汽油机燃油供给系统

第4章汽油机燃料供给系概述一、功用：根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入汽缸，在燃烧膨胀作功后将废气排至大气中。二、组成：1)燃油供给装置，包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵。起贮存、输送及清洁的任务2)空气供给装置，即空气滤清器3)可燃混合气形成装置，包括化油器4)可燃混合气供给和废气排出装置，包括进气管、排气管和排气消声器三、汽油的使用性能1、蒸发性：（液---气）汽油的蒸发性可通过燃料的蒸馏试验来测定：过高：形成气阻，影响汽油的输送。过弱：影响混合气质量，对发动机工作都不利。指标:馏程、饱和蒸气压2、抗爆性：汽油在汽缸中避免产生爆燃的能力，亦即抗自燃能力。什么是爆燃现象？指标：用辛烷值表示。辛烷值愈高，抗爆性愈好。高压缩比，爆燃趋向严重，选用抗爆性较好的汽油。国产汽油的牌号：按该汽油的辛烷值（研究法）编制90号、93号、97号汽油的选择：按发动机的压缩比或说明书的推荐值。3、燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000kJ／kg。•一、汽油机的燃烧过程•第一阶段：着火延迟期。从火花塞点火到形成火焰中心所经过的一段时期。占燃烧过程的15%左右，与燃料性质、混合气成分、压力、火花强度有关。•第二阶段：速燃期•从火焰中心迅速燃烧达到最高压力阶段（理想的最高压力应在上止点后12~15度曲轴转角•第三阶段：补燃期•速燃期后的膨胀过程仍有10%的可燃混合气继续燃烧放热，导致热效率降低、热损失增加、排气管温度升高，因此应尽量缩短补燃期。第二节汽油机的燃烧及燃烧室爆燃:表面点火:不正常燃烧影响因素：压缩比、火焰传播距离、冷却水温、积碳、缸盖、活塞的导热性二、汽油机的燃烧室对燃烧室的要求及类型：(1)楔形燃烧室：这种燃烧室结构较简单、紧凑，气门斜置，压缩终了时能形成挤气涡流，燃烧速度快。如CA1091(2)盆形燃烧室：这种燃烧室结构也较简单、紧凑，也可形成挤气涡流，但气门尺寸受到限制，换气质量和燃烧质量稍差。如EQ1091(3)半球形燃烧室:气门成横向V形排列，气门直径大，且这种燃烧室结构较前两种更紧凑，燃烧充分，在高速发动机上广泛采用。（4）蓬形燃烧室左右各两个气门分别布置在腰上，便于安装4个气门。（5）AJR的碗形燃烧室碗形燃烧室是布置在活塞中的一个回转体，采用平底气缸盖，工艺性好。一、简单化油器构成1、浮子室：控制并维持油面高度基本不变2、喉管：提高空气流速3、喷管：喷油。高于浮子室油面高度2-5mm4、量孔：控制汽油流量5、节气门：控制混合气数量，改变功率二、混合气形成1、压力差作用下，汽油自喷管喷出，2、在喷管处，汽油被高速空气流击散，即雾化，3、雾化汽油蒸发后与空气混合，进入汽缸。第三节可燃混合器的形成及对工作影响•三、可燃混合气成分•指的是混合气中汽油和空气的质量比值，亦称混合气的浓度。有两种方法表示可燃混合气浓度：•空燃比：将实际吸入发动机中空气的质量与燃料的比值。多为欧美国家采用。•对汽油机：空燃比为14.7的可燃混合气为理论混合气。•对柴油机：空燃比为14.4的可燃混合气为理论混合气•过量空气系数α：燃烧1KG燃料实际供给的空气质量与燃烧1KG燃料理论供给的空气质量的比.•α1:浓混合气；α=1:标准混合气；α1:稀混合气四、可燃混合气成分对性能的影响由试验测得：当节气门全开，n不变情况在不同α下测得功率和燃油消耗率曲线1、理论混合气（α=1）实际上不可能完全的均匀混合，不可能完全燃烧。功率下降2%，油耗增大4%2、稀混合气(α1)α=1.1时，发动机燃油消耗率最低α=1.05～1.15范围内,经济性最好3、浓混合气(α1)α=0.88时，发动机功率最大,但经济性稍差α=0.85～0.95范围内,功率混合气结论：α的取值究竟应该考虑功率的要求，还是考虑经济性的要求，还是二者兼顾，要根据汽车及发动机的各种具体工况综合而定。