喷孔5部分露出在节气门之后，真空度很高，参与出油，使总出油量随节气门开度增大而增加，因此

19、怠速-小负荷工况过渡圆滑。,为使怠速向小负荷工况圆滑过渡，设置怠速过渡喷孔5，呈狭缝状。,发动机怠速高低以及排气污染尽可能低。调整依靠调整节气门最小开度限止螺钉2以及调整怠速油量调整螺钉4。两者调整一起进行，相互影响，反复调整，最终怠速的高低以怠速稳定而不易熄火、怠速时的混合气浓度以怠速的排气烟色最小为最佳调整依据。,注意：节气门最小开度的调整应使怠速喷孔在节气门后方、怠速过渡喷孔在节气门之前。,怠速工况的调整应兼顾两方面因素：,三、加浓系统 主供油系统采用空气节制法使化油器供给由浓变稀的可燃混合气，发动机在大负荷及全负荷时需要化油器供给由稀变浓的可燃混合气，这是借助于加浓系统实现的。.,机械

20、式加浓装置起作用时刻仅与节气门开度有关，当节气门开大到80%85%时，推杆下移，推开加浓阀，于是，额外汽油经过加浓量孔与来自主量孔的汽油一起从主喷孔喷出，混合气得到加浓。,置，有时，两者皆有。,汽车化油器加浓系统分机械加浓装置和真空加浓装置两种装,1、机械式加浓装置：,加浓量孔1与主量孔2并联，加浓阀3上有推杆4，与拉杆5固连为一体，拉杆又通过摇臂6与节气门轴相连。,因此，作用在活塞10上向上的压差就是进气管内的真空度，迫使推杆向上移动。当进气管内的真空度小于弹簧力时，推杆下移，推开加浓阀3，加浓混合气。,2、真空加浓系统：,右图是常见的活塞式真空加浓系统。.,推杆4与位于空气缸中的活塞10相

21、连，在推杆上装有弹簧7，弹簧力迫使推杆向下移动。.,空气缸上部有一气道11与节气门后方的进气管通，因此称为真空气道；空气缸下部与喉管前方的进气室相同。.,显然，真空加浓装置开始起作用的时刻与节气门后（进气管内）的真空度有关（较小时起作用），即与发动机转速和节气门开度有关。这里，进气管内的真空度大小与化油器喉管处真空度大小恰好反方向变化（较大时起作用）。在低转速时，与高速时相比，较小的节气门开度就能使节气门后方进气管内的真空度降低到使真空加浓装置起作用，从而使汽车在低转速工况下就能提到高速，缩短了油门踏空的行程。,假定节气门开度相同，转速降低时，气流速度降低，进气过程中的阻力损失减小，进气歧管中

22、的真空度减小。因此，低转速下真空加浓装置起作用的节气门开度一定比高转速下真空加浓装置起作用的节气门开度小。但是，这里注意到由于气流速度降低，化油器喉管处的真空度也降低了，容易产生误解。,解释：,节气门开度减小或缓慢开大时，进油阀11在自身重力作用下，关闭不严，进油或泵腔内的汽油流回浮子室，出油阀5在重力作用下保持关闭。当节气门急剧开大时，泵腔内油压迅速增大，进油阀关闭，出油阀打开，泵腔内的汽油便自加速量孔7喷出。 .,通气道6的作用是降低加速油道中的真空度，防止发动机转速升高后加速喷管处真空度增大，可能吸开出油阀而使加速装置不适时地喷油。,四、加速装置,其作用是节气门急剧开大时，额外加浓混合气

23、，防止发动机失速甚至熄火的现象。常用的是活塞式机械加速泵。.,弹簧4的作用有二：一是延长加速,装置喷油时间，使节气门停止运动后还能喷油一段时间；二是缓冲作用，以免节气门开大过急时损坏驱动机件。,起动时发动机转速极低，虽然喉管处真空度很低，但如在喉管前的进气室内设置一阻风门，起动时让其关闭，则在阻风门后的喉管处造成很大的真空度，使主供油系统和怠速系统都参与工作，化油器供给极浓的混合气。由于起动时发动机克服静止的阻力损失较大，因此，起动时的节气门开度较怠速时的开度略大。.,为防止起动后期混合气成分因发动机转速升高而过浓熄火，在阻风门上设置自动阀2，如喉管处真空度过高，阻风门前后的压力差克服弹簧3的

