汽車原理與結(jié)構(gòu)-燃油系統(tǒng)

1、上次課內(nèi)容回顧：一、配氣機構(gòu)的布局的基本形式 頂置式 側(cè)置式二、氣門組 氣門形狀及結(jié)構(gòu) 工作條件 常用材料三、氣門傳動組 凸輪及其相位 配氣定時 氣門間隙四、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng) 空氣濾清器 油浴式空氣濾清器 紙芯空氣濾清器 復合式空氣濾清器 進氣岐管、消聲器共28頁 第1頁4、排氣凈凈化裝置置排氣凈化化系統(tǒng)將將汽車排排放的有有害物控控制在最低水平平。這是是控制汽汽車排放放危害強強制性要要求，目前前國內(nèi)已已啟動相相關(guān)管理理措施。根據(jù)方方式、目目的不同同，有下下述主要要手段：恒溫進進氣系統(tǒng)統(tǒng)本機構(gòu)安安裝在進進氣門前前方，為為發(fā)動機機冷啟動動時提供加加熱的空空氣。促進空氣氣較稀時時油氣混混合物充充分

2、汽化化和燃燒燒。啟動條件室溫低壓燃燒不完完全有害物質(zhì)質(zhì)排放共28頁第第2頁二次空空氣噴射射系統(tǒng)本裝置安安裝在排排氣歧管管，加強強對排放放氣體的的港外再次氧氧化。具體方法法：用壓縮空空氣泵將將新鮮空空氣直接接經(jīng)專門的空氣氣噴管噴噴入氣缸缸排氣門門附近。部分發(fā)發(fā)動機在在排氣系統(tǒng)統(tǒng)配有催催化轉(zhuǎn)換換器，則則噴入轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器。目的：排氣時在在排氣門門增加氧氧氣，使使排除的的CO和HC（碳氫化化合物）進一步步氧化，生成CO2和H2O。共28頁第第3頁排氣再再循環(huán)系系統(tǒng)本裝置將將氣缸排排除的部部分廢氣氣通過專專門管道道再輸入到進氣氣管，適適度增加加可燃氣氣體的CO2含量。大量的CO2介入導致致缸內(nèi)燃燃燒緩解解，

3、溫度度相對下下降，從而而減少燃燃燒過程程氮化物物（NOX）的產(chǎn)生生。排氣再循循環(huán)是目目前發(fā)動動機凈化化氮化物物的主要要方法，關(guān)鍵鍵問題是是把握輸輸入的CO2量。共28頁第第4頁催化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器在排氣系系統(tǒng)中設(shè)設(shè)計專用用裝置，利用催催化劑（鉑、鈀、銠等等）的作作用，將將排放廢廢氣中的的CO、HC、NOX轉(zhuǎn)化成對對人體無無害的氣氣體再排排除。二效催化化轉(zhuǎn)換器器（氧化化）在催化劑劑的作用用下，加加入新鮮鮮空氣為為氧化劑劑，僅將CO、HC氧化成二二氧化碳碳和水。三效催化化轉(zhuǎn)換器器（還原原）在催化劑劑的作用用下，把把CO、HC作還原劑劑，將排排放中的NOX還原成氮氮（N2）和氧（O2），而CO、HC在還原反

4、反映中被被氧化成成CO2和H2O。共28頁第第5頁使用催化化轉(zhuǎn)換器器相關(guān)的的問題：發(fā)動機應應使用無無鉛汽油油；催化轉(zhuǎn)換換器工作作環(huán)境350（排氣岐岐管之后后）；正確把握握輸入混混合氣體體（氧化化劑或還還原劑）比例的合理理性；較高的使使用成本本（昂貴貴的稀有有金屬）；相關(guān)工藝藝。根據(jù)國情情平衡利弊弊共28頁第第6頁4.4發(fā)動機燃燃油系統(tǒng)統(tǒng)目前發(fā)動動機燃油油系統(tǒng)主主要有化化油器式式燃油系系統(tǒng)、汽油噴射射式燃油油系統(tǒng)、柴油機機燃油系系統(tǒng)等。本節(jié)只限限于介紹紹汽油機機燃油系系統(tǒng)。目前小型型發(fā)動機機大量采采用噴射射式，隨隨著電子子技術(shù)的飛速發(fā)發(fā)展，經(jīng)經(jīng)典的化化油器面面臨淘汰汰。一、燃油油系統(tǒng)的的功用和和

