第四章汽油机燃料供给系

第四章汽油机燃料供给系汽油机燃料供给系的组成简单化油器及可燃混合气组成可燃混合气成分与汽油机性能的关系化油器各工作系统化油器构造汽油的供给装置汽油的性质物理特性：粘度小、流动性好、自润性差使用性能指标：蒸发性：能被蒸发的性能。热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。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）标号：标号越高，抗爆性越强。一、汽油机燃料供给系组成1、燃油的供给2、空气的供给3、油气的混合4、废气的排出二、燃料－汽油1、基本成分：主要是碳氢化合物的混合物组成。其中含C：85％；H：15％。2、主要使用性能指标(表4-1)1）蒸发性：可以通过燃料的蒸馏试验和饱和蒸气压试验来确定燃料的蒸发性好坏。10％蒸馏温度：低，燃料低温蒸发性好，冷车易启动。50％蒸馏温度：低，发动机工况过渡性好。90％蒸馏温度：低，燃料质量好，混合气形成质量好。但是太低则容易出现气阻。2）热值：1Kg汽油完全燃烧所放出的热量。汽油：约为44000KJ/Kg(低热值)柴油：一般为42500～44000KJ/Kg(低热值)3）抗爆性：抵抗爆震燃烧的能力。用辛烷值大小来衡量。以前为了提高汽油抗爆性能，常在里面加入四乙基铅Pb(C2H5)4，但有毒，并且会使氧传感器中毒，所以现改用甲基叔丁基醚（MTBE）等醇类物质来提高汽油的抗爆性。3、汽油牌号及选用依据汽油牌号：根据汽油的辛烷值来定。选用依据：汽油机的压缩比。§4.1概述1、供给系的作用：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。2、供给系组成：供给路线图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桑塔纳轿车汽油供给系示意图油箱油管汽油泵汽油滤清器化油器空气滤清器§4.2简单化油器与可燃混合气的形成一、简单化油器1、结构空气滤清器针阀浮子浮子室主量孔喷管节气门进气预热套管进气歧管进气门输油管5~8mm混合室空气室喷管高度比浮子室油面高度高,目的是防止汽油自动流出.（1）浮子机构控制和贮存燃油，保持油面规定高度不变。安装时注意事项见P119.（2）喷管和量孔喷管出油口在喉管的咽喉处，喷口高出浮子室液面，以防燃油溢出，另一端与浮子室相通，通过控制油量孔并对流出燃油计量.（3）喉管直径最小处是咽喉，它用来增大气流速度，使喷管出口处产生吸油真空度，高速气流吹散燃油而雾化。（4）空气室和混气室空气室：喉管的咽喉以上混气室：咽喉以下到节气门轴（5）节气门作用：控制可燃混合气流量，改变发动机功率。构造特点：椭圆的片状蝶形阀门，可绕其短轴转动一个角度碟形阀门节流特性节气门开度对喉管真空度和节气门后真空度的影响特性：通过面积和进气量与节气门开启角度并不成正比，而是决定于节气门开度大小和转速高低2、简单化油器各部分的功能喉管：产生真空度，吸出喷管中的燃油。主喷嘴：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。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。主量孔浮子室3、工作原理此处气压降低，液体从容器中被吸出。高速的空气流将被吸出的液体冲击粉碎，形成雾状。4、可燃混合气的形成的工作过程燃油气化方式：喷雾吹散降压冲刷加热涡流5、简单化油器供油特性简单化油器供油特性：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。简单化油器供油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Φa实际中，此种特性不能满足汽车发动机的要求，需要在原有简单化油器的基础上进行改进。§4.3可燃混合气成分与汽油机性能的关系一、概念空燃比ɑ：可燃混合气中，空气与燃料的质量比。理论混合气：空燃比为14.8的可燃混合气。