化油器式汽油机燃料供给系(1).ppt

南昌大学机电学院,第四章化油器式汽油机燃料供给系,概述简单化油器及可燃混合气的形成现代化油器汽油供给装置汽油喷射供给系统,南昌大学机电学院,一、汽油机燃料供给系的任务,将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气，提供给发动机并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定运转。,4.1化油器式供给系,燃料供给方式,二、化油器式汽油机燃料供给系的组成,①燃油供给装置汽油油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管②空气供给装置空气滤清器③可燃混合气形成装置化油器④废气排出装置排气管道、排气消音器，三元催化转换器,4.1.1概述,南昌大学机电学院,,,油箱,汽油滤清器,汽油泵,化油器混合,空气滤清器,排气管,排气消声器,,,,,,,在气缸内燃绕,供给路线图,南昌大学机电学院,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,南昌大学机电学院,主喷嘴让汽油喷入空气中形成可燃混合气。,喉管产生真空度，吸出喷管中的燃油。,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）简单化油器的结构,4.1.2简单化油器及可燃混合气的形成,南昌大学机电学院,,,照片资料,主量孔,浮子室,南昌大学机电学院,2工作原理,点此观看原理录像,南昌大学机电学院,汽油气化过程大气压力→喷入空气流→冲散流动受热,3可燃混合气的形成的工作过程,,雾状颗粒,,蒸发,南昌大学机电学院,一、可燃混合气成分的表示方法,将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为空燃比，用符号R表示。（多为欧美国家采用）,空燃比的倒数称为燃空比，用符号λ表示。（日本等国家常用）,1、空燃比,2、燃空比,3、过量空气系数,,,理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量,燃烧1kg燃料实际供给的空气质量,α1为标准混合气α﹤1为浓混合气α﹥1为稀混合气,3、可燃混合气成分对发动机性能的影响,南昌大学机电学院,转速一定时，简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度变化的关系。1）节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低。2）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。3）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。,二、简单化油器特性,简单化油器特性曲线,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,南昌大学机电学院,1）标准混合气1理论上能够完全燃烧的混合气，其中所含的氧气正好使全部燃料燃烧完毕。2）稀混合气1实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的氧气能保证燃料全部燃烧完毕。3）浓混合气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。4）燃烧极限≥1.4；≤0.4当可燃混合气太稀（≥1.4以及太浓（≤0.4）时，虽能点燃，但火焰无法传播，导致发动机运转不稳定，直至熄火。,三、可燃混合气成分对发动机性能的影响,南昌大学机电学院,可燃混合气成分对发动机性能的影响曲线图,（转速不变，节气门全开，改变量孔尺寸）,α0.88功率混合气,α1.11经济混合气,α0.4火焰传播上限,α1.4火焰传播下限,稳定工况的α0.88～1.11。,油消耗率,功率,南昌大学机电学院,混合气的浓度对发动机性能的影响,南昌大学机电学院,在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。,理想化油器特性,最小油耗,理想,最大功率,南昌大学机电学院,怠速发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。,1.汽车实际工况对可燃混合气成分的要求,冷起动→暖机极浓混合气。0.4～0.6,怠速和小负荷,中等负荷随节气门的开大，混合气由浓变稀。