陳家瑞《汽車構造》第四章汽油機供給系統(tǒng)

第四章汽油機供給系統(tǒng)第一節(jié)汽油機供給系統(tǒng)的組成和燃料第二節(jié)可燃混和氣成分和汽油機性能的關系第三節(jié)汽油供給裝置第四節(jié)進排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置

第五節(jié)汽油直接噴射系統(tǒng)當前1頁，總共98頁。第一節(jié)汽油機供給系統(tǒng)

的組成和燃料一、

汽油機供給系統(tǒng)的功用

根據(jù)發(fā)動機不同工況的要求，供給不同數(shù)量和濃度的可燃混合氣進入氣缸；燃燒后的廢氣經(jīng)凈化處理后排入大氣。燃料供給方式化油器方式汽油直接噴射方式當前2頁，總共98頁。二、化油器式汽油機燃料供給系的組成①燃油供給裝置：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管②空氣供給裝置：空氣濾清器③可燃混合氣形成裝置：化油器④可燃混和氣供給和廢氣排出裝置：進氣管、排氣管、排氣消音器，三元催化轉換器

當前3頁，總共98頁。當前4頁，總共98頁。

油箱汽油濾清器汽油泵化油器(混合)空氣濾清器排氣管排氣消聲器在氣缸內(nèi)燃繞供給路線圖當前5頁，總共98頁。油箱油管汽油泵汽油濾清器化油器空氣濾清器桑塔納轎車汽油供給系統(tǒng)示意圖當前6頁，總共98頁。石油制品是以多種碳氫化合物的混合物形式出現(xiàn)的，分子式CnHm（烴）。根據(jù)烴分子中碳原子數(shù)不同，可以構成不同分子量不同沸點的物質。煉制汽油和柴油最簡單的方法是利用沸點不同直接分餾，依次得到天然氣汽油煤油輕、重柴油渣油。

三、汽油的性質當前7頁，總共98頁。烴分子中碳原子數(shù)目的影響C原子數(shù)沸點（°c）品種分子量理化性質的變化趨勢C1—C4C5—C11C11—C19C16—C23C23以上常溫50~200180~300250~360360以上石油氣汽油煤油輕重柴油渣油16~5895~120100~180180~200220~280

質易粘化易易量揮度學自點發(fā)穩(wěn)燃燃定性當前8頁，總共98頁。汽油的主要性能指標：1、蒸發(fā)性：汽油容易蒸發(fā)的程度。2、熱值：1㎏燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。3、抗爆性：汽油在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒時，避免產(chǎn)生爆燃的能力。（抗自燃的能力）

汽油抗爆性的好壞一般用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。

當前9頁，總共98頁。

辛烷值可以用對比試驗方法確定：在可變壓縮比的單缸試驗發(fā)動機上進行，找一種被測汽油作為燃料，使發(fā)動機運轉，試驗中逐步提高壓縮比，直到產(chǎn)生標準強度的爆震燃燒為止。然后在該壓縮比下，換用標準燃料作對比試驗。直到用標準燃料也產(chǎn)生和原來一樣的標準強度的爆震燃燒為止。標準燃料是異辛烷和正庚烷的混合燃料，異辛烷抗爆燃能力很強，規(guī)定辛烷值100（平和溫順）；正庚烷抗爆燃能力很弱，規(guī)定辛烷值為0（暴躁）。這時測標準燃料的異辛烷的百分數(shù)，即為被測汽油的辛烷值。比如異辛烷80%，該被測汽油的辛烷值是80。

汽油的號數(shù)就是辛烷值數(shù)。如代號是RQ–85的汽油，其辛烷值不小于85。號數(shù)越高，抗爆性越好。

當前10頁，總共98頁。第二節(jié)簡單化油器及可燃混合氣的形成一、可燃混合氣成分的表示方法可燃混合氣中，空氣與燃料的質量比。

用符號R表示。（多為歐美國家采用）

空燃比的倒數(shù)稱為燃空比，用符號λ表示。（日本等國家常用）1、空燃比燃空比當前11頁，總共98頁。2、過量空氣系數(shù)Φa

=完全燃燒1kg燃料所需的理論空氣質量燃燒1kg燃料實際供給的空氣質量理論上，1kg汽油完全燃燒需要14.7kg空氣?？杖急?14.7Φa=1標準理論混和氣空燃比＜14.7Φa