24、预紧力而使自动阀2开启。,五、起动系统 其作用是保证冷起动时化油器供给极浓的混合气成分（=0.20.6）（非气缸内）。.,起动完毕，发动机转入自行运转，暖机使发动机水温正常后应将节气门关小到怠速位置，同时将阻风门开度逐渐加大，两者动作要协调好，否则极易熄火，一般靠机械联动机构使之自动配合。,第五节 化油器构造,一、化油器分类 1、按喉管处空气流动方向分为上吸式、下吸式、平吸式三种。,汽车发动机用下吸式，原因是进气阻力小，化油器安装在进气管上方，便于调整；摩托车发动机因座垫在上方，一般采用平吸式；上吸式因进气阻力大、容易着火、低速响应差等遭淘汰。,因此，将两个或三个直径不同的喉管按上小下大的次序

25、重叠套置组合。主喷管位于最小的喉管中，可保证汽油的良好雾化质量，有利于提高燃料经济性；大喉管与小喉管之间的环形通道则保证了气缸内有足够的充气量，以满足高速动力性的要求。 喉管数目愈多，化油器与发动机的匹配愈复杂。,2、按重叠的喉管数目分为单喉管式、多喉管式。 设置多重喉管的目的是为了解决高低速时气缸内充气量与汽油雾化质量之间的矛盾。则高速时可保证足够的充气量，但低速时汽油雾化质量差；喉管细则低速时汽油雾化质量好了，但高速时气缸内的充气量严重不足。,双腔并动式化油器是为了解决气缸数较多（四缸以上）的高速汽油机容易产生的各缸吸入混合气数量和浓度不一致的问题（使用单腔化油器和单一进气管时，化油器到各

26、缸距离相差较大，很难保证自化油器到各缸的进气管阻力和温度情况近于一致；缸数一多，不可避免发生同时有几个气缸进行吸气，即所谓进气重叠现象）。,3、按其空气管腔数目分为单腔式、双腔并动式、和双腔（或四腔）分动式三种（四腔少见）。.,（1）双腔并动式：两个同样的单腔化油器的并联，壳体合铸成一个整体，使用一套浮子室、起动系统、加速系统和加浓系统，但两个管腔各有一套相同的主供油系统、怠速系统和节气门，两个节气门装在同一根轴上，同时开闭。.,为解决这一问题，采用双腔并动式化油器与双式进气管，分别向半数气缸供气，如六缸发动机，不是相继点火的1、2、3缸为一组，其余三缸为另一组，分别由一个腔和一个进气管供气。

27、这样，避免了进气重叠现象和提高了充气效率，使发动机功率有所增加。,现代轿车发动机的化油器几乎都是双腔分动式化油器，如红旗CA7220、奥迪100型、桑塔纳、捷达、日本系列86年以前的化油器式轿车发动机等。,（2）双腔分动式：两个结构和作用不同的管腔，分别叫主腔和副腔。其中，副腔仅在负荷及转速高达一定程度时才起作用。.,目的是解决转速范围宽广的高、低速之间发动机动力性和燃料经济性之间的矛盾。.,在中小负荷及较低转速下只有主腔单独工作（副腔节气门未开），因此，主腔喉管直径较细，以利于汽油雾化；当负荷及转速高达一定程度时，副腔节气门才开始开启，与主腔一道工作，因而保证了发动机高速时的功率要求。,主腔

28、因一直参与工作，因此应具有所有供油系统，副腔则只设有主供油系统和怠速系统。副腔节气门虽然比主腔节气门开得晚，但全负荷时应与主腔节气门同时开到最大，因此，两腔节气门的动作协调一般用一套杠杆联动机构来保证。与之配用的进气管只能是单式的。.,（3）四腔分动式：实际上是两个同样的双腔分动式化油器的组合。其中，两个主腔和两个副腔各自并动。四腔化油器具有双腔分动和双腔并动的优点。 一汽红旗CA7560高级轿车的8V100型发动机即采用四腔分动的241型化油器。,二、典型化油器构造 1、CAH101型化油器（解放CA1091型6102汽油机所配化油器）：,特征：单腔、双重喉管、传统化油器。 结构特点：上、中