5、組成1、功能向發(fā)動機機穩(wěn)定、持續(xù)地地提供一一定數(shù)量量、潔凈凈、霧化良好好的汽油油存儲一定定數(shù)量的的汽油以以維持汽汽車的續(xù)續(xù)行。共28頁第第7頁2、燃油系系統(tǒng)主要要組成部部分常規(guī)化油油器系統(tǒng)統(tǒng)包括燃油箱汽油濾清清器化油器油氣分離離器汽油泵油管燃油表等等上述所有有組成部部件中，化油器器是系統(tǒng)統(tǒng)中最重重要的部件件，是實實現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)功能、完成油油氣混合合的關(guān)鍵裝置。注：21世紀以來來，沉寂寂多年的的汽油噴噴射技術(shù)術(shù)獲得實質(zhì)行行突破。在中國國，通過過技術(shù)引引進和自自主開發(fā)，目前前已廣泛泛用于中中、小型型汽油發(fā)發(fā)動機。共28頁第第8頁1燃油箱2汽油濾清清器3汽油泵4油氣分離離器5化油器6燃油箱蓋蓋7油量傳感

6、感器化油器式式燃油系系統(tǒng)示意意圖化油器供油通道道進油孔回油通道道共28頁第第9頁二、可燃燃混合氣氣空氣與霧霧狀汽油油按一定定比例混混合的混混合物。其相對比例例直接影影響發(fā)動動機效率率，常用用兩項指指標。1、過量空空氣系數(shù)數(shù)a以完全燃燃燒1kg汽油為前前提：a實際供供給空氣氣質(zhì)量/理論化學學計量空空氣質(zhì)量量a反映了可可燃混合合氣中空空氣含量量的多少少：a1，稱為理理論混合合氣a1，稱為濃濃混合氣氣（汽油油過剩）a1，稱為稀稀混合氣氣（空氣氣過剩）共28頁第第10頁2、空燃比比可燃混合合氣體中中空氣質(zhì)質(zhì)量與燃燃油質(zhì)量量之比?？諝赓|(zhì)質(zhì)量/燃油質(zhì)量量按化學方方程式的的當量關(guān)關(guān)系，1kg汽油完全全燃燒需

7、14.8kg空氣，即即理想混混合氣體體14.8。完全燃燒燒空氣汽油14.8：1共28頁第第11頁3、混合氣氣燃燒效效果大量的研研究和實實驗結(jié)果果表明，混合氣氣在氣缸缸內(nèi)的燃燒效效果與過量空氣氣系數(shù)a、空然比比存在一定的規(guī)律律。a1.051.15，稱為經(jīng)經(jīng)濟混合合比該比例的的混合氣氣體，在在氣缸中中燃燒最最完全，發(fā)動機油耗耗量最低低。a0.850.95，稱為功功率混合合比該比例的的混合氣氣體燃燒燒速度最最快，熱熱損失最最低，發(fā)動動機有效效功率最最大。共28頁第第12頁a0.5，稱為火火焰?zhèn)鞑ゲド舷拊摖顟B(tài)汽汽油濃度度達到最最高，由由于氧氣氣的缺乏乏已嚴重影響響缸內(nèi)燃燃燒的持持續(xù)。a1.3，稱為火火

8、焰?zhèn)鞑ゲハ孪拊摖顟B(tài)汽汽油濃度度達到最最低，由由于汽油油的缺乏乏缸內(nèi)燃燒同同樣面臨臨間斷。由此可見見，燃油油濃度過過大或過過稀，都都能導致致火焰在燃池池中不能能正常傳傳播，更更嚴重時時，將導導致不能能點火，發(fā)發(fā)動機工工作中斷斷。共28頁第第13頁小結(jié)：混合比例例直接影影響發(fā)動動機性能能及能否否正常工工作；經(jīng)濟耗油油與最大大功率輸輸出對應應不同的的混合比比例；混合比例例存在上上下限，燃油濃濃度不易易過大或或過??；汽車實際際行駛速速度和牽牽引功率率的變化化范圍都都很大，發(fā)動機正正常工作作的混合合比例應應作相應應的調(diào)整整。一般化油油器只能能提供一一定范圍圍的a值。過量空氣氣系數(shù)與與空燃比比關(guān)系表表a0