0.9～0.11,加速额外供油。,大负荷最大功率浓混合气。0.85～0.95,少而浓的混合气。0.6～0.8；0.7～0.9,,,稳定工况,过度工况,急减速辟免混合气过浓。,4.1.3现代化油器,南昌大学机电学院,1、主供油系统⑴功用,保证发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随着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。,主量孔,空气量孔,主喷管,2.化油器各工作系统,1.引入少量空气，使汽油泡沫化。2.降低主量空处真空度的增长率，使混合气由浓变稀。,空气量孔的作用,南昌大学机电学院,⑵化油器主供油系统工作原理,降低主量孔处真空度作用引入极少量的空气到主喷管中，以降低主量孔内外压力差，从而降低汽油的流速和流量。以满足化油器理想供油特性。,南昌大学机电学院,2、怠速系统,⑴、功用,保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。为0.6～0.8。,怠速喷口,调整螺钉,过渡喷孔,油道,怠速过渡,⑵、结构,怠速,南昌大学机电学院,⑶化油器怠速系统工作原理,南昌大学机电学院,3、加浓系统（省油器）,⑴、功用,在大负荷和全负荷时额外供油，保证在全负荷时混合气浓度达到为0.8～0.9，使发动机发出最大功率。,摇臂,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,拉杆,1）机械式加浓系统结构,南昌大学机电学院,机械式加浓系统工作原理,,南昌大学机电学院,2）真空加浓系统,构成,活塞,空气缸,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,弹簧,南昌大学机电学院,真空加浓系统工作原理,,南昌大学机电学院,4、加速系统,功用,在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入吼管，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。,摇臂,活塞,出油阀,通气道,加速喷口,拉杆,进油阀,活塞式加速系统结构,南昌大学机电学院,加速系统工作原理,,南昌大学机电学院,5、起动系统,功用,当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气为0.4～0.6，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。,阻风门,节气门,组成,阻风门（有的带有活门）。,南昌大学机电学院,起动系统工作原理,,南昌大学机电学院,3.化油器的类型,一、化油器的分类1、按喉管气流方向,南昌大学机电学院,2、按重叠的喉管数目,喉管大，增加充气量，但汽油雾化不良,喉管小，汽油雾化良好，但充气量减少,多重喉管既可以满足充气量的需要，又可以使汽油充分雾化,南昌大学机电学院,多重喉管化油器的工作演示,,南昌大学机电学院,3、按空气管腔数目,单腔式、双腔式、四腔式,主腔,副腔,南昌大学机电学院,4.典型化油器构造,,上体,中体,下体,南昌大学机电学院,,,照片资料,主量孔,浮子室,南昌大学机电学院,1、化油器上体,阻风门,壳体,真空加油浓柱塞,进油口,针阀,南昌大学机电学院,2、化油器中体,南昌大学机电学院,3、化油器下体,南昌大学机电学院,4、化油器的操纵机构,加速踏板,阻风门拉钮,阻风门,拉杆,止动支柱,节气门,凸轮,南昌大学机电学院,4.1.4汽油供给系的其他装置,,1.汽油供给装置的组成,南昌大学机电学院,汽油是从石油中提炼出来的碳氢化合物,粘度小、流动性好。提炼方法直馏法,裂化法.1、物理特性蒸发性、抗爆性、稳定性、腐蚀性和洁净性等。2、使用性能指标⑴蒸发性能被蒸发的性能。馏出温度越低，10％－冷起动性好;50-加速性和稳定性好；90％－各缸工作均匀。但太低易出现气阻。⑵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）。3、牌号与选用牌号（研究法辛烷值）越高，抗爆性越强。压缩比高的发动机选用辛烷值高的汽油。,2、汽油的使用性能,南昌大学机电学院,一、燃油箱,功用贮存汽油。,加油延伸管,滤网,油面指示表传感器浮子,出油开关,汽油滤清器,加油管,汽油箱支架,汽油箱盖,放油螺栓,2、汽油供给装置,南昌大学机电学院,桑塔纳轿车汽油箱,,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,南昌大学机电学院,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。