＜1濃混和氣空燃比＞14.7Φa

＞1稀混合氣當前12頁，總共98頁。汽車構造

第十四講主講教師：馮原學時：４８當前13頁，總共98頁。基本結構針閥浮子室浮子喉管噴管節(jié)氣門進氣歧管進氣預熱裝置量孔二、簡單化油器的結構及其工作過程當前14頁，總共98頁。喉管：產(chǎn)生真空度，吸出噴管中的燃油。主噴嘴：讓汽油噴入空氣中形成可燃混合氣。節(jié)氣門：控制混合氣流量的開關，關閉時留有通氣間隙。針閥：控制汽油進入化油器浮子室的開關。量孔：控制汽油精確的出油量。轉速一定時，節(jié)氣門開度越大，喉部真空度越大，油量越多，功率越大。節(jié)氣門開度一定時，轉速越高，功率也越大。當前15頁，總共98頁?？扇蓟旌蠚獾男纬傻墓ぷ鬟^程當前16頁，總共98頁。發(fā)動機轉速不變時，隨節(jié)氣門開度的增加，則進氣管中的阻力減小喉部的真空度增大喉部的空氣流速增加，空氣流量增大吸入的燃油量增加，功率增加節(jié)氣門開度一定時，隨著轉速增加，則氣缸內(nèi)的真空度越大進氣管中的阻力減小喉部的真空度增大喉部的空氣流速增加吸入的燃油量增加，功率增加當前17頁，總共98頁。三、簡單化油器特性簡單化油器特性曲線混合氣濃度隨喉管處的真空度增大而升高混合氣濃度趨于穩(wěn)定Φa

當前18頁，總共98頁。四、可燃混合氣成分與發(fā)動機性能的關系1、可燃混合氣成分對發(fā)動機性能的影響：當前19頁，總共98頁。可燃混合氣成分對發(fā)動機性能的影響曲線圖1——燃油消耗率2——功率

Φa=0.88——功率混合氣

Φa=1.11——經(jīng)濟混合氣

Φa=0.4——火焰?zhèn)鞑ド舷?/p>

Φa

=1.4——火焰?zhèn)鞑ハ孪蕈礱當前20頁，總共98頁。從以上分析可知，發(fā)動機正常工作時，所用的可燃混合氣Φa值，應該在獲得最大功率和獲得最低燃油消耗率之間，在節(jié)氣門全開時，Φa值的最佳范圍為0.85～1.15范圍內(nèi)，一般在節(jié)氣門全開條件下，Φa=0.85～0.95時，發(fā)動機可得到較大的功率，當Φa=1.05～1.15時，發(fā)動機可得到較好的燃料經(jīng)濟性，所以當Φa在0.85～1.15范圍內(nèi)，動力性和經(jīng)濟性都比較好，即Pe較大，ge較小。當前21頁，總共98頁。①、小負荷工況-要求供給較濃混合氣Φa

=0.7～0.9②、中負荷工況-要求經(jīng)濟性為主，混合氣成分Φa

=0.9～1.1，由濃變稀③大負荷、全負荷工況-要求發(fā)出最大功率Pemax，Φa

=0.85～0.95④、起動工況-要求供給極濃的混合氣Φa

=0.2～0.6⑤、怠速工況：發(fā)動機在對外無功率輸出的情況下以最低轉速運轉，此時混合氣燃燒釋放的功，只用以克服發(fā)動機內(nèi)部的阻力。要求提供較濃的混合氣Φa