29、、下体三部分组成，上、中体用锌合金压铸，之间用纸质密封衬垫，防止漏油、漏气，下体用铸铁，中、下体之间有隔热衬垫，防止热量传到中体，使浮子室受热引起汽油蒸发，不利于正常供油。 上体构成浮子室盖，并设有浮子室平衡管27、阻风门24、进油系统与真空加浓系统。上体通过卡箍与空气滤清器相连接。,怠速系统、主供油系统的结构原理示意图。,机械加浓装置和加速装置结构原理示意图,真空加浓装置结构原理示意图,2、凯虹II型现代轿车化油器（配奥迪100型轿车）： 该化油器为双腔分动式，装有半自动阻风门、快怠速联动机钩、怠速截止电磁阀及负荷自动调节等附加装置。,1-II阶段真空单元 2-怠速加压双向阀 3-怠速加压真

30、空单元 4-降压拉开单元 5-阻风门拉杆,（1）浮子机构：,（2）怠速系统：,在怠速系统中设置了切断燃油用的怠速截止电磁阀4，其作用是防止发动机熄火后继续转动和在减速时降低CO与HC的排放量，由点火开关（或车速）控制。 怠速截止电磁阀的工作过程如下： 点火开关置于“ON”时，电磁阀通电，柱塞被吸住，打开通路，汽油可经怠速喷孔喷出。点火开关置于“OFF”时电磁阀断电，柱塞落下堵住通路，切断怠速与过渡系统的燃油供给，怠速喷孔不能喷油。,（3）主供油系统：高速大负荷时，利用在喉管部分产生的较大负压把副腔节气门打开，副腔参加工作。还设置了上弯式机械锁机构（未画出），当主腔节气门开度超过60以后，副腔节

31、气门被强制打开，主腔节气门全开时，副腔节气门被强制完全打开。 在副腔也设置了过渡系统，当副腔节气门开始打开时，为防止从主喷孔供给的混合气变稀，设置了过渡喷孔13。在副腔过渡系统中还设置了燃油切断电磁阀2，防止发动机熄火后继续转动和减速时降低CO、HC的排放（切断油路）。,4、加浓系统： 该化油器的的加浓系统是真空加浓装置。 节气门开度较大或发动机转速较高时，进气歧管真空度较小，在弹簧力的作用下，打开加浓阀2，经功率量孔3的汽油与主量孔来的汽油一起从主喷管喷出。,（5）加速系统： 该化油器的加速系统是膜片式（轿车化油器常见）。 汽车需要超车将节气门迅速打开时，和节气门联动的联杆3压下杆5，打开重

32、力出油阀6，关闭进油阀8，汽油由加速喷口4喷出。 节气门返回原位置时，加速泵膜片也回位，进油阀打开，燃油流入泵室以备再次工作。这时，出油阀关闭，防止空气从加速喷口被吸入泵室内。,当发动机工作温度高于65C时，热敏开关接通而关闭双向气路阀门，节气门因控制膜片盒中的膜片在弹簧力的作用下复位而关闭到正常的怠速位置。,3,（6）怠速加压和超速加压装置：,怠速加压是在发动机冷起动后，将节气门的开度稍微加大，使处在冷态下的发动机能维持正常的工作。.,操纵节气门开度的是由膜片真空阀组成的节气门限位器4，负压由节气门下方的真空度提供，由热敏开关2控制连接管路上的双向阀3。.,当发动机工作温度低于65C时，热敏

33、开关截止，进气管真空度通过取气管作用于控制膜片盒，膜片后（弹簧侧）的压力减小，膜片向右下角方向移动，节气门最小开度增大，使怠速提高而预热发动机。.,超速加压装置是在发动机超速阶段，为防止排污的增加而控制发动机的燃烧过程，使节气门稍微开启。此时，发动机已达到正常工作温度，转速在1800r/min范围内。在此范围内所设置的超速加压继电器2断开，从而使双向阀继续为节气门限位器提供一定的真空度，使节气门稍微开启。,（7）冷起动系统：,由阻风门机构、快怠速机构、阻风门联动机构、阻风门断路器和阻风门打开器组成。 阻风门机构是在主腔的喉管部分限制空气吸入量的机构，分手动和自动调整两种。 在低于一定温度时，阻