9、.60.70.80.91.01.11.21.31.48.910.411.813.314.816.317.819.220.7共28頁第第14頁4、發(fā)動機機工況與與a、的經(jīng)驗值值冷啟動a0.20.6；怠速a0.60.8；小負荷（節(jié)氣氣門25）a0.70.9；中等負荷荷（節(jié)氣氣門2585）a1.051.15；大、全負負荷a0.850.95；加速（迅迅速加大大輸出功功率）化化油器設(shè)設(shè)置專門門的補油通道以以加大燃燃油比例例。小結(jié)：冷啟動、怠速等等特殊短短時工況況，混合合氣濃度度大；從小負荷荷到中等等負荷，混合氣氣由濃變變稀，直直降到經(jīng)濟混合合比例；從大負荷荷到全負負荷，混混合氣由由稀變濃濃，直升升到功率

10、混合比比例。共28頁第第15頁三、簡單單化油器器簡單化油油器是實實用型化油油器的雛雛形，現(xiàn)代車用用化油器器則是在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上借助助一些附屬裝置置來實現(xiàn)現(xiàn)調(diào)整燃氣混合合比。一般需要要預熱氣流產(chǎn)生生負壓將汽油吸吸入并霧霧化油氣混合合原理圖圖接泵油器器1空氣濾清清器2簡單化油油器3進油針閥閥4喉管5浮子6浮子室7、8噴油管道道9預熱10進氣岐管管11進氣門12燃燒室13節(jié)氣門14油氣混合合室共28頁第第16頁四、理想想化油器器理想化油油器將在在發(fā)動機機任何轉(zhuǎn)速速、任何何負荷，任何大氣狀況況下，供供給一定定數(shù)量且成分符符合發(fā)動動機工況況要求的可燃混混合氣體體。1、怠速系系統(tǒng)化油器浮浮子原理理圖為怠速工工

11、況下工工作的發(fā)發(fā)動機提提供濃混混合氣。由于怠速速轉(zhuǎn)速低低、節(jié)氣氣門接近近關(guān)閉，空氣流流量少流流速慢，主噴噴管無法法提供過過量的汽汽油。由構(gòu)件10、8、3構(gòu)成的怠怠速供油油通道將將大量補補充霧化化汽油，維維持濃度度較大汽汽油比例例。共28頁第第17頁2、怠速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入小負負荷此過程節(jié)節(jié)氣門加加大，怠速噴口口3的真空度度下降，進油量減減少，流流過節(jié)氣氣門的空氣增增加，混混合氣將將變得過稀，造成熄熄火，無無法完成這一一過渡。在怠速噴噴口3的上方設(shè)設(shè)置過渡噴噴口5，過渡時時間兩孔同時時噴油，增加汽汽油濃度。共28頁第第18頁3、主供油油系統(tǒng)滿足中小小負荷工工況下發(fā)發(fā)動機需需要的不不同濃度度的混合合氣。（隨

12、負荷荷加大，油量增增加，但但混合氣氣變?。╆P(guān)鍵問題題：控制制供油增增量小與與空氣增增量。節(jié)氣門加加大，空空氣流量量、供油量隨隨之加大大；供油量增增加速率率小于空空氣增加速率率時，混混合氣逐逐漸變稀稀，符合中小小負荷的的理想狀狀態(tài)；供油量增增加速率率大于空空氣增加速率率時，混混合氣逐逐 漸變變濃，不符合中中小負荷荷的理想想狀態(tài)。共28頁第第19頁4、加濃系系統(tǒng)（右右圖）中小負荷荷轉(zhuǎn)向大大、全負負荷時，額外提提供部分分燃油。該系統(tǒng)能能使混合合氣從經(jīng)經(jīng)濟比例轉(zhuǎn)化到到功率比比例，以以保證發(fā)發(fā)動機獲得得最大功功率。5、加速系系統(tǒng)（左左圖）利用加速速泵在節(jié)節(jié)氣門急急速開大時，將一定定數(shù)量的的燃油一一次性噴