过量空气系数Φa：燃烧1kg燃料实际供给的空气量Φa=理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量见表4-2空燃比ɑ和过量空气系数Φa的对应关系P117二、可燃混合气成分对发动机性能的影响1、混合气的分类：1）标准混合气Φa=1理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃烧完毕。2）稀混合气Φa1实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中燃料全部燃烧完毕。3）浓混合气Φa1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。2、混合气的浓度对发动机性能的影响混合气种类空气过量系数发动机功率耗油率性能火焰传播上限0.4混合气不燃烧，发动机不工作过浓混合气0.43~0.87减小激增燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮功率混合气0.88最大增大10~15%输出最大功率标准混合气1.0减小2%增大4%经济混合气1.11减小8%最小过稀混合气1.13~1.33显著减小显著增大回火、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限1.4混合气不燃烧，发动机不工作3、发动机各工况对可燃混合气成分的要求1）稳定工况对混合气的要求（P118）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。工况混合气浓度冷起动Φa=0.2~0.6怠速Φa=0.6~0.8小负荷Φa=0.7~0.9中等负荷Φa=1.05~1.15经济混合气大负荷和全负荷Φa=0.85~0.95功率混合气加速要求节气门全开，要使混合气变浓。2）过渡工况对混合气的要求工况混合气冷起动极浓Φa=0.2~0.6暖机Φa随温度升高加速及时加浓理想化油器特性：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。理想化油器供油特性曲线（图4-3）简单化油器能否满足汽车发动机对混合气的要求？作业题1、简述汽油机供给系的组成。2、简单化油器是如何工作的，为何不能在汽车上使用？§4.4化油器各工作系统一、主供油系统1、功用（除怠速以外所有工况都供油）P121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(Φa=1.05~1.15)。2、对简单化油器修正方案：主量孔空气量孔通气管主喷管降低主量孔外真空度△Pk决定出油量主供油系统工作原理（P121）泡沫管：提前校正出油量。燃油泡沫化后，易吸出、吹散。各渗气孔先后露出油面使△Pk逐渐接近△Ph，混合气浓度逐渐提高。工作原理：ΔPh=PO-PhΔPk=PO-Pk不工作时：Po=Pk=Ph工作时：PhPkPoP0化油器主供油系统工作演示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。二、怠速系统(这时主供油系统不供油)1、功用：保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。Φa为0.6～0.8。此时节气门开度为零。2、结构：怠速喷口调整螺钉过渡喷孔空气量孔油道怠速量孔开度调节螺钉拧入—油量↘—混合气变稀（过稀，易熄火）。拧出—油量↗—混合气变浓（过浓、油耗大、排污重）怠速系统中装置作用调节怠速时的出油量，从而控制混合气的浓度。调节节气门最小开度和空气量，从而改变怠速的高低。提高怠速油道的气压防止怠速时供油过多，还可防止虹吸作用。过渡喷口的作用是将怠速系统的供油时间延长,使其与主供有系统顺利衔接.控制怠速时的供油量化油器怠速系统工作演示怠速和主供油装置相互作用（P122）影响之一是：延迟了主供油系统开始供油的时间，因为在怠速系统供油时，主供油系统油井中的汽油由于流向怠速系统而使油井中的汽油液面下降。