34、风门依靠双金属弹簧3的作用而,处于关闭状态。发动机起动后，依靠充电装置的电压使阻风门继电器6的触点闭合，电流经过电热线圈4加热双金属扭簧，使其变形而打开阻风门1，较快地降低了起动时气缸内的混合气浓度，若加热充分，则阻风门全开。 正温度特性热敏电阻2的作用是使流过电热线圈4的电流受到限制而不超过允许值。,将阻风门2与节气门以连杆连接，这个连杆主要组成部分是快怠速凸轮3。遇寒冷时起动，阻风门处于关闭状态，快怠速凸轮可接触节气门柄4，可使节气门稍开。当发动机进入暖机运转时（阻风门处于全开状态），由于节气门柄处于快怠速凸轮之外，节气门自然恢复到正常的怠速运转开度。,快怠速机构是在阻风门关闭的时候，可使

35、节气门稍打开而使发动机转速稳定的机构，如右图所示。.,阻风门联动机构（卸荷机构）就是为了防止这种现象发生而设的自动联动机构，当阻风门全开时，强制阻风门打开。.,在发动机冷起动后，若需要汽车即刻行驶，并进入急加速工况，此时阻风门仍处于关闭状态，发动机会因混合气浓度突然变浓而熄火。.,工作原理：当加速踏板踩到底时，节气门臂3推动快怠速凸轮2，把阻风门1打开到规定的角度。,阻风门真空卸荷阀的功用是在发动机低速起动后，使阻风门稍开，以防止可燃混合气过浓的装置。 发动机一经起动，进气歧管的负压便作用在卸荷阀的膜片1上，将阻风门3稍微打开。以后，阻风门3的开启是依靠其它自动装置或手动进行控制的。,阻风门开

36、启阀的功用是在自动阻风门装置出现故障的情况下，在暖机后把阻风门完全打开的机构，它由阻风门开启阀3及热敏开关4等组成。 热敏开关4，实际上是个三通阀。发动机冷起动时，热敏开关4使大气与膜片2后腔的通路打开（进气歧管与膜片2的后腔通路隔断），膜片2前后压差不足以克服膜片后腔的弹簧力，因此，膜片处于左限位。当发动机暖机后，冷却水温达到了规定的温度，,热敏开关便切断大气，使进气歧管与膜片2的后腔通路打开，进气歧管负压便作用在膜片2后腔，膜片前后压差克服弹簧力使膜片移到右限位，阻风门全开。,弹簧力作用方向,KEIHIN化油器怠速系统中的空调调节装置： 由于装有空调，怠速时负荷增大，要提高怠速转速才能适应

37、（如右图所示）。 当发动机无负荷（不开空调）时，三通阀3封住通往节气门后的通道，通风罩4与怠速提高真空控制器2膜片后腔之间形成通路，此时，膜片在弹簧力的作用下在左限位。当发动机有载荷时，三通阀3封住通往通风罩的通道，真空控制器膜片后腔与节气门后的通道被打开，膜片后腔压力减小，膜片右移，节气门最小开度增大，怠速提高。,第六节 汽油供给装置,汽油供给装置由汽油箱1、汽油滤清器2与3、汽油泵4及油管组成。其作用是储存、滤清和输送燃油。,汽油泵输出的多余汽油经油管5流回汽油箱,汽油泵上体10与下体5之间夹装着泵膜组件（橡胶泵膜8、上下护盘及拉杆16、泵膜弹簧6、泵膜弹簧座7及拉杆油封3等组成）。.,一

38、、机械驱动膜片式汽油泵的结构与工作原理：,装在下体上的摇臂轴19上松套着摇臂18及内摇臂2，二者之间借平面接触，形成单向传动关系。回位弹簧17将摇臂18压紧在偏心轮15上。,当摇臂18被偏心凸轮顶起绕摇臂轴19逆时针方向转动时，借平面作用，内摇臂2也绕摇臂轴19逆时针方向转动，迫使拉杆16克服向上的泵膜弹簧力下移，泵膜8上方容积增大，单向进油阀23打开；当摇臂18与偏心轮基圆接触时，泵膜弹簧力使泵膜拉杆16向上移动，,带动内摇臂2绕摇臂轴19顺时针转动，泵膜8上方容积减小，压力增大，单向出油阀22打开，汽油经出油管9流向化油器浮子室。,泵盖13与上体10之间有垫片14密封，因此，膜片8上方空腔