13、入入喉管，緩和混混合氣體體濃度的急急劇下降降，滿足足汽車臨臨時的加速速需要。共28頁第第20頁五、電噴噴發(fā)動機機（）電噴發(fā)動動機即電電子控制制燃油噴噴射式發(fā)發(fā)動機。與常規(guī)（化油器器）發(fā)動動機相比比，其差差異僅在在于油氣混合合的方式式。一般般由噴油油路路，傳感感器組和和電子控制制單元(微型電腦腦)三大部分分組成。1、常規(guī)化化油器共28頁第第21頁歧管化油器噴油位置置節(jié)氣門油氣混合進氣管氣門氣缸化油器發(fā)發(fā)動機供供油示意意圖五種工況況均勻分配配配氣時序序進氣歧管管2、電噴發(fā)發(fā)動機油油氣混合合在進氣管管道的適適當位置置安裝專專用噴油油嘴，通通過油泵按一一定時序序噴射定定量霧狀狀汽油與與氣缸吸吸入的空氣

14、混合合。共28頁第第22頁歧管節(jié)氣門進行單純純的空氣氣量控制制油氣混合進氣管氣門氣缸進氣歧管管油泵ECU油泵置于儲油油箱內(nèi)汽油噴嘴嘴3、EFI特點發(fā)動機電電子控制制器（）根據(jù)曲軸軸位置傳傳感器、氣門傳傳感器、變速箱箱傳感器等信號號采集裝裝置送來來的信號號，經(jīng)計計算處理理后輸出出正確的噴射射、點火火等指令令。共28頁第第23頁與進氣量量匹配，實現(xiàn)現(xiàn)滿足各種工況況的油氣混合比比。汽油定量量噴射時間間點火時間間發(fā)動機的的溫度、空燃比比、油門門狀況、發(fā)動機機的轉(zhuǎn)速速、負荷荷、曲軸軸位置、車輛行行駛狀況況等電子點火火系統(tǒng)共28頁第第24頁常規(guī)點火開/關(guān)凸輪曲軸與常規(guī)發(fā)發(fā)動機電電子點火火系統(tǒng)有有較大的的區(qū)

15、別，通常常包括了了如下功功能：點火電流流的恒定定控制無分電器器點火控控制點火正時時控制點火時序序（判缸缸）控制制點火提前前與爆震震的控制制噴油系統(tǒng)統(tǒng)共28頁第第25頁噴油系統(tǒng)統(tǒng)包括電電動油泵泵，燃油油濾清器器，油壓調(diào)節(jié)節(jié)器，噴噴射器等等組成。目前常用用方式有單點式式和多點點式兩種種。單點式噴噴油系統(tǒng)統(tǒng)（SPI）噴嘴設(shè)置置于節(jié)氣氣門上方，與與常規(guī)化化油器噴噴嘴位置相相同。解決了進進氣管汽汽油霧化、預熱熱等，但但在氣門門之后的所有有情況與與化油器器相同。節(jié)氣門濾清器進氣管單點噴嘴空氣入口口汽油入口口歧管氣缸飛輪多點式噴噴油系統(tǒng)統(tǒng)（MPI）共28頁第第26頁多點噴油油系統(tǒng)將將噴嘴設(shè)設(shè)置于進氣歧管管內(nèi)進氣門前。由于于溫度的的關(guān)系，汽油霧霧化完全，油氣氣混合比比穩(wěn)定。不受進氣氣歧管形形狀影響，各缸缸油量均均勻。節(jié)氣門濾清器進氣管多點噴嘴空氣入口口汽油入口口歧管氣缸飛輪多點噴射射系統(tǒng)為多氣門門氣缸的的有效運行行創(chuàng)造了了條件。電噴發(fā)發(fā)動機的的優(yōu)劣共28頁第第27頁能準確控控制混合合氣的質(zhì)質(zhì)量氣缸內(nèi)的的燃料燃燃燒完全全廢氣排放放物和燃燃油消耗耗下降提高了發(fā)發(fā)動機的的充氣效效率，增增加了發(fā)發(fā)動機的的功率和和扭矩電子控制制燃油噴噴射裝置置成本比比相對高高故障率雖雖低,一旦損壞壞難以修修復