汽油发动机燃油供给系统4.1课件.ppt

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1、,项目4 汽油发动机燃油供给系统,1.汽油机燃料供给系统的功用、类型。2.可燃混合气浓度及其对发动机性能的影响；发 动机各种工况对混合气浓度的要求。3.电控喷射式汽油发动机燃料供给系统的功用、 组成、工作原理、类型、优点。4.化油器式燃料供给系的组成及工作过程。5.燃油供给系统各主要装置的功用、构造与检修,【主要内容】,PPT课件,【知识目标】,1.掌握汽油机燃料供给系统的功用、类型；2.了解可燃混合气浓度及其对发动机性能的影 响；发动机各种工况对混合气浓度的要求；3.掌握电控喷射式汽油发动机燃料供给系统的功 用、组成、工作原理、类型、优点；4.掌握化油器式燃料供给系的组成及工作过程；5.掌握

2、燃油供给系统各主要装置的功用、构造与 检修。,项目4 汽油发动机燃油供给系统,PPT课件,1.能对汽油机燃料供给系统各主要装置进行正 确拆装与检测。 2.能准确判断并排除汽油机燃料供给系统的常 见故障。,【能力目标】,项目4 汽油发动机燃油供给系统,PPT课件,任务1 认识汽油机燃油供给系统,根据发动机各种不同工况要求，配制出一定浓度和数量的可燃混合气供入气缸，并将燃烧做功后产生的废气排入大气。,一、汽油机燃料供给系统的功用及类型,1汽油机燃料供给系统的功用,PPT课件,根据可燃混合气形成机理的不同，汽油机燃料供给系统可分为：化油器式燃料供给系统电控喷射式燃料供给系统。 因传统化油器式燃料供给

3、系统已经不能满足现代汽车节能减排的发展要求而被逐渐淘汰。 目前汽车发动机广泛采用电控喷射式燃料供给系统。,2汽油机燃料供给系统的类型,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,1可燃混合气浓度 可燃混合气：指汽油输入气缸前，须先喷散雾化，并按一定比例与空气混合形成均匀的混合气。 燃油混合气浓度：指可燃混合气中燃料含量的多少。 通常用空燃比AF 或过量空气系数表示。,二、可燃混合气浓度及其对发动机性能的影响,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,1） 空燃比：指燃烧时实际吸入的空气质量与燃料质量之比值(主要为欧美国家采用)，即：,空燃比为： AF =14.7-理论混合气（标准混合气）;

4、AF 14.7-浓混合气;即燃料多空气少。 AF 14.7-稀混合气;即空气多燃料少。,理论上，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,2）过量空气系数: 指在燃烧过程中，实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需的空气质量之比，用表示，即：,过量空气系数为： =1 时-理论混合气（标准混合气）； 1 时-浓混合气； l 时-稀混合气。,理论上完全燃烧所需空气质量=14.7汽油质量（kg）,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,可燃混合气浓度对发动机的动力性、经济性、排放性等都有很大影响。,2可燃混合气浓度对发动机性能的影响,1） 标准混合气(

5、=1) ： 能使燃料完全燃烧，是最理想的混合气。 实际上，因受混合时间和空间条件的限制，汽 油与空气不可能绝对均匀混合，也不可能实现 理论上的完全燃烧； 废气也不可能排尽，残留废气会阻碍油分子与 空气的混合，影响火焰形成和传播。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,为可能完全燃烧的混合气。当=1.051.11 时，燃料消耗最低，发动机功 率也较大，排放污染小，经济性最好，故称经济 混合气。当（1.11过稀),因空气过量,燃烧速度反而 减慢,热损失增大,导致发动机过热,功率降低； 还会出现进气门开启时仍在燃烧，使火焰回 传到进气管的“回火”现象。故混合气不能过稀。,2）稀混合气(1),任

6、务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,当=0.850.95时，因汽油分子较多而使燃烧 速度加快，压力大且热损失小，发动机功率增 大，故称功率混合气。 当=0.88时，输出功率最大。当(0.85过浓 )时,因燃烧不完全,产生大量 CO,燃烧室易积炭,排气管冒黑烟,污染严重。 废气中的CO还可能在排气管中被高温废气 引燃，导致“放炮”现象。 还导致发动机功率下降，油耗显著增加。,3）浓混合气(1),任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,发动机工况包括： 发动机转速高低； 负荷的大小。 汽车在实际运行中，工况不断变化而复杂，可分为：稳定工况、过渡工况。 不同工况下发动机对混合气浓度要求也不