39、内顶部的空气被压缩，形成空气软垫，可以减少出油量的波动和剧烈振荡，使供油量比较均匀。.,因此，泵膜弹簧力与一定工况下的泵油压力平衡后，泵膜不能再上移，内摇臂2与摇臂18的斜面之间出现缝隙。,汽油泵应能根据发动机耗油量自动调整供油量：泵膜上拱到一定行程后，化油器浮子室进油针阀关闭，汽油泵泵油压力不能克服浮子升力强制顶开进油针阀，.,由于偏心凸轮最高点接触时拉杆处于最低的位置一定，即凸轮轴每转一圈，泵膜移动的下止点位置固定，上止点位置（即泵膜行程、即供油量）随发动机一定工况耗油量的不同而自动变化。因此供油压力基本稳定在0.270.37MPa内，且供油压力的大小取决于泵膜弹簧的刚度。太高（硬）则浮子

40、室油面太高，浪费汽油；太低（软）则浮子室油面太低，发动机性能下降，甚至熄火。,手摇臂的作用是便于起动（排除油路中的空气，将长期不用的浮子室内 充满汽油），但要注意避免在偏心凸轮最高点与摇臂接触的位置，因为手摇臂转动时泵膜行程太小。,第八节 汽油喷射系统,一、汽油喷射系统概述,（1）进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，提高了发动机的充气效率，从而增加了发动机的功率和扭矩（5%10%）；,（一）汽油喷射的基本概念：,汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到汽缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。其目的是为了提高汽油的雾化质量，改善燃烧，以改善汽油机的性能。,汽油喷射按喷

41、射位置分为进气道喷射和缸内喷射两种。前者是低压喷射，喷射压力一般只有0.20.35MPa，是目前技术成熟的商品化产品；后者前者是高压喷射，喷射压力约35MPa，日本已初步商品化。,（二）电控汽油喷射系统的优点： 与传统化油器式发动机相比，电控汽油喷射式发动机的优点有：,（2）可对混合气成分和点火提前角进行精确的控制，使发动机在任何工况下都保持最佳的工作状态（经济性、动力性、排放的最佳折衷），尤其是对过渡工况的动态控制；,30年代航空发动机最早使用的汽油喷射系统是机械控制汽油喷射系统，德国波许公司在1973年生产的K-Jetronic（K-叶特朗尼克系统）用在了轿车发动机上，并于1982年生产了

42、KE-Jetronic机电混合控制汽油喷射系统，它们都是连续多点喷射系统。应该说，现代汽车发动机几乎都采用电控汽油喷射系统，属于间隙喷射系统，喷射压力较低。我们只介绍电控汽油喷射系统。,（3）因进气温度较低而使爆震燃烧得到有效控制，可采用较高的压缩比；,（4）发动机的冷起动性和加速性较好；,（5）多点汽油喷射系统可彻底解决发动机各缸混合气的分配不均匀问题；,（6）可节省燃油（油耗降低5%10%）并减少废气中的有害成分（有害排放减少15%20%），尤其是在减速滑行时可切断燃油的供应。,（三）汽油喷射系统的分类,基本分类：机械控制汽油喷射系统和电控汽油喷射系统两大类。,（四）电控汽油喷射系统的分类

43、： 1、按进气量的检测方法不同分为,（1）直接测量方式（流量型）-用空气流量计直接测量出进气管的空气流量，用测得的空气流量除以发动机转速即得每一循环的空气量，由此算出每一循环应喷射的汽油量。,I、体积流量-L-Jetronic电控汽油喷射系统（1973年波许），典型代表是日本丰田公司的皇冠3.0轿车电喷发动机，用摆板式空气流量计测量进气管的空气体积流量，当然要根据进气条件换算成空气质量流量，精度稍差一些。,II、质量流量-LH- Jetronic电控汽油喷射系统（1981年波许），采用热线式空气流量计测量进气管的空气质量流量，热线容易断，容易氧化，可靠性、耐久性差。后来发展的空气质量流量计是热

