汽車(chē)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(jī)構(gòu)的布局的基本形式 頂置式 側(cè)置式二、氣門(mén)組 氣門(mén)形狀及結(jié)構(gòu) 工作條件 常用材料三、氣門(mén)傳動(dòng)組 凸輪及其相位 配氣定時(shí) 氣門(mén)間隙四、進(jìn)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(fù)合式空氣濾清器 進(jìn)氣岐管、消聲器共28頁(yè) 第1頁(yè)4、排氣凈凈化裝置置排氣凈化化系統(tǒng)將將汽車(chē)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(chē)排放放危害強(qiáng)強(qiáng)制性要要求，目前前國(guó)內(nèi)已已啟動(dòng)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(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)統(tǒng)本機(jī)構(gòu)安安裝在進(jìn)進(jìn)氣門(mén)前前方，為為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)冷啟動(dòng)動(dòng)時(shí)提供加加熱的空空氣。促進(jìn)空氣氣較稀時(shí)時(shí)油氣混混合物充充分

2、汽化化和燃燒燒。啟動(dòng)條件室溫低壓燃燒不完完全有害物質(zhì)質(zhì)排放共28頁(yè)第第2頁(yè)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(qiáng)強(qiáng)對(duì)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(mén)的空氣氣噴管?chē)妵娙霘飧赘着艢忾T(mén)門(mén)附近。部分發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)在在排氣門(mén)門(mén)增加氧氧氣，使使排除的的CO和HC（碳?xì)浠衔铮┻M(jìn)一步步氧化，生成CO2和H2O。共28頁(yè)第第3頁(yè)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(guò)專專門(mén)管道道再輸入到進(jìn)氣氣管，適適度增加加可燃?xì)鈿怏w的CO2含量。大量的CO2介入導(dǎo)致致缸內(nèi)燃燃燒緩解解，

3、溫度度相對(duì)下下降，從而而減少燃燃燒過(guò)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(dòng)動(dòng)機(jī)凈化化氮化物物的主要要方法，關(guān)鍵鍵問(wèn)題是是把握輸輸入的CO2量。共28頁(yè)第第4頁(yè)催化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器在排氣系系統(tǒng)中設(shè)設(shè)計(jì)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(duì)對(duì)人體無(wú)無(wú)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(yè)第第5頁(yè)使用催化化轉(zhuǎn)換器器相關(guān)的的問(wèn)題：發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)應(yīng)使用無(wú)無(wú)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(guó)情情平衡利弊弊共28頁(yè)第第6頁(yè)4.4發(fā)動(dòng)機(jī)燃燃油系統(tǒng)統(tǒng)目前發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)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(jī)機(jī)燃油系系統(tǒng)等。本節(jié)只限限于介紹紹汽油機(jī)機(jī)燃油系系統(tǒng)。目前小型型發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)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(dòng)機(jī)機(jī)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(chǔ)一定定數(shù)量的的汽油以以維持汽汽車(chē)的續(xù)續(xù)行。共28頁(yè)第第7頁(yè)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(shí)實(shí)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(jì)以來(lái)來(lái)，沉寂寂多年的的汽油噴噴射技術(shù)術(shù)獲得實(shí)質(zhì)行行突破。在中國(guó)國(guó)，通過(guò)過(guò)技術(shù)引引進(jìn)和自自主開(kāi)發(fā)，目前前已廣泛泛用于中中、小型型汽油發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)。共28頁(yè)第第8頁(yè)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(jìn)油孔回油通道道共28頁(yè)第第9頁(yè)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(duì)比例例直接影影響發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)效率率，常用用兩項(xiàng)指指標(biāo)。