7、同。,三、汽油机各工况对可燃混合气浓度的要求,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,稳定工况：指发动机已经完成预热，转入正常运转，且在一定时间内没有转速或负荷的突然变化。 稳定工况划分：按负荷大小分为： 怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷工况等； 各工况的发动机转速也不同。,1稳定工况对混合气的要求,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,1）怠速工况：指发动机对外无功率输出时的工况。 混合气燃烧所做的功，只用以克服发动机内部阻力，使之保持最低转速稳定运转。 汽油机怠速转速一般为400800r/min。 怠速时，节气门几乎关闭，进入气缸内的可燃混合气很少，残余废气对混合气稀释严重

8、；且转速低，空气流速小，汽油雾化和蒸发不良，易使混合气燃烧不良甚至熄火。 需浓而少的混合气(=0.60.8)。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,2）小负荷工况：指发动机节气门开度25% 时的工况。 进入气缸的可燃混合气浓度比怠速时高，废气对混合气的稀释作用减弱，可减小至0.70.9。,3）中等负荷工况：指发动机节气门开度在 25%85% 之间的工况。 车用发动机大部分工作时间处于该负荷状态，以经济性要求为主。 进入气缸的可燃混合气数量增多，残余废气量相对减少，燃烧速度变快，热损失较小。 需=1.051.15的稀混合气（经济混合气）。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,过渡

9、工况有：冷启动、暖机、加速、急减速等。它们对混合气成分各有特殊要求。 1）冷起动工况：起动指发动机由静止到正常运转的过程。在环境温度下的起动称冷起动。 冷起动转速低（约100r/min）；混合气预热不够,气流速度慢,燃油雾化困难,大部分在进气管壁形成油膜,使气缸内混合气过稀,以至无法引燃。 为此，要求供给极浓的混合气（=0.20.6）加以补偿，保证缸内有足够的汽油蒸汽，使发动机顺利启动。,2过渡工况对混合气成分的要求,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,2）暧机工况：指发动机冷起动后，其温度逐渐升高到正常工作温度的过程。 暖机过程中，混合气浓度随温度升高而减小，从起动时的极浓减小到稳定

10、怠速运转所需的浓度为止。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,3）加速工况：指发动机负荷突然迅速增加的过程。如超车加速。 加速时，驾驶员猛踩油门踏板，使节气门开度突然加大，以期发动机功率迅速增大。 但当节气门突然开大的瞬间，因汽油惯性比空气惯性大，故汽油流量增加比空气流量增加要慢得多，使可燃混合气暂时过稀，反而使发动机的动力下降甚至熄火。 急加速时,必须采用专门装置额外增加供油量, 防止混合气瞬间变稀,以满足发动机急加速要求。,任务1 认识汽油机燃油供给系统,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,电控汽油喷射系统(EFI)概念：指利用电子控制技术控制喷油器，将一定数量和

11、压力的汽油以雾状直接喷入进气管道或气缸中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。,汽油喷射技术始于20世纪30年代，最初用于飞机上，50年代开始用于汽车上。现多数轿车装配了汽油喷射系统。,特点：电控汽油喷射系统可以提高汽油的雾化质量，改善燃烧效果，并可对可燃混合气的空燃比进行精确控制，使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态，改善汽油机的性能。,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,1.系统组成 系统类型较多，但其组成基本相同，即由：燃油供给系统、空气供给系统、电子控制系统组成。如图示。,一、电控汽油喷射系统的组成,PPT课件,1）燃油供给系统 功用：向气缸内供给燃烧所需的一定数量燃

12、油。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,组成：主要由油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器、喷油器、油管等组成。如图示。,PPT课件,电喷燃供系工作原理：汽油泵将汽油从燃油箱吸出后经燃油滤清器除去杂质和水分；燃油压力调节器控制供油总管油压后，送至各缸喷油器。如方框图所示。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,喷油器根据电控单元的喷油指令，把适量燃油喷射到进气门之前，雾化燃油与空气形成可燃混合气后被吸入缸内。,PPT课件,2）空气供给系统 功用：向发动机提供与负荷相适应的清洁空气,同时对流入空气量进行直接（L型燃油喷射系统）或间接（D型燃油喷射系统）检测，使之与喷油器喷油后形成的可燃

13、混合气符合发动机工况要求。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,组成：主要由空滤器、空气流量传感器、进气总管、进气歧管等组成。如图示。,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,空气供给系统工作原理：,（1）直接检测型（L型汽油喷射系统）：发动机工作时，空气经过空气滤清器过滤后，通过空气流量计、节气门体进入进气总管,再通过进气歧管分配给各缸。其工作原理如图示。,直接检测型分为：质量流量方式、体积流量方式。,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统, L型汽油喷射系统质量流量方式：如图示。 优点：测量精度高，响应速度快，结构紧凑，不需进行大气压力和温度修正。,PPT