44、膜式，解决了这一问题，目前广泛使用。,2、按喷油器的布置方式分,（1）多点电控汽油喷射系统（MPI）-在每缸进气口处装有一个由电控单元（ECU）控制的电磁喷油器，顺序地进行分缸单独喷射或分组喷射， ECU 复杂，尤其是分缸单独喷射，成本高。目前中高档轿车上广泛使用。,（2）单点电控汽油喷射系统（SPI）-在进气总管节气门的前方装一个中央喷射装置，用1-2个电磁喷油器集中喷射。形成的混合气由进气歧管分配到各个气缸。单点喷射也可称为中央喷射（CFI）和节气门体喷射（TBI）。由于成本低，目前广泛应用在经济型轿车上。,（2）间接测量方式（压力型）-如D- Jetronic电控汽油喷射系统（1967年

45、波许），以速度-密度方法检测进气流量，即通过压力传感器测出进气管的压力，再根据发动机的转速间接地推算出进气流量，从而确定每循环喷油量。因进气压力与吸入的空气流量不是简单的线性关系，此方法检测精度不高，但成本低。,3、按电子控制过程分 （1）开环控制方式-测出发动机所在工作状态，按最佳发动机性能、排放等要求所需的事先已实验确定好的数据（编写在程序中）调整喷油量、点火提前角等。如果发动机在使用中由于机械磨损发生了变化，或生产出的发动机由于制造精度的差异而不同，则无法保证发动机的性能等指标最优。,（2）闭环控制方式-电控单元（ECU）采用自学习系统，即使用了能测出发动机被控制目标变化的传感器，如氧传

46、感器，可测出混合气成分的变化趋势（对最佳混合气成分而言，属于偏浓或偏稀），因此可以不断修正喷油量，使其在发动机运转的大部分时间内控制在0.05左右，此时，三元催化转化效率最佳（排放中有害成分最少），发动机燃油经济性也最佳。,过渡工况的混合气浓度控制不考虑三元催化器的作用，即开环控制。 另外，爆震传感器的采用也可以对点火提前角的电控闭环化：没有爆震现象，则ECU使点火提前角提前一个角度增量 1可以继续，因为实际点火提前角如能提前，则燃油经济性改善；出现爆震现象，则ECU使点火提前角推迟一个角度增量 2，直至爆震现象消失。 由此可见，闭环控制方式就是负反馈方式，可使发动机始终处于最佳状态，使生产产

47、品质量稳定，而且，不需要代价昂贵、时间很长的的发动机台架性能试验。,二、电子控制汽油喷 射系统 （一） L-Jetronic系统：,（1）燃油供给系统：燃油从燃油箱经电动汽油泵以一定的压力流经燃油滤清器，滤去杂质后，进入燃油分配管（又称燃油轨）。在分配管的后端有一个压力调节器，它使喷油器内燃油压力与进气管内气体压力之差保持恒定的0.25MPa ，这样，喷油量只由喷油器通电时间确定，过量的压力油将通过压力调节器流回油箱。调节后的0.25MPa的压力油，通过分配管的支管分送到各喷油器，接受电控单元的指令，燃油喷至进气门的上方，受气门等加热辅助汽化。当进气门打开时，才将燃油蒸气与空气一起吸入气缸中。

48、,1、 特点： 1）采用摆板式空气流量计，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）还接受节气门位置、冷却水温、空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况信号作为喷油量的校正，使发动机运转稳定。,2、组成：主要由燃油供给系统、空气供给系统和控制系统等三部分组成。,4,（燃油分配管）,以消除喷油时油压产生的微小波动,（由定时开关控制或与ECU同时控制）,（2）空气供给系统：作用是测量和控制汽油燃烧所需的空气量。,（怠速控制阀）,空气经空气滤清器过滤后，用空气流量计测量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内，从喷油器喷出的汽油与空气混

49、合后被吸入气缸。,空气阀,空气流量计,节气门,怠速时节气门全闭，空气量只能由怠速调整螺钉控制的旁通道截面积控制，怠速转速高低通过调整螺钉调节。.,在冷却水温较低时，为加快暖机过程，设置了快怠速装置，由空气阀或ECU控制的ISC阀来控制快怠速需要的空气量（额外增加空气量）。这时，经过空气流量计计量后的空气，绕过节气门直接进入进气总管。,电控单元（ECU）是一种电子综合控制装置。ECU的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接受了各种传感器传来的信号后，确定满足发动机运转状态的燃油喷射量，并计算出控制喷油器的喷射时间。ECU还可对多种信息进行处理，实现EFI以外的其它多方面的控制。如点