=0.6～0.8。⑥、加速工況：要求混合氣量要突增，并保證濃度不下降。

2、發(fā)動機各工況對可燃混合氣成分的要求當前22頁，總共98頁。結論：通過上述分析，可以看出

①發(fā)動機的運轉情況是復雜的，各種運轉情況對可燃混合氣的成分要求不同。②起動、怠速、全負荷、加速運轉時，要求供給濃混合氣Φa

<1。③中負荷運轉時，隨著節(jié)氣門開度由小變大，要求供給由濃逐漸變稀的混合氣Φa

=0.9～1.1

汽車正常行駛時，在大負荷、中負荷工況下，隨著負荷的增加，應供給由濃逐漸變稀的混合氣Φa

↑，當進入大負荷范圍內(nèi)，混合氣又由稀變濃，保證發(fā)動機發(fā)出最大功率。當前23頁，總共98頁。

在一定轉速下，汽車發(fā)動機所要求的混合氣成分隨負荷變化的規(guī)律。3、理想化油器特性當前24頁，總共98頁。第三節(jié)汽油供給裝置

功用：儲存、濾清、輸送汽油。組成：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管。汽油泵汽油濾清器油管汽油箱當前25頁，總共98頁。加油延伸管濾網(wǎng)油面指示表傳感器浮子出油開關汽油濾清器加油管汽油箱支架汽油箱蓋放油螺栓當前26頁，總共98頁。二、汽油濾清器

功用：除去汽油中的雜質和水分。濾芯沉淀杯進油口出油口當前27頁，總共98頁。中央多孔筒多孔濾紙外筒折疊紙濾芯當前28頁，總共98頁。汽車構造

第十五講主講教師：馮原學時：４８當前29頁，總共98頁。

⑴機械式汽油泵回位彈簧搖臂進油口出油口膜片出油單向閥進油單向閥當前30頁，總共98頁。當前31頁，總共98頁。當前32頁，總共98頁。1—限壓閥2—滾子泵3—電動機4—出油單向閥5—轉子6—滾子7—泵體A—進油口B—出油口圖：滾柱泵結構及工作原理（轉子5偏心地裝在泵體7中）⑵電動式汽油泵

當前33頁，總共98頁。當前34頁，總共98頁。第四節(jié)進排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置

當前35頁，總共98頁。一、進氣系統(tǒng)空氣濾清器進氣總管進氣岐管以化油器式為例當前36頁，總共98頁。1、空氣濾清器功用：把空氣中的塵土分離出來，保證供給氣缸足夠量的清潔空氣

當前37頁，總共98頁。通化油器空氣入口紙濾芯外殼濾清器蓋當前38頁，總共98頁。當前39頁，總共98頁。當前40頁，總共98頁。當前41頁，總共98頁。當前42頁，總共98頁。出水口進水口進氣歧管排氣歧管進氣排氣2、進氣歧管化油器式或節(jié)氣門體汽油噴射式發(fā)動機

當前43頁，總共98頁。當前44頁，總共98頁。進氣歧管加熱

當前45頁，總共98頁。諧振進氣系統(tǒng)

當前46頁，總共98頁。可變進氣歧管當前47頁，總共98頁。二、排氣系統(tǒng)當前48頁，總共98頁。1、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)

當前49頁，總共98頁。2、排氣歧管

當前50頁，總共98頁。進氣入口外隔板外殼內(nèi)殼內(nèi)隔板排氣出口當前51頁，總共98頁。三、排氣凈化裝置1、發(fā)動機的有害排放物

汽車排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOｘ)和微粒。2、催化轉換器

三元催化器串接在排氣歧管和和消聲器之間,氧傳感器之后.三元催化器的內(nèi)部結構是蜂窩狀管道設計.在蜂窩管道壁上有鉑,銠和鈀等貴金屬元素的涂層作為催化反應媒.三元催化器的最佳工作溫度為:375-800C;短時耐受溫度為900C.當前52頁，總共98頁。三元催化器當前53頁，總共98頁。3、柴油機微粒過濾器4、排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)功用：凈化排氣中的NOx。當前54頁，總共98頁。汽車構造