1、過(guò)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(shí)際供供給空氣氣質(zhì)量/理論化學(xué)學(xué)計(jì)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(guò)剩）a1，稱為稀稀混合氣氣（空氣氣過(guò)剩）共28頁(yè)第第10頁(yè)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(xué)方方程式的的當(dāng)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(yè)第第11頁(yè)3、混合氣氣燃燒效效果大量的研研究和實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果表明，混合氣氣在氣缸缸內(nèi)的燃燒效效果與過(guò)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(jì)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(dòng)機(jī)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(dòng)動(dòng)機(jī)有效效功率最最大。共28頁(yè)第第12頁(yè)a0.5，稱為火火焰?zhèn)鞑ゲド舷拊摖顟B(tài)汽汽油濃度度達(dá)到最最高，由由于氧氣氣的缺乏乏已嚴(yán)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(dá)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(jiàn)見(jiàn)，燃油油濃度過(guò)過(guò)大或過(guò)過(guò)稀，都都能導(dǎo)致致火焰在燃池池中不能能正常傳傳播，更更嚴(yán)重時(shí)時(shí)，將導(dǎo)導(dǎo)致不能能點(diǎn)火，發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)工工作中斷斷。共28頁(yè)第第13頁(yè)小結(jié)：混合比例例直接影影響發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)性能能及能否否正常工工作；經(jīng)濟(jì)耗油油與最大大功率輸輸出對(duì)應(yīng)應(yīng)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(guò)大或或過(guò)稀；汽車(chē)實(shí)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(dòng)機(jī)正正常工作作的混合合比例應(yīng)應(yīng)作相應(yīng)應(yīng)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(guò)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(yè)第第14頁(yè)4、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)工況與與a、的經(jīng)驗(yàn)值值冷啟動(dòng)a0.20.6；怠速a0.60.8；小負(fù)荷（節(jié)氣氣門(mén)25）a0.70.9；中等負(fù)荷荷（節(jié)氣氣門(mén)2585）a1.051.15；大、全負(fù)負(fù)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(mén)門(mén)的補(bǔ)油通道以以加大燃燃油比例例。小結(jié)：冷啟動(dòng)、怠速等等特殊短短時(shí)工況況，混合合氣濃度度大；從小負(fù)荷荷到中等等負(fù)荷，混合氣氣由濃變變稀，直直降到經(jīng)濟(jì)混合合比例；從大負(fù)荷荷到全負(fù)負(fù)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(yè)第第15頁(yè)三、簡(jiǎn)單單化油器器簡(jiǎn)單化油油器是實(shí)實(shí)用型化油油器的雛雛形，現(xiàn)代車(chē)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(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)調(diào)整燃?xì)饣旌虾媳?。一般需要要預(yù)熱氣流產(chǎn)生生負(fù)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(jiǎn)單化油油器3進(jìn)油針閥閥4喉管5浮子6浮子室7、8噴油管道道9預(yù)熱10進(jìn)氣岐管管11進(jìn)氣門(mén)12燃燒室13節(jié)氣門(mén)14油氣混合合室共28頁(yè)第第16頁(yè)四、理想想化油器器理想化油油器將在在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)任何轉(zhuǎn)速速、任何何負(fù)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(dòng)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)提提供濃混混合氣。由于怠速速轉(zhuǎn)速低低、節(jié)氣氣門(mén)接近近關(guān)閉，空氣流流量少流流速慢，主噴噴管無(wú)法法提供過(guò)過(guò)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(bǔ)補(bǔ)充霧化化汽油，維維持濃度度較大汽汽油比例例。共28頁(yè)第第17頁(yè)2、怠速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入小負(fù)負(fù)荷此過(guò)程節(jié)節(jié)氣門(mén)加加大，怠速噴口口3的真空度度下降，進(jìn)油量減減少，流流過(guò)節(jié)氣氣門(mén)的空氣增增加，混混合氣將將變得過(guò)稀，造成熄熄火，無(wú)無(wú)法完成這一一過(guò)渡。在怠速噴噴口3的上方設(shè)設(shè)置過(guò)渡噴噴口5，過(guò)渡時(shí)時(shí)間兩孔同時(shí)時(shí)噴油，增加汽汽油濃度。共28頁(yè)第第18頁(yè)3、主供油油系統(tǒng)滿足中小小負(fù)荷工工況下發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)需需要的不不同濃度度的混合合氣。（隨