影响之二是：但节气门开度足够大时，怠速油道中的汽油被吸空之后，空气经怠速空气量孔、怠速喷口和过渡喷口进入油井和主喷管。这一现象称之为“怠速反流”。消除“怠速反流”的二种方法.(P122)要完全消除“怠速反流”的影响只能采用独立的怠速系统方案（直接从浮子室吸油，而不是和主供油系统共主量孔）。怠速反流怠速反流：在怠速系统停止供油以后，当喉管真空度相对于怠速喷口真空度高出太多时，有可能将存于怠速系统中的燃油完全吸向主喷管，同时从怠速空气量孔，怠速喷口和过渡孔进入的空气便经怠速油量孔渗入主喷管。燃料空气流向中等负荷可提高经济性，大负荷时影响动力性。浮子室不存油的处理方法当冷车发动需要多次使用起动机才能着火时，应该在第二天起动前观察化油器浮子室内是否缺油。如果浮子室内没油，先使用手泵油，使浮子室内油平面达到要求后，再使用起动机。若这样就很容易发动，则表明是因化油器浮子室内不存油致使起动困难。化油器使用一段时间后，有时会出现浮子室内不存油，这并非是化油器损坏，不必更换。化油器在使用过程中有不少故障是由于堵塞引起的。当怠速空气量孔堵塞后，除了使油耗增高、怠速运转不平稳外，在发动机熄火后，还会使浮子室内的汽油由于虹吸作用，从怠速油道和过渡出油口自动吸出，流入节气门轴承处，停机时间一长，浮子室内的汽油就漏完了。解决这一故障，应把化油器拆开，用酒精清洗，再用压缩空气吹净后重新装配好即可。三、加浓系统（省油器）1、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Φa为0.8～0.9，使发动机发出最大功率。1）机械式加浓系统结构：摇臂8主量孔3加浓阀4推杆5加浓量孔1拉杆6弹簧7加浓系统和节气门开度有关。80~85%加浓起作用的时刻：冬季提前；夏季延迟。机械式加浓系统工作演示思考为何加浓系统又叫作“省油器”？功率停滞随着节气门开启角的不断增大，一开始，发动机功率Pe对开启角θ的增长率很大，以后逐渐减小，在未达到节气门全开时，Pe对开启角θ的增长率几乎为零的现象。机械加浓系统起作用的时刻只受节气门开度控制与转速无关。进气饱和点2）真空式加浓系统活塞式加浓系统活塞9加浓气缸8通道7主量孔3加浓阀4推杆5加浓量孔1弹簧6真空加浓系统工作原理真空加浓系统起作用的时刻取决于节气门后面真空度。转速一定节气门开度加大，节气门后真空度↘加浓节气门开度减小，节气门后真空度↗不加浓节气门开度一定转速加大，真空度↗不加浓转速减小，真空度↘加浓工作规律真空度与节气门开度关系当真空度低于△Ps时加浓系统开始工作。真空式加浓系统演示比较两种省油器：①机械式省油器在节气门开度大到一定程度时才起加浓作用，即只与节气门开度有关，而与转速无关。②真空式省油器起作用的时刻完全取决于节气门后面的真空度，因此，它与节气门的开度，汽油机的转速都有关系。③真空式省油器在负荷小，转速低时也能起加浓作用。加浓起作用的时刻：冬季提前；夏季延迟。•调整方法：•机械式――改变推杆的长度。变长的早加浓。•真空式――改变推杆弹簧的张力。调整推杆，弹簧压缩力大时早加浓，反之迟加浓。四、加速系统（加速泵）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。1）机械式加速系统结构：摇臂13活塞2出油阀5通气道7加速量孔6拉杆10进油阀12工作原理通气道的作用：防止加速量空处气压过低而从出油阀吸出过多燃油。弹簧的作用：1.由于其缓冲作用,不易损坏其余零件。2.延长喷油时间,改善加速性能.加速系统工作演示加速装置的调节A、出油量的调节改变机械式加速系统的节气门轴摇臂连接孔的位置，即改变活塞行程。B、供油时间的调整节改变弹簧的预紧力。加速装置必须满足以下条件：•第一、供油应及时并能延续一段时间（一般１s～３s）。•第二、喷油量先多后少，急加速供油多，慢加速供油少甚至不供油。•调整：冬季应出油多；夏季应少。•调整方法：（以活塞式为例）•1、节气门轴与摇臂联接位置离轴心越远，活塞行程越大，出油量越多。•2、加速泵杆固定活塞的位置，弹簧越硬则，喷油时刻提早，每次的出油量增多。五、起动系统功用：当发动机在冷态下起动时，在化油器内