第十六講主講教師：馮原學時：４８當前55頁，總共98頁。第五節(jié)汽油直接噴射系統(tǒng)基本概念:用噴油器將一定數(shù)量和壓力的汽油直接噴射到氣缸或進氣歧管中，與進入的空氣混合而形成可燃混合氣。當前56頁，總共98頁。汽油直接噴射的優(yōu)點:

1、提高了充氣系數(shù)，發(fā)動機功率增加；2、燃油消耗率降低，經(jīng)濟性提高；3、混合氣分配均勻性好；4、排氣污染程度降低；5、發(fā)動機冷起動性能改善；6、加速性能得到改善。當前57頁，總共98頁。一、汽油直接噴射系統(tǒng)的分類1、按照噴射位置分（1）缸內(nèi)噴射：通過安裝在氣缸蓋上的噴油器，將汽油直接噴入氣缸內(nèi)。

當前58頁，總共98頁。（2）缸外噴射①多點噴射（MPI）：每一個氣缸有一個噴油器。氣門噴油器輸油管進氣支管當前59頁，總共98頁。②單點噴射（SPI）：幾個缸共用一個噴油器，又稱節(jié)氣門體噴射（TBI）。調壓器噴油器節(jié)氣門體位置傳感器節(jié)氣門當前60頁，總共98頁。當前61頁，總共98頁。2、按照噴射控制裝置的形式分機械式（K型）機—電式：（K—E型）電控式3、按照噴射方式分連續(xù)噴射：燃料噴射時間占有整個循環(huán)的時間。

間歇式噴射：每一缸的噴射都有一限定的噴射持續(xù)時間，用噴射連續(xù)時間來控制噴油量。

當前62頁，總共98頁。

①同時噴射：所有噴油器并聯(lián)，同時噴油。兩次噴完一個循環(huán)的供油量。進氣壓縮作功排氣排氣進氣壓縮作功作功排氣進氣壓縮壓縮作功排氣進氣13421803605407200噴油噴油間歇噴射還可按各缸噴射時間分為同時噴射、分組噴射和按序噴射等三種形式。

當前63頁，總共98頁。進氣壓縮作功排氣排氣進氣壓縮作功作功排氣進氣壓縮壓縮作功排氣進氣13421803605400噴油噴油②分組噴射

當前64頁，總共98頁。進氣壓縮作功排氣排氣進氣壓縮作功作功排氣進氣壓縮壓縮作功排氣進氣13421803605400噴油噴油③順序噴射

當前65頁，總共98頁。5、按照控制系統(tǒng)有無反饋分

⑴開環(huán)系統(tǒng)：無氧傳感器，不帶反饋控制裝置⑵閉環(huán)系統(tǒng)：帶反饋控制裝置，包括氧傳感器、三元催化裝置。

傳感器電子控制單元執(zhí)行器發(fā)動機氧傳感器閉環(huán)控制開環(huán)控制4、按照空氣流量測量方法分空氣流量型（L,LH）進氣壓力感應型（D型）當前66頁，總共98頁。二、電控汽油噴射系統(tǒng)的基本類型1、波許D型(D葉特朗尼克)汽油噴射系統(tǒng)

當前67頁，總共98頁。2、波許L型(L-葉特朗尼克)汽油噴射系統(tǒng)當前68頁，總共98頁。3、波許LH型(LH-葉特朗尼克)汽油噴射系統(tǒng)當前69頁，總共98頁。4、波許M型(莫特朗尼克)汽油噴射系統(tǒng)

當前70頁，總共98頁。5、節(jié)氣門體汽油噴射系統(tǒng)當前71頁，總共98頁。汽油泵回油管汽油濾清器油壓調節(jié)器輸油管路噴油器油軌三、電控汽油噴射系統(tǒng)主要組件的構造和工作原理（一）燃油供給系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理當前72頁，總共98頁。1、電動汽油泵（略）2、燃油分配管