,进、出油口不可装反,类别可拆式、不可拆式,结构,南昌大学机电学院,纸质汽油滤清器,,中央多孔筒,多孔滤纸外筒,折叠纸滤芯,南昌大学机电学院,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。,回位弹簧,摇臂,进油口,出油口,膜片,出油单向阀,进油单向阀,2、结构,1、膜片式汽油泵,南昌大学机电学院,膜片式汽油泵结构图,南昌大学机电学院,膜片式汽油泵工作原理,点此观看原理录像,南昌大学机电学院,汽油泵工作演示,,南昌大学机电学院,2、电动燃油泵,涡轮式电动燃油泵,组成油泵电机、滚柱泵、单向阀、卸压阀、外壳、泵盖及滤网等。,南昌大学机电学院,4.2.1概述,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气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。,二、汽油喷射系统发展概况,汽油喷射技术始于20世纪30年代，最初用于飞机上，50年代开始用于汽车上；目前，大部分轿车均装配了汽油喷射系统。,三、汽油喷射优点,1.提高了发动机的充气效率；,4.冷起动性和加速性能较好；,3.使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态；,2.使各缸可燃混合气分配更加均匀；,5.可节省燃油并减少废气中的有害成分,南昌大学机电学院,四、电控燃油喷射系统的分类,1.按喷射器安装位置分,每一个气缸有一个喷油器。,（1）多点喷射SPI,南昌大学机电学院,（2）单点喷射SPI,几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。,将燃料直接喷入气缸内，需较高的喷射压力。,（3）气缸内喷射,南昌大学机电学院,4.按多点喷射的喷油间隔来分,（1）同时喷射,（2）分组喷射,（3）顺序喷射,3.按进气量检测方法来分,（1）间接测量,（2）直接测量,（2）闭环控制,2.按控制方式来分,（1）开环控制,南昌大学机电学院,电控喷射工作演示,南昌大学机电学院,4.2.2汽油直接喷射系统,一、基本组成电控多点汽油喷射,1、燃油供给系统,功用向气缸内供给供给燃烧时所需一定量的燃油.,组成,南昌大学机电学院,2、空气供给系统,功用为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。,组成,南昌大学机电学院,3、电子控制系统,电控单元接受来自各个传感器传来的信号，并完成对这些信息的处理和发出指令控制执行器的动作,组成与作用,各种传感器把各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数（非电量参数）转变为电信号（电压或电流）提供给电控单元，使电控单元正确地控制发动机运转或汽车运行。,执行器用来完成电控单元发出的各种指令，是电控单元指令的执行者。,南昌大学机电学院,,,,传感器,执行器,二、控制原理,电控单元,,南昌大学机电学院,二、燃油压力调节器,进油口,回油口,,阀门,,阀支承,,膜片,,弹簧,,接进气支管,作用调节喷油器的燃油压力，使燃油压力与进气管压力之差保持常数。,,南昌大学机电学院,三、喷油器,作用,在恒定压力下定时、定量地喷油并使之雾化。,结构,南昌大学机电学院,,四、传感器,空气流量传感器,南昌大学机电学院,2.进气管绝对压力传感器,半导体压敏电阻式由硅片、集成电路和真空室组成。,原理压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出电压变化。,,,作用依据发动机负荷状况，测出进气歧管中绝对压力的变化，并将其转换成电压信号，与转速信号一起送到ECU，作为确定基本喷油量的依据。,南昌大学机电学院,3.转速和曲轴位置传感器,（1）磁电式传感器,当转子旋转时，线圈中磁通量发生变化，线圈产生感应电动势。磁电式转速传感器的转子信号盘通常安装在曲轴或凸轮轴上，也可安装在分电器内。,南昌大学机电学院,（2）霍尔效应式传感器,当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场被叶片旁路，不产生霍尔电压；当缺口部分进入磁铁与霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，传感器输出电压信号。