汽油机燃油系统课件.ppt
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1、第四章第四章 汽油机燃油系统汽油机燃油系统 汽油供给系的任务是根据发动机不同工况的要求,配制出一定数量和浓度的汽油供给系的任务是根据发动机不同工况的要求,配制出一定数量和浓度的可燃混合气,供入气缸,最后还要把燃烧后的废气排出气缸。可燃混合气,供入气缸,最后还要把燃烧后的废气排出气缸。内容提要内容提要 汽油发动机的转速是通过节气门(油门)开度的大小来控制进入气缸内的混汽油发动机的转速是通过节气门(油门)开度的大小来控制进入气缸内的混合气量来实现的,也称为合气量来实现的,也称为量调节量调节。节气门开度大,则进入气缸的混合气量大,燃。节气门开度大,则进入气缸的混合气量大,燃烧后产生的压力就高,对活塞
2、的推力也就大,从而使发动机的功率大、扭矩大、烧后产生的压力就高,对活塞的推力也就大,从而使发动机的功率大、扭矩大、转速高。若节气门开度减小,则由于节流作用,进入气缸的混合气量减小,使发转速高。若节气门开度减小,则由于节流作用,进入气缸的混合气量减小,使发动机转速降低。动机转速降低。汽车用汽油机工作的特点汽车用汽油机工作的特点 工况变化范围大,负荷从工况变化范围大,负荷从0变化到变化到100%,转速从最低稳定转速变化到最,转速从最低稳定转速变化到最高转速,而且有时工况变化非常迅速。高转速,而且有时工况变化非常迅速。汽车行驶的大部分时间内,发动机在中等负荷下工作。汽车行驶的大部分时间内,发动机在中
3、等负荷下工作。第一节第一节 汽油及其使用性能汽油及其使用性能物理特性:物理特性:粘度小、流动性好、自润性差粘度小、流动性好、自润性差 汽油是石油制品,它是多种烃的混合物,其主要化学成分是碳汽油是石油制品,它是多种烃的混合物,其主要化学成分是碳(C)和和氢氢(H)。汽油使用性能的好坏对发动机的动力性、经济性、可靠性和使用。汽油使用性能的好坏对发动机的动力性、经济性、可靠性和使用寿命都有很大的影响。因此,车用汽油需要满足许多要求。寿命都有很大的影响。因此,车用汽油需要满足许多要求。使用性能指标使用性能指标 良好的蒸发性良好的蒸发性 抗爆性:抗爆性:用辛烷值评定。有马达法辛烷值用辛烷值评定。有马达法
4、辛烷值(MON)和研究法辛烷值和研究法辛烷值(RON)之分。之分。近几年,美国等一些国家采用抗爆指数近几年,美国等一些国家采用抗爆指数A1来评定汽油的抗爆性,来评定汽油的抗爆性,A1=(MON+RON)/2 热值:热值:1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油供给装置汽油供给装置 实现对燃油在车上的存储、滤清、输送。实现对燃油在车上的存储、滤清、输送。包括:油箱、油泵、油管及滤清器等。包括:油箱、油泵、油管及滤清器等。空气供给装置及排气消声装置空气供给装置及排气消声装置 实现对空气的滤清、预热及对燃烧废气的排出和消声处理,主要由空气实现对空气的滤清、预热及对燃烧废气的
5、排出和消声处理,主要由空气滤清器、进气管、排气管和消声器等组成。滤清器、进气管、排气管和消声器等组成。第二节第二节 化油器式汽油机燃油系统化油器式汽油机燃油系统混合气形成装置混合气形成装置 实现空气与汽油的实现空气与汽油的合理混合,主要由化合理混合,主要由化油器来实现。油器来实现。可燃混合气的形成 可燃混合气可燃混合气是指空气与燃料的混合物,其成分对发动机的动力性、经济是指空气与燃料的混合物,其成分对发动机的动力性、经济性与排放性能都有很大的影响。性与排放性能都有很大的影响。可燃混合气浓度可燃混合气浓度:可燃混合气中空气和燃油的比例。:可燃混合气中空气和燃油的比例。可燃混合气成分的表示方法可燃