12、負(fù)荷荷加大，油量增增加，但但混合氣氣變?。╆P(guān)鍵問(wèn)題題：控制制供油增增量小與與空氣增增量。節(jié)氣門(mén)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(shí)，混混合氣逐逐漸變稀稀，符合中小小負(fù)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(shí)，混混合氣逐逐 漸變變濃，不符合中中小負(fù)荷荷的理想想狀態(tài)。共28頁(yè)第第19頁(yè)4、加濃系系統(tǒng)（右右圖）中小負(fù)荷荷轉(zhuǎn)向大大、全負(fù)負(fù)荷時(shí)，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(jì)比例轉(zhuǎn)化到到功率比比例，以以保證發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)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(mén)急急速開(kāi)大時(shí)，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(chē)臨臨時(shí)的加速速需要。共28頁(yè)第第20頁(yè)五、電噴噴發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)（）電噴發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)即電電子控制制燃油噴噴射式發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)。與常規(guī)（化油器器）發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)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(yè)第第21頁(yè)歧管化油器噴油位置置節(jié)氣門(mén)油氣混合進(jìn)氣管氣門(mén)氣缸化油器發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)供供油示意意圖五種工況況均勻分配配配氣時(shí)序序進(jìn)氣歧管管2、電噴發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)油油氣混合合在進(jìn)氣管管道的適適當(dāng)位置置安裝專專用噴油油嘴，通通過(guò)油泵按一一定時(shí)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(yè)第第22頁(yè)歧管節(jié)氣門(mén)進(jìn)行單純純的空氣氣量控制制油氣混合進(jìn)氣管氣門(mén)氣缸進(jìn)氣歧管管油泵ECU油泵置于儲(chǔ)油油箱內(nèi)汽油噴嘴嘴3、EFI特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)電電子控制制器（）根據(jù)曲軸軸位置傳傳感器、氣門(mén)傳傳感器、變速箱箱傳感器等信號(hào)號(hào)采集裝裝置送來(lái)來(lái)的信號(hào)號(hào)，經(jīng)計(jì)計(jì)算處理理后輸出出正確的噴射射、點(diǎn)火火等指令令。共28頁(yè)第第23頁(yè)與進(jìn)氣量量匹配，實(shí)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(shí)間間點(diǎn)火時(shí)間間發(fā)動(dòng)機(jī)的的溫度、空燃比比、油門(mén)門(mén)狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速速、負(fù)荷荷、曲軸軸位置、車(chē)輛行行駛狀況況等電子點(diǎn)火火系統(tǒng)共28頁(yè)第第24頁(yè)常規(guī)點(diǎn)火開(kāi)/關(guān)凸輪曲軸與常規(guī)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)電電子點(diǎn)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(diǎn)火電流流的恒定定控制無(wú)分電器器點(diǎn)火控控制點(diǎn)火正時(shí)時(shí)控制點(diǎn)火時(shí)序序（判缸缸）控制制點(diǎn)火提前前與爆震震的控制制噴油系統(tǒng)統(tǒng)共28頁(yè)第第25頁(yè)噴油系統(tǒng)統(tǒng)包括電電動(dòng)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(diǎn)式式和多點(diǎn)點(diǎn)式兩種種。單點(diǎn)式噴噴油系統(tǒng)統(tǒng)（SPI）噴嘴設(shè)置置于節(jié)氣氣門(mén)上方，與與常規(guī)化化油器噴噴嘴位置相相同。解決了進(jìn)進(jìn)氣管汽汽油霧化、預(yù)熱熱等，但但在氣門(mén)門(mén)之后的所有有情況與與化油器器相同。節(jié)氣門(mén)濾清器進(jìn)氣管單點(diǎn)噴嘴空氣入口口汽油入口口歧管氣缸飛輪多點(diǎn)式噴噴油系統(tǒng)統(tǒng)（MPI）共28頁(yè)第第26頁(yè)多點(diǎn)噴油油系統(tǒng)將將噴嘴設(shè)設(shè)置于進(jìn)氣歧管管內(nèi)進(jìn)氣門(mén)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(jìn)氣氣歧管形形狀影響，各缸缸油量均均勻。節(jié)氣門(mén)濾清器進(jìn)氣管多點(diǎn)噴嘴空氣入口口汽油入口口歧管氣缸飛輪多點(diǎn)噴射射系統(tǒng)為多氣門(mén)門(mén)氣缸的的有效運(yùn)行行創(chuàng)造了了條件。電噴發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的的優(yōu)劣共28頁(yè)第第27頁(yè)能準(zhǔn)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(dòng)機(jī)的的充氣效效率，增增加了發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)高高故障率雖雖低,一旦損壞壞難以修修復(fù)