14、课件, L型汽油喷射系统体积流量方式：如图示。 优缺点：测量精度较高，利于提高混合气空燃比的控制精度。但需进行大气压力和温度修正。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,与L型燃油喷射系统不同的是，它没有空气流量计来检测空气量，而是通过进气歧管绝对压力传感器检测进气总管内的压力来间接地检测发动机的进气量。其工作原理如图示。,（2）间接检测型（D型汽油喷射系统）,PPT课件,间接检测型分为：节流速度方式和速度密度方式两种。（图为后者）,D型电控汽油喷射系统（速度-密度方式）,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,3）电子控

15、制系统 功用：电控单元是电子控制系统的核心，其主要功用是控制和检测。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,组成： 主要由电控单元ECU 各种传感器执行器三部分组成。 其原理如图示。,PPT课件, 传感器：将各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数(如进气量、节气门位置、曲轴位置及转速、冷却液温度、进气温度、排气成分、车速等)变成电信号(电压或电流)提供给电控单元； 电控单元：接受来自各传感器传来的各种信息，并对这些信息进行适时处理、修正后，确定基本喷油量，发出相应指令控制执行器的动作（喷油器喷油）； 执行器：执行电控单元发出的各种指令。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,电子控制系

16、统工作原理：,PPT课件,1.按系统控制模式分类：开环控制、闭环控制。,1）开环控制：根据试验确定的发动机各种运行工况所对应的最佳供油量数据事先存入计算机； 发动机在实际运行中，主要根据各传感器的输入信号，判断其所处的运行工况，再找出最佳供油量，并发出控制信号。如图示。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,二、电控汽油喷射系统类型,PPT课件,2）闭环控制：又称反馈控制系统，其特点是加入了反馈传感器（氧传感器），输出反馈信号给控制器，以随时修正控制信号。如图示。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,闭环控制可保证发动机在理论空燃比(14.7)附近很窄的范围内运行，使三元催化转换装置

17、对排气净化处理达最佳效果。 因发动机某些特殊工况(如启动、暖机、加速、怠速、满负荷等)需控制系统提供较浓的混合气来保证其各种性能，故现代汽车发动机电控系统中，常用开、闭环结合的控制方式。,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,可分为：机械式、机电混合式、电子控制式三种燃油喷射系统。 机械式汽油喷射系统，汽油的计量是通过机械与液力传动实现的，已经被淘汰。 电子控制汽油喷射系统(EFI)，汽油、空气的计量和喷射是由电控单元及电磁喷油器实现的，在发动机各工况下均能精确计量所需燃油喷射量，稳定性好，能实现发动机优化设计和优化控制。 故现代汽车广泛应用。,2.按喷射控制装置型式分类,PP

18、T课件,几个缸共用1个喷油器喷射,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,发动机每个气缸进气门前方各安装一个喷油器,PPT课件,间隙性喷射系统,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,4.按喷射控制方式分类,PPT课件,喷油压力不高，各缸混合气总量和浓度均匀,结构简单，成本较低。 目前应用广泛。,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,喷油压力较高,成本较高。缸内喷油器布置及气流组织方向较复杂。 目前应用较少,PPT课件,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,1.汽油雾化好，混和气质量高，各缸分配均匀，燃 烧效率高；2.进气阻力小，充气性能好，充气效率高；3.冷起动性和加

19、速性能好；4.对大气压力或外界环境温度变化适应性好；发动 机在任何工况下都能处于最佳工作状态；5.能迅速减速断油，限速断油；6.可采用较高的压缩比； 7.节约燃油，减少排气污染。 因此，电控喷射发动机已成为现代汽油发动 机的主流。,三、电控汽油喷射的优点,任务2 电控喷射式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,化油器：作为传统汽油机燃料的雾化与混合装置，虽然已被逐渐淘汰，但目前在用汽车保有量中，还有不少汽油发动机使用化油器装置，完全淘汰还有一个过程。 化油器式汽油机燃料供给系统的组成、工作原理及其与电控汽油喷射系统的异同点，有必要作简要介绍。,PPT课件,

20、任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,一、化油器式汽油机燃料供给系统组成,PPT课件,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,化油器式燃供系工作过程： 可燃混合气形成过程：汽油泵将流经汽油滤清器的汽油自油箱泵出后进入化油器，在活塞下行时形成的真空作用下雾化；空气则流经空滤器进入化油器，与雾化汽油在化油器内开始形成可燃混合气，经过进气歧管分配到各个气缸燃烧。 废气排放过程：燃烧生成的废气经排气歧管排气管排气消声器等被排到大气中。,PPT课件,化油器式燃供系工作路线图：,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,1.简单化油器结构 主要由：浮子机

