汽车发动机燃油供给系统

发动机的检修供给系统本章主要介绍的内容有：●供给系基础知识●供给系的组成●电子控制汽油喷射系统●怠速控制系统第六章供给系统1.汽车燃料一、供给系基础知识（1）汽油、柴油汽油和柴油是目前汽车最常用的燃料。通过石油炼制获得的汽油和柴油，能量密度高，价格低，不易变质，便于运输，因此非常适用于点燃式发动机和压燃式发动机。（2）车用天然气天然气是一种高效、清洁、价廉的民用燃料、化工原料和工业用燃料，我国的天然气资源丰富。（3）液化石油气液化石油气是油田伴生气处理过程中和石油炼制过程中获得的副产品，能在常温下稍加压（小于1.6MPa），即液化。（4）醇类燃料醇类燃料主要是甲醇和乙醇，醇类燃料可以与汽油或柴油按一定比例掺烧，也可以直接采用醇类燃料作为发动机的替代燃料。（5）氢燃料氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢，不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。汽油、柴油汽油标号：90#93#97#指汽油的辛烷值，不同号数的汽油，其含碳量也不一样。汽油排号越高辛烷值就高抗爆性就越好盲目使用高标号汽油，不仅会在行驶中产生加速无力的现象，而且其高抗爆性的优势无法发挥出来，还会造成金钱的浪费。柴油标号：0#-20#-30#-35#指柴油的凝固点，温度过低，容易结蜡。根据温度不同，选择不同型号的柴油。汽油的使用性能指标①蒸发性能蒸发性过高形成气阻影响发动机正常工作蒸发性太差混合器中呈液滴状形成液膜流入气缸混合器中油气含量减少发动机运转不稳定冲走汽缸壁上润滑油发动机磨损加剧②汽油抗爆性指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分，但也通过添加抗爆剂来实现。汽油的牌号是按辛烷值划分的。（发动机越旧，越要使用辛烷值高的汽油。）③汽油的安定性指汽油在自然条件下，长时间放置的稳定性。用胶质和诱导期及碘价表征。胶质越低越好，诱导期越长越好，国家标准规定，每100毫升汽油实际胶质不得大于5毫克。④汽油的防腐蚀性腐蚀性是指汽油在存储、运输、使用过程中对储罐、管线、阀门、汽化器、气缸等设备产生腐蚀的特性。用总硫、硫醇、铜片实验和酸值表征。2、空燃比发动机在工作时,燃料进入气缸燃烧之前,都要经过雾化和蒸发,并与空气配合,燃料与空气的混合物称为可燃混合气,混合气中含燃料量的多少称为混合气浓度可燃混合气的浓度常用空燃比和过量空气系数来表示。（1）空燃比空燃比（R）=空气质量（kg）/燃油质量（kg）理论上1kg汽油完全燃烧需14.7kg空气，即理论空燃比为14.7。R=14.7理论混合气R＜14.7浓混合气R＞14.7稀混合气•（2）过量空气系数（a）α=燃烧1kg燃料实际供给的空气质量/理论上完全燃烧时所需的空气质量=实际空燃比/理论空燃比。即燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比。a=1理论混合气a＜1浓混合气a＞1稀混合气混合气的浓度对发动机的动力性和经济性有很大影响。发动机工作时，采用a=1的理论混合气，只是在理论上保证完全燃烧，实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油不可能及时与空气均匀混合，也就不能实现完全燃烧。发动机各种工况对混合气浓度的要求如下：（1）怠速工况发动机不对外输出动力，作功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持发动机最低稳定转速的工况为怠速工况。发动机的怠速转速一般为700～900r/min。在怠速工况下，节气门开度最小，进入气缸内的混合气量很少，气缸内残余废气对混合气稀释严重；而且转速低，空气流速小，汽油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。因此，要求供给少量a=0.6～0.8的浓混合气。（2）小负荷工况发动机的负荷在25%以下时称为小负荷工况。