汽车构造ppt课件汽油机燃料供给系.pptx
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1、发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,汽油机所用的燃料为汽油。要使汽油在气缸内充分燃烧,必须使汽油在进入气缸前喷成雾状,并与适量的空气均匀混合。这种按一定比例混合,并且具备燃烧条件的汽油与空气的混合物称为可燃混合气。可燃混合气中汽油含量的多少称为可燃混合气的浓度。汽油机燃料供给系的作用是不断供给清洁的汽油和新鲜的空气,根据发动机不同工作情况的要求,配制出一定数量和浓度的可燃混合气,送入气缸,在压缩行程终了时,火花塞点火使其燃烧而膨胀作功,最后将燃烧后的废气排入大气。,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,一、汽油机燃
2、料供给系的作用,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,二、化油器式燃料供给系的组成及工作过程,化油器式燃料供给系一般由汽油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气供给和废气排出装置四部分组成。,化油器,1.化油器燃料分供给系的组成,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,(1)汽油供给装置 包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管,用以完成汽油的储存、输送和滤清的任务。而汽油表可以显示汽油箱
3、中的汽油储存量。(2)空气供给装置 主要有空气滤清器。它用以滤除空气中的杂质,并减小进气气流所形成的噪声。(3)可燃混合气形成装置 主要有化油器。它用以将清洁的燃油和新鲜的空气混合成可燃混合气。(4)可燃混合气供给与废气排出装置 包括进气管、排气管和排气消声器等。用以供给可燃混合气,并将燃烧后的废气经过消声后排入大气。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,汽油泵将汽油从油箱中吸出,经汽油滤清器滤除其中的杂质和水分,提高压力后输送到化油器中。在气缸吸力的作用下,空气经空气滤清器滤
4、除所含的尘埃和杂质后,在高速流过化油器时,将汽油从化油器的喷管吸出。汽油在气流的作用下吹散、雾化并与空气混合,形成的混合气经过进气管时进一步蒸发、汽化,并在气缸内燃烧作功,产生的废气经排气管和排气消声器排入大气。,2.化油器燃料分供给系的工作原理,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,三、电子控制汽油喷射系统的组成及工作原理各类汽车上所采用的电子控制汽油喷射系统在结构上往往有较大的差别,在控制原理及工作过程方面也各有特点。如图所示,为国产红旗CA7220E型轿车电子控制汽油喷射系
5、统的组成。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,三、电子控制汽油喷射系统的组成及工作原理,1.电子控制汽油喷射系统的组成,电子控制汽油喷射系统一般由空气供给系统、汽油供给系统和控制系统三部分组成。1)空气供给系统包括空气滤清器、进气流量传感器、进气温度传感器、节流阀体等。用以测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。2)汽油供给系统包括汽油箱、电动汽油泵、汽油压力调节器、汽油滤清器、供油导架、喷油器等。用以向各进气歧管内供给燃烧所需的雾状汽油。3)控制系统包括各种传感器、电控单元(E
6、CU)和执行器等。控制系统根据发动机的运转状况和车辆运行状态确定汽油的最佳喷射量及喷射时刻。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,2.电子控制汽油喷射系统的工作原理,空气经空气滤清器过滤后,用进气流量传感器计量,通过节流阀体进入进气总管,再分配到各进气歧管。与此同时,电动汽油泵将油箱内的汽油吸出并加压,经汽油滤清器过滤后,由油压调节器调压,然后经供油导架配送给各个喷油器。在进气歧管内,喷油器喷出的汽油与空气混合后输入气缸内燃烧。在这一过程中,电控单元根据进气流量传感器和发动机转