6、混合气成分的表示方法常用的有常用的有空燃比空燃比(Air/Fuel Ratio)和和过量过量空气系数。空气系数。可燃混合气形成时间很短可燃混合气形成时间很短,从进气过程开始算起到压缩过程结束为止,从进气过程开始算起到压缩过程结束为止,0.010.02s的时间。的时间。汽油的雾化和蒸发。汽油的雾化和蒸发。雾化就是将汽油分散成细小的油滴或油雾。良好的雾化就是将汽油分散成细小的油滴或油雾。良好的雾化可以大大增加汽油的蒸发表面积,从而提高汽油的蒸发速度。因此,雾化可以大大增加汽油的蒸发表面积,从而提高汽油的蒸发速度。因此,混合气形成过程就是汽油雾化、蒸发以及与空气配比和混合的过程。混合气形成过程就是汽
7、油雾化、蒸发以及与空气配比和混合的过程。空燃比空燃比:可燃混合气中空气质量与燃油质量之比,即可燃混合气中空气质量与燃油质量之比,即=空气质量空气质量/燃油质量燃油质量按照化学反应方程式,按照化学反应方程式,1kg汽油完全燃烧需空气约为汽油完全燃烧需空气约为14.8kg。14.8,称为理论空燃比或化学计量空燃比,此混合气为理论混合气;,称为理论空燃比或化学计量空燃比,此混合气为理论混合气;14.8,稀混合气。,稀混合气。过量空气系数过量空气系数 a:a=燃烧燃烧1kg燃油实际供给的空气质量燃油实际供给的空气质量/完全燃烧完全燃烧1kg燃油所需的理论空气质量燃油所需的理论空气质量 a 1,稀混合气
8、。,稀混合气。8.910.411.813.314.816.317.819.220.7 a0.60.70.80.91.01.11.21.31.4空燃比空燃比和过量空气系数和过量空气系数a的对应关系的对应关系发动机运转工况对可燃混合气成分的要求发动机运转工况对可燃混合气成分的要求可燃混合气成分的表示法可燃混合气成分的表示法 可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度,通常可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度,通常用过量空气系数或空燃比表示。用过量空气系数或空燃比表示。混合气过浓、过稀都不能着火燃烧混合气过浓、过稀都不能着火燃烧当混合气加浓到当混合气加浓
9、到a=0.40.5时,时,由于燃烧过程中严重缺氧,将使火由于燃烧过程中严重缺氧,将使火焰不能传播。此时,焰不能传播。此时,a值称为过量值称为过量空气系数的空气系数的火焰传播上限火焰传播上限;当混合气稀到当混合气稀到a=1.31.4时,燃时,燃料分子之间的距离将增大到使混合料分子之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播的程度,以致发气的火焰不能传播的程度,以致发动机不能稳定运转,甚至缺火停转。动机不能稳定运转,甚至缺火停转。此时,此时,a值称为过量空气系数的值称为过量空气系数的火火焰传播下限;焰传播下限;功率过量空气系数功率过量空气系数0.850.95;经济过量空气系数经济过量空气系数1.051
10、.15试验证明试验证明汽车用汽油机工作的特点汽车用汽油机工作的特点 工况变化范围大,负荷从工况变化范围大,负荷从0变化到变化到100%,转速从最低稳定转速,转速从最低稳定转速变化到最高转速,而且有时工况变化非常迅速。变化到最高转速,而且有时工况变化非常迅速。汽车行驶的大部分时间内,发动机在中等负荷下工作。汽车行驶的大部分时间内,发动机在中等负荷下工作。稳定工况对混合气成分的要求稳定工况对混合气成分的要求 发动机稳定工况指发动机已经完成预热,转入正常运转,且在一定时发动机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。间内没有转速或负荷的突然变化。过渡工况对混