21、构、喷管及量孔、喉管、节气门等组成。如图示。,二、简单化油器结构及工作原理,1）浮子机构:储存来自汽油泵输送来的汽油。 2）喷管和量孔:用于准确限制汽油流量,并向喉管喷油。 3）喉管:增大空气流速,产生真空度,使浮子室的汽油从喷管处流出。 4）节气门: 俗称“油门”。由踏板控制其开度,并控制混合气流量,改变发动机功率。,PPT课件,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,2.简单化油器的工作原理在进气行程中，进气门开启，活塞由上止点下 行，气缸容积增大，缸内压力小于大气压力；在喉管处真空度作用下，空气经空滤器、化油 器空气管、进气歧管向气缸流动；汽油自浮子 室经喷管喷入喉管中；由喷管喷出的油流

22、被空气流冲散，实现雾化， 再与空气混合，形成可燃混合气，经进气歧管 分配到各个气缸内燃烧。,PPT课件,此处气压降低,液体从容器中被吸出,高速空气流将被吸出的液体冲击粉碎,形成雾状,简单化油器工作原理,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,燃油雾化过程： 喷雾 吹散 降压 冲刷 加热 涡流,化油器可燃混合气的形成及工作过程,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,PPT课件,任务3 化油器式汽油发动机燃料供给系统,1.结构简单、工作可靠、价格便宜、维修方便。 2.灵敏度低、油耗高的现象。 3.无法精确计量空气量，无法精确控制喷油量及混合气浓度，故与发动机工况一致性差，易导致燃烧不

23、完全，废气中有害成分增加，不符合当今环保的严格要求。 4.因喉管的存在，使进气阻力增加。使各缸分配汽油不均匀，易产生气阻和结冰等现象。 因此正被逐渐淘汰。,三、化油器式汽油机燃供系特点,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,组成：主要由：油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管等组成。如图示。 作用：储存、滤清和输送燃油。,一、燃油供给主要装置,1.油箱 作用：储存汽油。其储备里程一般为200600Km。普通汽车有一个汽油箱，越野汽车常有主、副两个汽油箱。 安装位置：货车位于车架外侧或驾驶员座下或货台下面；轿车一般装在后备箱下部。,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,结构特

24、点：如后图示，为货车油箱。 油箱体用薄钢板冲压焊接而成。上部设有加油管，管内带有可拉出的加油延伸管，延伸管底部有滤网，加油管用油箱盖盖住。 油箱上表面装有油面指示表传感器和出油开关及回油管，出油开关经输油管与汽油滤清器相通。 油箱底部有磁性放油螺塞，用以排除箱内积水、污物、金属粉末。 箱内装有隔板，可减轻汽车行驶时发生燃油激烈振荡。,PPT课件,货车油箱构造,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,PPT课件,轿车汽油箱构造,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,现代轿车油箱壳体采用高密度聚乙烯吹塑而成。其优点是抗冲击、防腐蚀、紧密性好、易成型,且结构紧凑、重量轻、成本低，提高了汽车行驶安全

25、性。,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,油箱盖结构及工作原理：如图示。,为防止汽油在行驶中震荡溅出，油箱必须密封;但一要考虑液面降低形成的真空度，使汽油泵吸油困难；二要防止高温下汽油蒸汽过多而使油箱内压力过大。故必须要求油箱能和大气相通。 为此，采用带有空气阀和压力阀的油箱盖。,PPT课件,汽油箱盖工作过程（黄进红排）,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,现代汽车已广泛采用汽油蒸发控制系统（EVAP）代替了蒸汽阀。,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,2汽油泵 作用：吸油、加压、输送，与压力调节器配合建立合适的系统压力。,PPT课件, 结构及特点：油泵电机

26、、泵体、滚柱、转子、单向阀、卸压阀、泵盖、滤网等。如图a）示。 运转噪声大，油压脉动大，泵体、转子易磨损。, 工作原理见图b）,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,1）滚柱式电动汽油泵,PPT课件,2）叶片式电动汽油泵（注意与滚子泵的区别）,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修, 结构及特点：油泵电机、叶轮、出油阀、安全阀等。如图a）示。叶轮为圆周上加工小槽的圆形平板。 运转噪声小，油压脉动小，泵油压力高，叶片磨损小，使用寿命长。,叶片泵工作原理见图b）,PPT课件,3）机械式膜片式汽油泵结构及工作原理,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,PPT课件,机械式膜片式汽油泵工作原理演示,

27、任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,PPT课件,机械膜片式汽油泵工作过程演示,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,PPT课件,3、汽油滤清器 功用：滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定运转，提高可靠性。 类型：可拆分式汽油滤清器-常用于客、货车。 不可拆分式汽油滤清器-常用于轿车。,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,1）可拆分式汽油滤清器：结构、原理如图示。由盖、滤芯、沉淀杯等组成。,PPT课件,任务4 燃油供给系主要装置的构造与检修,2）不可拆分式汽油滤清器：结构、原理如图示。 由一个中央多孔筒、特制折叠纸质滤芯、一个多孔滤纸外筒等组成。,PPT课件,