50、火控制、怠速控制、排气再循环控制、自动变速器控制（ECT合一）、防抱死控制等。 .,（3）控制系统：作用是根据发动机运转状态和车辆运行状况确定汽油的最佳喷油量。该系统由各传感器、ECU、各执行器组成。.,检测发动机工况的传感器有：水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器、氧传感器、爆震传感器、空调离合器开关等。.,ECU输出的各种控制指令由执行器执行。如喷油脉宽控制、点火提前角控制、怠速控制、碳罐清污、自诊断、故障备用程序启动、仪表显示等。,节气门体由节气门、旁通气道等组成，如图所示。节气门控制发动机正常运行工况下的进气量。节气门位置传感器装在节气门轴上，检测节

51、气门的开度。有的节气门体上装有节气门缓冲器。为防止寒冷季节流经节气门体中的空气水分在节气门体上结冰，有些节,发动机怠速时，节气门全闭。旁通气道开口的大小决定了怠速时的空气量。当怠速调整螺钉顺时针方向旋入时，旁通气道开口减小，发动机怠速降低；反时针旋转螺钉，旁通气道开口增大，发动机怠速升高。,3、空气供给系统构成件 （1）节气门体与怠速调整螺钉：,气门体上设有供发动机冷却水流经的管路。,（2）空气阀 空气阀的作用是发动机低温运转时，增加空气供给量，使发动机快怠速运转，加速缓机，热机后，减少空气量，使发动机转入稳定的怠速运转。 .,发动机冷起动后，由于温度低，空气阀为开启状态。此时，空气可经旁通气

52、道和空气阀两条通路进入进气总管，由于空气量多，发动机处于快怠速状态。,空气阀有双金属片型和石蜡型。 I）双金属片型：,发动机达正常工作温度后，双金属片同时受加热线圈和发动机双重加热，使阀门可靠关闭，此时发动机可在低怠速下稳定运转。若发动机热机起动，该阀处于关闭状态，即发动机没有高怠速。,起动后，加热线圈1通电，使双金属片温度逐渐升高，产生变形，阀门逐渐关闭，进气量减小至只能走旁通气道，发动机由快怠速转入正常的低怠速运转。.,II）石蜡型： 石蜡型空气阀装在节气门体内，其结构如图示。它由石蜡感温体、阀门和弹簧A、B组成。感温体浸于冷却水中，其内充满石蜡，石蜡体积随水温的升降而膨胀或收缩。,感温体

53、和弹簧B试图将阀向右推靠在阀座上，而弹簧A则力图将阀向左推开。发动机温度低时，感温体收缩，带动弹簧组左移，加上弹簧A的弹力，压缩弹簧B，阀门打开，增加了进气量-快怠速状态；冷却水温升高至80C以后，石蜡膨胀，感温体右移，,同时弹簧B伸长，两者共同克服弹簧A的弹力使阀门关闭，怠速空气量减少，快怠速结束。,4、燃油供给系统构成件 1）燃油泵：其作用是将燃油吸出，加压后经喷油器供给气缸。,EFI燃油泵按其安装位置分内装泵（装在油箱内）和外装泵，内装泵不易产生气阻和燃料泄漏，且噪音小，冷却好，电动机不易烧坏。目前，大多数EFI系统采用内装泵。.,3）进气管：（略去）,电动燃油泵由泵体、永磁式电动机、端

54、盖和外壳等组成，如图所示。接通电源后，电动机带动泵体转动，将燃油从进油口吸入，经泵体形成高压，从出油口泵出。电动燃油泵的外壳与端盖均卷边铆紧。成为一个不可拆卸的总成。燃油流经壳体，电枢、泵体、均浸在燃油中，起了很好的冷却作用。由于泵中没有空气，不会产生危险。,在端盖上装有安全阀和止回单向阀。安全阀是一个超压溢流装置，当燃油压力大于允许值即开启泄压，从而避免当管路堵塞时压力过高而造成油管破裂或泵体损坏等现象；止回单向阀起着切断反向流的作用，当燃油泵停止工作时，单向阀关闭，此时，在燃油轨下游的燃油压力调节器也会切断回油管路，从而保持管路一定的残余压力，以利于发动机下次起动。尤其是燃油遇高温易汽化，