7、速传感器计算出进入各气缸的进气量,确定相应的基本喷油量;并根据冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆燃传感器等输入的信号,对基本喷油量进行修正,以确定实际的喷油量。然后电控单元根据凸轮轴位置传感器的信号,确定最佳的喷油时刻和点火时刻,并由电控单元控制喷油器喷油和火花塞点火,来适应发动机不同工况的需要。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,一、混合气的形成过程,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,液体燃料必须蒸发(汽化)为气态后才能与适量的空气混合成可燃混合气。由于汽油蒸发性好、自燃点高、粘度小、流动性好,因而可以在
8、气缸外部的化油器或进气管中形成混合气。1化油器式发动机 此图为简单化油器的结构,由浮子室、针阀、浮子、空气管、喉管、混合室、主喷管、主量孔和节气门等组成。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,2电子控制汽油喷射式发动机 发动机工作时,空气经空气滤清器滤清和空气流量计量后进入各进气歧管。喷油器根据电控单元(ECU)的指令,将一定数量的汽油适时地喷入进气歧管(或进气管)内。由于电控单元向喷油器提供的是脉冲电流,因此喷油器在工作时针阀高频振动,从而将喷出的汽油高度雾化,并与进气歧管中
9、的空气混合形成可燃混合气。进气量和喷油量较化油器式发动机的控制精度较高。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气在气缸中的燃烧过程可分为点火落后期、速燃期和补燃期三个阶段。可燃混合气的燃烧过程是影响发动机性能的重要因素。,二、可燃混合气的燃烧过程,汽油机的燃烧过程如图所示。横坐标表示曲轴转角¥,纵坐标表示气缸内气体的压力B。若火花塞没有点火,气缸内的压力变化将如图中虚线所示。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气
10、供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气中燃油含量的多少称为可燃混合气浓度,通常用空燃比或过量空气系数来表示。可燃混合气浓度对发动机的动力性、经济性和排放指标都有很大的影响,甚至影响到发动机能否正常运转。,三、可燃混合气浓度对发动机工作的影响,空燃比(R):,可燃混合气中空气质量与燃油质量的比值。,理论上,1kg汽油完全燃烧大约需要14.7kg的空气。空燃比R=14.7的可燃混合气称为标准混合气,R14.7的称为浓混合气,R14.7称为稀混合气。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气
11、形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气浓度对发动机工作的影响,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,发动机各种工况下对可燃混合气浓度的要求(一),可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,发动机各种工况下对可燃混合气浓度的要求(二),可燃混合气的供给及废气的排出装置,汽油箱的作用是储存汽油,其容量一般可供汽车持续行驶300600 km。普通汽车只有一个汽油箱,而
12、越野汽车和半挂汽车大多有主、副两个汽油箱。汽油箱的安装位置因车型而异,多位于驾驶员座位后下方或车身后部。,一、汽油箱,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,汽油箱的外部形状多种多样,但结构形式基本相同。为减轻汽车振动带来的燃油振荡,油箱内装有隔板。油箱底部有放油螺塞,用以排放油箱内沉积的水分和杂质。空气阀和油压阀,当油箱内的压力降低到预定数值(约98 kPa)以下时,较软弹簧控制的空气阀被打开,空气便进入油箱内;当油箱内的压力升高到预定数值(约120 kPa)以上时,较硬弹簧控制的蒸气阀被顶开,汽油蒸气排出,以保