由于小负荷工况时，节气门略开，混合气的数量和品质比怠速工况时有所提高，废气对混合气的稀释作用也有所减弱，因而混合气的浓度可以略为减小，一般a=0.7～0.9。在某一转速下，节流阀部分打开时所发出的功率与该转速下节流阀完全打开发出的功率比（3）中等负荷工况发动机的负荷在25%～85%之间时称为中等负荷工况，由于节气门开度较大，进入气缸的混合气数量增多，燃烧条件较好。此外，汽车发动机大部分的时间处在中等负荷工况下工作，为提高其经济性，应供给较稀的经济混合气，一般a=1.05～1.15。（4）大负荷工况和全负荷工况发动机的负荷在85%以上而小于100%时称为大负荷工况，负荷为100%时称为全负荷工况。此时，为了克服较大的外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率，因此，应供给质浓量多的功率混合气，一般a=0.85～0.95。（5）冷起动工况起动是指发动机由静止到正常运转的过程，当熄火时间较长、发动机温度已下降至环境温度时的启动为冷起动。起动时发动机转速低，气流速度很慢，不利于汽油雾化，尤其冷起动时，发动机温度也低，汽油蒸发困难，只有供给极浓的混合气（a=0.2～0.6）。才能保证进入气缸内的混合气中有足够的汽油蒸气，以利于发动机起动。（6）暖机工况暖机一般是指发动机起动后，发动机的温度逐渐升高到正常工作温度的过程。在暖机过程中，混和气的浓度应随温度的升高而减小，从起动时的极浓减小到稳定怠速运转所需要的浓度为止。（7）加速工况加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时，节气门迅速开大，要求发动机的动力迅速提高；然而在急剧开大节气门的瞬间，由于液体汽油的惯性比空气惯性大，汽油流量的增加比空气流量的增加要慢，使混合气暂时过稀，反而使发动机的动力下降甚至熄火。因此，在急加速时，必须采用专门的装置额外供油，加浓混合气，以满足发动机急加速的要求。综上所述，车用汽油机在正常运转时，在小负荷和中等负荷工况下，要求燃料供给系统能随负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气。当进入大负荷直到全负荷工况下，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到保证发动机发出最大功率。3、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4.放炮未燃烧完的可燃混合气在排气管内重新燃烧发出的爆炸声，常伴有火星冒出，俗称放炮。排气管放炮会导致发动机工作温度过高，加速性能差和行驶无力。5.回火就是汽缸内，活塞做好功以后，应该是从排气管排出燃烧后的废气的，但是由于某种故障，排气门已经关闭，废气无法排出，或者说，来不急排出废气。那么废气就会从缸盖的个别缸，和曲轴箱，节气门等地方排出，也就是我们常说的“倒灌”即发动机回火。二、燃油供给系的组成1、汽车燃油系统的发展汽车燃油系统的发展分为三个阶段：（1）化油器燃油系统（2）电子控制汽油喷射系统（3）缸内直喷燃油系统我国在80年代初开发了新型的电子控制汽油喷射系统，从1999年1月起，只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准许在北京销售。2.燃油供给系的结构示意图发动机上燃油供给系统元件的位置3.燃油供给系供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据ECU指令喷油。油箱电动燃油泵燃油滤清器低压回油管压力调节器输油管喷油器4、控制系统功用：ECU根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本的喷油时间（喷油量），再根据其它传感器（冷却液温度、节气门位置等）对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油（通电）或断油（断电）。