发动机工况对可燃混合气成分的要求由于汽车在运行过程中实际工作状况和环境(如装载质量、路面性质、交通状况)有很大变化，因此要求发动机的工况(负荷和转速)在尽可能大的范围内变化。发动机的工况不同对混合气浓度的要求也是不同的。1、稳定工况1)怠速和小负荷工况：怠速指的是发动机无输出功率的情况下，以最低转速运转，怠速时节气门几乎全部关闭，空气流量很小，汽油的雾化蒸发也不良。另外，气缸内废气含量也较大，为了保证这种品质不良而且被废气稀释过的混合气能正常燃烧，化油器提供的混合气必须较浓，•一般α=0.6-0.82)中等负荷工况在中等负荷状态下，节气门有足够的开度。此时，燃油经济性的要求是首要的，化油器应共给：α=0.9-1.1的稀经济混合气。3)大负荷和全负荷当汽车行驶需要发动机发出尽可能大的功率时，驾驶员将加速踏板踩到底，节气门全开，此时要求化油器能供给：最大功率的浓混合气α=0.85-0.952、两种特定工况1)冷起动冷发动机冷起动时，由于发动机温度低，转速也低，汽油不能得到良好的雾化，其中大部分呈颗粒状，附着在进气管壁上，不能随气流进入气缸。因此，此时化油器应供给极浓的混合气(α=0．2～0．6)，以保证进入气缸内的混合气有足够的汽油蒸气，使发动机能顺利起动。2)加速节气门突然加大，混合气瞬间变稀，发动机不能稳定，甚至熄火。在加速过程中必须额外供给一部分汽油以保正常工作，在这一瞬间混合气是很浓的。•化油器类型：1、按喉管处空气流动的方向上吸式、下吸式、平吸式下吸式因进气阻力较小，安装于发动机上方，调整、保养性好，广泛采用。2、按重叠的喉管数目分a)单喉管式b)双重喉管式c)三重喉管式其目的是为了解决充气量与汽油雾化的矛盾3、按空气管腔的数目分a)单腔式:经济性好,工程机械上多采用b)双腔并动和双腔分动式:双腔并动式化油器可以解决多缸发动机各气缸供气的数量和质量的均匀性。采用双式进气管。双腔分动式：主腔：中小负荷时工作，其候管尺寸小。副腔：高速大负荷时参与工作，其候管尺寸大。解决大功率、高转速机所遇到的动力性和经济性的矛盾c)四腔式：两个相同的双腔分动式的组合四、化油器的编号•例如，BJHl01A1型化油器，“BJ”代表北京汽车厂，“H”代表化油器，“l代表单腔“01为产品顺序号，“A”表示可以与基本型号通用的变形产品，“1”表示变型顺序号。一、汽油箱1、功用：储存汽油（200-600Km）2、结构：用薄钢板冲压后焊成，现代轿车采用聚乙稀工程塑料制成，如一汽奥迪。特点是强度高、质量轻，有防爆作用。第六节汽油供给系统辅助装置汽油箱盖加油延伸管加油管放油螺塞出油开关油面指示表传感器浮子汽油滤清器汽油箱支架滤网CA1091油箱构造油箱盖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油箱盖上一般装有空气阀(0.098MPa)和蒸气阀(0.11MPa)，必要时与大气相通。当箱内压力＜0.098MPa，空气阀1被大气压开，空气进入；当箱内压力＞0.11MPa，蒸气阀2被顶开，汽油蒸气排出。二、汽油滤清器1、功用：滤清汽油中机械杂质、胶质物和水分。2、原理；过滤式3、结构：由盖、滤芯及沉淀杯组成有进、出油管接头，底部有放油螺塞滤芯材料：纸质（性能好，成本低）汽油滤清器维护规定，每行15000Km应更换汽油滤清器三、汽油泵（机械膜片式）目前汽车上使用的汽油泵有机械式和电动汽油泵1、作用：是将汽油从油箱中吸出，并使之具有一定压力。2、构造：由配气凸轮轴上的偏心轮驱动。上体：进、出油阀下体：内、外摇臂，手摇臂中部：膜片、拉杆、泵膜弹簧等出油口进油口进油单向阀摇臂泵膜弹簧泵膜出油单向阀拉杆手摇臂3、原理：1）泵油原理：偏心轮的凸起部分推动摇臂逆时针运动，带动泵膜向下拱曲，上方容积增大，进油阀打开，出油阀关闭，进油。凸起部分远离外摇臂时，在回位弹簧作用下，泵膜向上拱曲，容积减小，压力升高，进油阀关闭，出油阀打开，出油。2）自动调节：汽油泵供油量大于汽油机耗油量时，泵腔内油压升高，泵膜只能上拱到油压与弹力相平衡位置，泵膜实际行程变小，泵油量减小，使供油量=耗油量泵油压力为0.027-0.037MP)大小取决弹簧的刚度3）手动调节：发动机不工作时，手摇臂拉动泵膜上下运动，泵油。