13、持油箱内的正常压力。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,近年来,高密度聚乙烯塑料的汽油箱在轿车上的应用日益增多与金属油箱相比,塑料油箱具有质量轻、抗冲击、易成型、密封性好、不易被腐蚀等优点。为了防止汽油箱向大气排放汽油蒸气而产生的污染,现代汽车普遍采用了由电控单元(ECU)控制的活性碳罐蒸发污染控制装置。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,汽油滤清器串接在汽油泵和汽油箱之间的管路中,用以滤除汽油中的水分、杂质和胶质,防止燃油系统堵塞,保证燃油供给装置的正常工作。汽油滤清器分为
14、可拆分式和不可拆分式两种。,二、汽油滤清器,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,可拆分式汽油滤清器的结构如下图所示,由滤清器盖、沉淀杯和滤芯三部分组成。,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可拆分式汽油滤清器1-滤清器盖 2-进油管接头 3、6-滤芯密封垫4、9-沉淀杯密封垫 5-滤芯 7-中心螺栓8-沉淀杯10-放油螺塞11-出油管接头,可燃混合气的供给及废气的排出装置,电子控制汽油喷射式发动
15、机广泛采用一次性使用、不可拆分式纸质滤芯的汽油滤清器,由于纸质滤芯的滤清效果好,因此可以保证喷油器的可靠工作。其结构如图所示,工作原理与可拆分式汽油滤清器相同。,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,汽油泵的作用是将汽油从汽油箱中吸出,并使之具有一定的压力,以克服管道的阻力,经管路和汽油滤清器进入化油器的浮子室或电控喷射发动机的供油导架中。汽车上所用的汽油泵一般有机械驱动式汽油泵和电驱动式汽油泵两种形式。1机械驱动式汽油泵 机械驱动式汽油泵装在发动机的一侧,由发动机配气机构中凸轮
16、轴上或中间轴上的偏心轮驱动。不同型号的汽油泵,其结构和工作原理基本相同。,三、汽油泵,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机工作时,偏心轮驱动外摇臂绕摇臂轴摆动,当外摇臂向上摆动时,外摇臂上的斜面带动内摇臂向下摆动,通过泵膜拉杆带动膜片向下运动,此时泵膜弹簧被压缩,而膜片上方的工作室容积增大,压力下降,使出油阀关闭,进油阀开启,汽油通过进油管接头,经进油室和进油阀进入工作室,此为吸油过程,如图下页图a所示。当偏心轮转过一定的角度,外摇臂在摇臂回位弹簧的作用下回位,膜片和泵膜
17、拉杆也在泵膜弹簧张力的作用下向上运动,由于膜片向上拱曲,工作室的容积减小,油压增高,使进油阀关闭,出油阀开启,具有一定压力的汽油从出油阀、出油室和出油管接头流向化油器,此为压油过程,如图下页图b所示。汽油泵实际供油量的多少决定于泵膜总成的行程,行程越大,供油量越多。汽油泵的供油能力比发动机的最大耗油量大2.53.5倍。汽油泵的泵油压力一般为2737 kPa,泵油压力的大小决定于泵膜弹簧的刚度及安装时的预紧力。,汽油泵的工作原理,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况
18、对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,2电驱动式汽油泵(1)化油器式发动机的电动汽油泵,它主要由电磁驱动机构和供油机构组成。在供油机构中,柱塞置于泵筒内,泵筒底部装有进油阀,柱塞底部装有出油阀,下方装有回位弹簧,上方装有刚度较低的缓冲弹簧。柱塞在电磁线圈产生的电磁力和回位弹簧弹力的作用下在泵筒内作往复运动。驱动机构主要有电磁线圈,其一端接电源,另一端接固定触点。活动触点与永久磁铁固定在触点支架上,触点支架可以绕固定轴摆动,使触点闭合或断开。,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概
19、述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,(2)电控喷射式发动机的电动汽油泵 电子控制汽油喷射系统中常用的电动汽油泵有滚柱式电动汽油泵(外装泵)和涡轮式电动汽油泵(内装泵)两种类型。滚柱式电动汽油泵结构如图所示。转子偏心安装在泵体内,滚柱装在转子的凹槽中。在汽油泵工作过程中,进油口一侧的工作腔容积增大,成为低压吸油腔,汽油经进油口被吸入工作腔内。在出油口一侧的工作腔容积减小,成为高压压油腔,高压汽油从压油腔经出油口流出。汽油流经电动机输出的过程起到冷却电动机的作用。限压阀的作用是当油压超过0.45MPa时开启,使汽油回流到进油口,以防