空气流量计或进气管绝对压力传感器发动机转速传感器爆震传感器水温传感器氧传感器基本喷油量修正喷油量喷油器ECU传感器5、燃油输送系统的组成部分（1）油箱①油箱作用储存汽油，其储备里程一般为300～600km。普通汽车具有一个汽油箱，越野汽车常有主、副两个汽油箱。②油箱安装位置货车油箱位于车架外侧、驾驶员座下，轿车油箱装在车架后部。油箱必须在车架旁边并要避免受到撞击。③油箱构造特点油箱多为薄钢板冲压焊制，内部镀锌或镀锡，有的用塑料铸制。同时为保证汽油泵正常工作，油箱盖设有空气阀与蒸汽阀。加油管油面指示表传感器浮子出油开关放油螺栓加油延伸管汽油箱盖滤网汽油箱支架汽油滤清器大体按汽车加满油后可行驶500公里左右为限，油耗大的油箱就大油耗小的油箱就小。玛莎拉蒂新总裁:90L保时捷911卡雷拉4S：67L宾利欧路GTC：90L阿斯顿马丁DBS6.0：78L奔驰SLK350：70L保时捷卡宴turboS：100L现在捷达60老款55奇瑞501.6以上大部分601.6一下40大型车100150200400都用长安之星40L桑塔纳老款55现在60奔驰70别克60广本60凯美瑞58红岩100150200400都用分几个油箱东风50100福田圆灯的30方形的50常见车型油箱容量油箱盖的作用：（1）油箱盖可以防止燃油从燃油箱中溢出。（2）可以释放燃油被发动机吸走时所产生的真空。（3）可以防止燃油蒸汽直接进入大气的同时，释放压力。（2）燃油滤清器汽油滤清器简称汽滤。汽油滤清器有化油器式和电喷式之分，使用化油器的汽油发动机，汽油滤清器位于输油泵进口一侧，工作压力较小，一般采用尼龙外壳，电喷式发动机的汽油滤清器位于输油泵的出口一侧，工作压力较高，通常采用金属外壳。汽油滤清器的滤芯多采用滤纸，也有使用尼龙布、高分子材料的汽油滤清器主要功能是滤除汽油中的杂质。如果汽油滤清器过脏或堵塞。线式滤纸汽油滤清器：汽油滤清器在此类汽油滤清器内部，折叠的滤纸和塑料或金属滤器的两端连接，污油进入后，由滤清器外壁经过层层滤纸过滤后到达中心，洁净的燃油流出。作用：给EFI系统提供具有一定压力的燃油，电动燃油泵的电动机和燃油泵制成一体，密封在同一壳体内分类：根据安装位置不同可分为：内置式：安装在油箱中，不易气阻，噪声小，应用较广。外置式：串连在油箱外面，噪声大，易气阻，应用较少。根据电动燃油泵的结构不同分为：涡轮式滚柱式转子式侧槽式（3）电动汽油泵电动汽油泵是汽车配件行业的专业术语。是电喷汽车燃油喷射系统的基本组成之一。作用是把燃油从燃油箱中吸出、加压后输送到供油管中，和燃油压力调节器配合建立一定的燃油压力。1）滚柱泵燃油泵滚柱泵由转子、滚柱和泵套组成。转子偏心地置于泵套内，燃油泵的电动机带动转子运转时，由于离心力的作用使滚柱向外侧移动而与泵套内壁接触，这样，由转子、滚柱和泵套围成的腔室将随转子的转动而产生容积大小变化，在容积由小变大一侧燃油被吸入，在容积由大变小的一侧燃油被压出。叶轮2）涡轮式电动燃油泵的结构及工作原理组成：燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀（单向阀）、卸压阀等。泵壳体出油口进油口叶片滤清器叶轮前轴承电动机定子电动机转子单向出油阀卸压阀出油口卸压阀作用：燃料压力达到4.5~6.0Kg/cm²以上时，阀门开启，释放一部分燃油，以防止燃油压力上升过高。单向出油阀作用：阻止燃油倒流，保持系统内具有一定的残余压力，便于下次起动。防止气阻。燃料泵工作时燃料泵停止工作时涡轮泵以完全不同于前两种泵的方式工作，泵的燃油输送和压力升高完全是由液体分子之间动量转换实现的。涡轮泵的特点是燃油输出脉动小，其结构非常简单，如图5.14所示。当叶轮与电动机一起转动时，由于转子的外圆有很多齿槽，在其前后利用摩擦而产生压力差，重复运转则泵内产生涡流而使压力上升，由泵室输出。这种泵由于使用薄型叶轮，所需转矩较小，可靠性高。此外由于不需消声器，故可小型化，因此这种燃油泵被广泛用于多种车型上。由于燃油泵工作时温度升高，使燃油更容易气化，这必将使泵油量减少，导致输油压力不足和压力波动。为此，现在有些车型采用双级泵的形式，即将初级泵和主输油泵组合成一个组件，由二只电动机分别驱动。初级泵一般采用涡轮泵，用以改善输送性能；