55、引起燃油泵及喷油器工作性能下降，造成发动机热起动困难，设置单向阀，保持一定的管路剩余压力，减少了气阻现象，使发动机高温起动容易。,电动燃油泵的泵体结构有多种。按泵体的工作原理，可将泵体分为流体动力泵和容积泵（也称流体静力泵）。.,流体动力泵是将燃油进行机械加速后，利用液体之间的动量交换来产生压力的，能提供连续的流量，所产生的压力取决于泵的转速，且运转平稳，但输出油压不高，输出油量随阻力的升高而下降，甚至会完全没有输出。.,容积泵是由泵中流体所在空间的变化来产生压力的。容积泵每一转吸入油量是一定的，输出流量取决于泵的转速，与阻力的关系不大，但间隙式的供油易产生压力脉动、泵体振动与噪声等。,电动燃

56、油泵常用的泵体有涡轮泵与滚柱泵。,1限压阀 2滚子泵 3电动机 4出油单向阀 5转子 6滚子 7泵体 A进油口 B出油口,图：滚柱泵结构及工作原理,（转子5偏心地装在泵体7中）,EFI系统油泵的基本控制要求是：只有发动机处于运转工作状态下，油泵才工作（发动机转速信号）；发动机不运转，即使接通点火开关，油泵也不工作。 2）燃油滤清器：,燃油滤清器安装在油泵之后的高压油路中，如图示。其作用是：滤除燃油中的杂质，防止燃油系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作可靠性。 滤清器堵塞时，将使油压下降，起动困难，发动机功率下降，应予更换。,3）脉动阻尼器： 在喷油器喷油时，油路中会产生微

57、小波动，脉动阻尼器的作用就是减小这种波动和降低噪声。. 脉动阻尼器由膜片和弹簧组成减震结构，如图示。.,来自油泵的燃油首先经过阻尼器膜片的前方，然后输入管路。当油压脉动趋于峰值时，膜片弹簧压缩，膜片后移，使膜片前方空间加大，使本来增大的压力趋于平缓；相反，弹簧伸张，膜片前方空间减小，油压略有上升。因此，油压变化极小。,4）压力调节器： 其作用是使燃油压力相对于大气压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定，如图示。,持喷油压差一定，而且，任意工况下喷油器的针阀升程一定，这样，喷油量只随喷油器通电时间长短控制。,控制喷油量的大小是根据ECU加给喷油器的通电时间长短来控制的。

58、这就要求保,随着节气门开度的变化，进气管负压即喷射环境压力肯定发生变化，因此喷油压力也肯定发生变化。,压力调节器位于燃油轨的一端，其结构如图示。膜片将金属壳体内部分成弹簧室和燃料室两部分，弹簧室一侧通过管路与进气歧管相通。膜片下方承受油压，膜片上方为歧管负压与弹簧压力之和。,弹簧室,弹簧,膜片,壳体,阀,由于电动汽油泵泵送的油量远大于喷射所需的油量，故在油压作用下膜片移向弹簧室一侧，阀门打开，部分燃油流回油箱，燃油分配管内保持一定的油压。当歧管真空度增大时，膜片进一步上移，使阀门开度增大，回油量增加，从而使燃油分配管内油压略降，保持与变化了的歧管压力差值恒定；反之亦然。,油泵停止工作时，油泵单向阀关闭，在弹簧力作用下，调压器阀门关闭，使油泵单向阀与调压器阀门之间的油路内保持一定的残余压力。,5）电磁式喷油器： 喷油器的作用是根据ECU提供的电信号，控制燃油喷射。 SPI系统的喷油器位于节气门体空气入口处；MPI系统的喷油器通过绝缘垫圈安装在各进气歧管或进气道附近的缸盖上。 喷油器的分类：按用途分为SPI用和MPI用；按燃料的送入位置分为上部给料式和下部给料式；按喷孔形状分为孔式和轴针式；按电磁线圈的电阻值分为低阻式和高阻式。,结构组成：喷油器由滤网、电路接口、电磁线