20、止油压过高而损坏汽油泵。,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,涡轮式电动汽油泵 结构及工作原理如图所示。涡轮泵由叶轮及叶片、壳体和泵盖等组成。叶轮是一个圆形平板,在平板的圆周上加工有小槽,形成泵油叶片。涡轮泵工作时,叶轮旋转使小槽内的汽油,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,随同叶轮一同高速旋转,由于离心力的作用,使出油口B处的油压升高,汽油从出油口排出;在进油口A处产生真空,汽油经滤网过滤后从
21、进油口吸入。涡轮式电动汽油泵运转噪声小,油压脉动小,泵油压力高,叶片磨损小,使用寿命长,内装于汽油箱中不易产生气阻和泄漏现象,因此在现代轿车发动机中得到广泛应用。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,空气滤清器的作用是滤除空气中的尘埃和杂质,将新鲜的空气输入化油器(化油器车)或进气管(电喷车),以减少气缸、活塞和活塞环的磨损,延长发动机的使用寿命;消除进气气流所形成的噪声,减少环境污染。化油器车的空气滤清器一般安装在化油器上方。为了降低发动机的高度,轿车将空气滤清器安装在更合理的位置,并用软管与化油器或进气管连通。空气滤清器按滤清方式的不同分为惯性式、过滤式和综合式三类。,发动机不同工况对混合气
22、成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,空气滤清器,可燃混合气的供给及废气的排出装置,1.惯性式空气滤清器,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,惯性式空气滤清器主要用在大型卡车上。如图所示,空气滤清器由空气滤清器壳体、空气滤清器盖、滤芯和导流槽等组成。空气从进气口A处流入,流经空气滤清器壳体与滤芯之间安装的导流叶片时,使空气在滤清器内旋转,通过惯性力使空气中的杂质甩到壳体壁面上随后落下,滤清过的空气从出气口B处流出后到达化油器。,可燃混合气的供给及废气的
23、排出装置,2.过滤式空气滤清器,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,过滤式纸质滤芯干式空气滤清器的结构如图所示。主要由壳体、滤芯总成、密封圈等组成。发动机工作时,空气由盖与外壳之间的空隙进入,经纸质滤芯过滤后,进入壳体的中心管至化油器。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,可燃混合气的供给及废气的排出装置,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装
24、置,电子控制汽油喷射系统简介,电子控制汽油喷射发动机的空气滤清器结构如图所示。由空气滤清器盖、空气滤清器壳体及滤芯总成等组成,某些空气滤清器壳体上还装有进气温度传感器。发动机工作时,空气从空气滤清器盖上的进气口流入,经纸质滤芯过滤后,从空气滤清器壳体上的出气口经导流罩和胶管流入进气管中。过滤式纸质滤芯干式空气滤清器的特点:具有质量轻、成本低、使用方便、滤清效果好和维护方便,目前在汽车上广泛使用。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,3.综合式空气滤清器,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概 述,空气供给装置,化油器式混合气形成装置,电子控制汽油喷射系统简介,综合式空气滤清器,如图所
25、示。它由空气滤清器盖、滤芯、带有机油盘的空气滤清器壳体和空气管等组成。发动机工作时,空气以很高的速度从盖与壳体之间的夹缝中流入并向下行,较大颗粒的尘土具有较大的惯性,在冲向润滑油面时被润滑油所粘附;较轻的尘土随空气一起流向滤芯时被滤芯所粘附。这样经过两级过滤,清洁的空气从上方经空气管流入化油器。,可燃混合气的供给及废气的排出装置,化油器式发动机的混合气主要是在化油器中形成的。主要有五大装置如:主供油装置、怠速装置、加浓装置、加速装置和起动装置等。不同的化油器,还设有一些特殊功能的附加装置,如怠速截止电磁阀、热怠速补偿阀、节气门缓冲器等装置。,发动机不同工况对混合气成分的要求,汽油供给装置,概
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