,南昌大学机电学院,信号盘随分电器轴转动，产生透光和遮光交替变化。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被挡住时，光敏二极管电压为0。,（3）光电式传感器,南昌大学机电学院,4.温度传感器（水温传感器、空气传感器）,5.节气门位置传感器（线性输出节气门位置传感器）作用用来检测发动机的节气门的开度和加速、减速信号。反映发动机负荷状态。,原理利用滑动阻值的变化，测得与节气门开度相对应的输出电压，及怠速、全负荷触点的开闭。,南昌大学机电学院,7.爆震传感器,8.车速传感器用于发动机怠速及汽车加速、减速时空燃比的控制。,9.起动及空挡开关信号用来判断发动机是否处于起动状态。,安装在发动机缸体上，检测发动机的爆震状况。通过检测缸体表面的震动信号，以判断发动机是否产生爆震。,6.氧传感器,氧传感器安装在排气管内，检测排气中氧的含量。最常用的氧传感器是氧化锆式氧传感器。氧化锆传感器内侧通大气，外侧裸露在排气中。如果内侧外侧的含氧量不同时，在氧化锆内、外两侧极间就产生一个电动势。当混合气稀时，氧化锆产生的电势低；当混合气浓时，产生的电势高。其值成为控制混合气浓、稀的反馈信号。,南昌大学机电学院,六、执行器,南昌大学机电学院,五、电控单元（ECU）,ECU,,CPU中央处理器ROM只读存储器PRAM可编程的只读存储器RAM运行数据存储器I/O输入/输出接口,南昌大学机电学院,EGR阀（废气再循环控制）根据冷却水温度、节气门位置和进气流量控制EGR针阀的位置，调节进入气缸的混合气中废气的比例，精确地控制EGR率，从而改善NOx排放和发动机性能。碳罐根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制，从而减少燃油箱燃油蒸汽逸出和节约燃料。,南昌大学机电学院,上海桑塔纳2000轿车发动机电子控制汽油喷射系统,,油箱,汽油泵,滤清器,压力调节器,电控单元,冷起动阀,节气门开关,怠速调整螺钉,节气门,,空气流量传感器,辅助空气阀,,,油压调节器,,喷油器,,燃油分配器,,,,空气温度传感器,,,,,,,,氧传感器,,曲轴转角传感器,,转速传感器,电控喷射工作演示,南昌大学机电学院,5.2.进、排气系统5.2.1进、排气管,第五章发动机的进、排气系统,5.1概述组成空气滤清器、进、排气管、消声器、净化装置、增压装置。,南昌大学机电学院,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。,一、空气滤清器,⑴、油浴式空气滤清器⑵、过滤式纸质滤芯空气滤清器⑶、离心式空气滤清器,2、分类,,,,进气孔,下体,,出气口,,上体,,纸滤芯,,接管,,旋流管,旋流管组件,3、结构,南昌大学机电学院,桑塔纳发动机的空气滤清器,,通化油器,空气入口,纸滤芯,外壳,滤清器盖,南昌大学机电学院,空气滤清器实物,南昌大学机电学院,二、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。,南昌大学机电学院,3、结构,出水口,进水口,进气歧管,排气歧管,进气,排气,南昌大学机电学院,三、排气消声器,1、功用减少噪声和消除废气中的火焰及火星。2、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。,,,,,,,进气入口,外隔板,外壳,内壳,内隔板,排气出口,南昌大学机电学院,汽车排出的废气，含有有害成分如CO；HC；NOX。催化反应器就是要降低这三种成分的含量。其内装有催化剂，促进空气与这些有害成分起化学反应，使CO氧化为CO2，CH氧化为CO2和H2O，NOX还原为N2。2.废气再循环装置EGR系统把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的二氧化碳，而它不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量,使NOx排出物降低。,5.2.3排气净化装置1.催化反应器,南昌大学机电学院,5.2.4混合气的预热装置目的改善经济性和排放性装置恒温空气滤清器进气支管电加热器5.3发动机的增压1.机械增压2.气波增压3.涡轮增压,南昌大学机电学院,小结,功用及分类,汽油机燃料系组成,,可燃混和气的形成,不同浓度的混和气对发动机性能的影响,各种工况对可燃混和气的要求,,汽油机燃料系,南昌大学机电学院,复习题1、简述汽油机供给系统的组成及作用2、说明简单化油器是怎样工作的3、试述五大工作系统的结构、工作原理4、简述机械式汽油泵的工作原理,南昌大学机电学院,结束,