當前73頁，總共98頁。電插頭濾網(wǎng)銜鐵針閥

在恒定壓力下定時、定量地噴油并使之霧化。

電磁線圈彈簧當前74頁，總共98頁。4、燃油壓力調節(jié)器進油口回油口閥門支承膜片彈簧接進氣支管作用：調節(jié)噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進氣管壓力之差保持常數(shù)。

彈簧室內(nèi)的通氣管與發(fā)動機節(jié)氣門后的進氣支管相連，這樣燃油系統(tǒng)的壓力取決于進氣管內(nèi)的絕對壓力。在節(jié)氣門不同位置時，通過噴油器的壓降也將是相同的。當前75頁，總共98頁。節(jié)氣門體空氣濾清器空氣流量計怠速控制閥電子控制單元空氣閥（二）空氣供給系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理

當前76頁，總共98頁。1、空氣流量傳感器作用：將空氣流量轉換成電信號送給電控單元，該信號作為決定噴油量的基本信號之一。①葉片式空氣流量計補償擋板緩沖室彈簧測量板溫度傳感器旁通氣道封口調節(jié)螺釘電位計測量板打開的角度隨進氣量大小而變化，空氣翼片轉軸與電位計同軸，旋轉角度直接轉換至電位計，翼片轉角不同將產(chǎn)生不同的電阻值。當前77頁，總共98頁。汽車構造

第十七講主講教師：馮原學時：４８當前78頁，總共98頁。②熱線式空氣流量計原理：把通電加熱的鉑絲置于空氣流中，氣流流速越快，溫度下降越多。鉑絲成為惠斯頓電橋中的一個臂，鉑絲溫度的變化轉變成電流的變化，傳遞到ECU。A：集成電路；RH：熱線電阻RK：溫度補償電阻RA：精密電阻RB：電橋電阻熱線當前79頁，總共98頁?？刂齐娐窡崮囟葌鞲衅鞣雷o網(wǎng)③熱膜式空氣流量計

當前80頁，總共98頁。④卡門渦流式空氣流量傳感器在氣流中央放置一個錐體狀渦流發(fā)生器。當空氣流過時，在渦流發(fā)生器下游將產(chǎn)生有規(guī)律交錯的旋渦，當流經(jīng)空氣通道的空氣流速變化時，將影響卡門渦流旋渦的頻率。節(jié)氣門取樣管整流器渦流發(fā)生體超聲波發(fā)射器空氣流當前81頁，總共98頁。2、進氣管壓力傳感器作用：利用進氣管壓力傳感器測量節(jié)氣門后進氣管內(nèi)的絕對壓力，并以此作為電控單元計算噴油量的主要參數(shù)。

①膜盒式進氣管壓力傳感器

當前82頁，總共98頁。②應變儀式進氣管壓力傳感器（半導體壓敏電阻式）原理：壓力變化，硅片變形，應變電阻阻值變化，電橋輸出電壓變化。當前83頁，總共98頁。蓄電池水溫傳感器節(jié)氣門位置傳感器起動信號空氣流量計(或進氣壓力傳感器)轉速傳感器車速傳感器氧傳感器穩(wěn)壓電源輸入接口A/D轉換器噴油控制點火控制怠速控制EGR控制蒸發(fā)排放控制故障診斷CPU存儲器輸出接口傳感器ECU執(zhí)行器（三）控制系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理（電控單元）當前84頁，總共98頁。1、傳感器1)發(fā)動機溫度傳感器

2)進氣溫度傳感器

熱敏電阻電插頭當前85頁，總共98頁。3）節(jié)氣門位置傳感器安裝位置當前86頁，總共98頁。①開關型（觸點式）節(jié)氣門位置傳感器

當前87頁，總共98頁。②線性輸出型（電位計式）節(jié)氣門位置傳感器：

利用滑動阻值的變化，測得與節(jié)氣門開度相對應的輸出電壓。當前88頁，總共98頁。

信號盤隨分電器軸轉動，產(chǎn)生透光和遮光交替變化。當發(fā)光二極管的光束照到光敏二極管時，光敏二極管產(chǎn)生電壓；當發(fā)光二極管光束被擋