4、常见的故障•供油压力不足或不供油，•其主要原因：膜片漏油；膜片弹簧张力不足；进、出油阀门关闭不严和摇臂磨损。电动汽油泵：图所示为B501型电动汽油泵，主要由电磁式驱动机构和供油机构两部分组成。结构：供油机构中的泵简17固定在汽油泵中心，其底部装有进油阀24。在泵筒17中，带出油阀26的住塞15可以在电磁线圈16和回位弹簧25的作用下进行直线往复运动。•作为驱动部分的主要元件电磁线圈16的一端引至完体外部接电源，另一端接固定触点29。活动触点30与永久磁铁lo固定在触点支架11上。触点支架可以绕固定在下极板13上的小轴摆动，使二触点闭合或分开。汽油泵不工作(图a)时，校塞被回位弹簧25推到如图所示的上极限位置，永久磁铁10由于柱塞的吸引，带动触点支架11一起逆时针转动到使活动触点30与固定触点29闭合，电磁线圈的电路接通。此时若接通电源，电磁线困便产生磁场，吸引校塞克服回位弹簧35而下移，从而使泵简内的油压增高。在油压作用下，进油阀关闭，出油阀开启，汽油经出油阀进入柱塞中心空控。桂塞下移后，永久磁铁lo上端不再受往塞吸引，而下端却受到下极板13的吸引，于是带动触点支架作顺时针转动，使触点分开而切断电磁线圈电源。电磁场消失后．柱塞由于回位弹贺的作用而上移，将贮存于其空腔内的汽油经出油室从出油管接头泵出。此时出油阀关闭，进油阀开启。汽油从进油管接头流入，经滤芯滤清后通过进油阀流到柱塞下方的泵筒空腔内。柱塞上移到顶部后，又对永久磁铁施加吸引力，又使触点闭合，重新接通电磁线圈电路。如此循环往复*泵油频率约为每秒20一25次。特点：电动汽油泵的安装位置不象机械驱动的汽油泵那样受驱动偏心轮位置酌限制，可以安装在远离气缸体，排气管等高温机件而且通风散热良好的地方。这有利于降低油管中汽油的温度，减小产生汽阻的可能性。电动汽油泵可以在发动机运转前先行工作，使化油器内充满汽油，以利于发动机起动。此外，汽车下坡滑行时，可以将电动汽油泵电路开关断开，停止向化油器供油。一、空气滤清器1）作用：是清除空气中所含的微粒、尘土等，以减少气缸（8倍）、活塞环（9倍）等配合副的磨损。2）型式：离心式、过滤式、油浴式、纸质滤清器：具有质量轻、高度低、安装任意、使用方便、滤清效率高达99．5％以上)的优点，故在汽车上得到了广泛的应用。油浴式：用于多尘条件下的发动机，如越野汽车。其优点是滤芯清洗后可以重复使用。离心式：多用于大型车辆上。四进、排气装置空气入口纸滤芯外壳滤清器盖通化油器二、进气管进气管的作用是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；进气管多用铸铁铸成，也有用铝合金铸造的。二者可分体铸造，也可铸为一体，用螺栓固定在气缸体或气缸盖上•预热装置：桑塔纳发动机进排气管出水口进水口进气歧管排气歧管进气排气VIS可变进气系统variableintakesystem1、进气波动效应：•由于在进气过程中具有间歇性和周期性，致使进气歧管内产生一定幅度的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。如果以一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振系统，并使其固有频率与气门的进气周期协调，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气量。2、可变进气系统•为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高低转速下的进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性及动力性的目的。•要求发动机：在高转速、大负荷时装备粗短的进气歧管;在中、低转速和小、中负荷下配用较长的进气歧管。可变进气歧管就是为适应这种要求而设计的。发动机低速运转时，发动机电子控制装置指令转换阀控制机构关闭转换阀，这时空气经空气滤清器和节气门沿着弯曲而又细长的进气歧管流进汽缸。细长的进气歧管提高了进气速度，增强了气流的惯性，使进气量增多。当发动机高速运