11、合气成分的要求过渡工况对混合气成分的要求 车用汽油机正常运转时,在小负荷和中负荷工况下,要求化油器能随车用汽油机正常运转时,在小负荷和中负荷工况下,要求化油器能随着负荷的增加供给由较浓逐渐变稀的混合气成分。当进入大负荷范围直到着负荷的增加供给由较浓逐渐变稀的混合气成分。当进入大负荷范围直到全负荷工况下,又要求混合气由稀变浓,最后加浓到能保证发动机发出最全负荷工况下,又要求混合气由稀变浓,最后加浓到能保证发动机发出最大功率。大功率。这种在一定转速下,汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规这种在一定转速下,汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律,称为律,称为理想化油器特性理想化油器特性。
12、怠速怠速 发动机对外无功率输出的情况下以最低转速稳定运转,节气门处于接近关闭位发动机对外无功率输出的情况下以最低转速稳定运转,节气门处于接近关闭位置,吸入气缸的可燃混合气极少,废气含量较大,混合气被严重稀释,燃烧速度置,吸入气缸的可燃混合气极少,废气含量较大,混合气被严重稀释,燃烧速度减慢甚至熄火。减慢甚至熄火。为了补偿废气的稀释作用,保证混合气正常燃烧,要求供给浓混合气(为了补偿废气的稀释作用,保证混合气正常燃烧,要求供给浓混合气(a0.60.8)。)。小负荷小负荷 节气门略开(开度节气门略开(开度25以内)以内),进入气缸的混合气量增多,汽油雾化、蒸发条件进入气缸的混合气量增多,汽油雾化、
13、蒸发条件有所改善,残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。有所改善,残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。为保证小负荷工况的工作稳定性,仍提供浓混合气(为保证小负荷工况的工作稳定性,仍提供浓混合气(a0.70.9)。)。中等负荷中等负荷 车用发动机在大部分时间内处于中等负荷状态。节气门有足够的开度(车用发动机在大部分时间内处于中等负荷状态。节气门有足够的开度(2585),废气稀释的影响可以忽略不计。),废气稀释的影响可以忽略不计。为了满足燃油经济性要求为了满足燃油经济性要求,提供经济混合气(提供经济混合气(a1.01.15)。)。大负荷和大负荷和全负荷全负荷 汽车加速或克服较大的阻力,要求发动机发出
14、尽可能大的功率,节气门接近全汽车加速或克服较大的阻力,要求发动机发出尽可能大的功率,节气门接近全开或全开。开或全开。为了满足动力性要求为了满足动力性要求,提供功率混合气(提供功率混合气(a0.850.95)。)。冷冷起起动动 发动机起动时转速极低,空气流速很低,进入气缸的混合气中汽油蒸气太少,混合气发动机起动时转速极低,空气流速很低,进入气缸的混合气中汽油蒸气太少,混合气过稀,无法燃烧。过稀,无法燃烧。要求供给极浓的混合气(要求供给极浓的混合气(a0.20.6),使进到气缸的混合气达到着火界限。),使进到气缸的混合气达到着火界限。暖暖机机 冷起动后,发动机各气缸开始自动运转,发动机温度逐渐上升
15、,直到接近正常值发动冷起动后,发动机各气缸开始自动运转,发动机温度逐渐上升,直到接近正常值发动机能稳定地进行怠速运转为止。机能稳定地进行怠速运转为止。在此暖机过程中,混合气的在此暖机过程中,混合气的a值应随着温度的升高,从起动时的极小值逐渐加大到稳值应随着温度的升高,从起动时的极小值逐渐加大到稳定怠速所要求的数值为止。定怠速所要求的数值为止。加加速速 发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。当加速时,驾驶员猛踩加速踏板,节发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。当加速时,驾驶员猛踩加速踏板,节气门开度突然加大,空气流量随之增加。但因汽油密度大、惯性大,其流量的增大要气门开度突然加大,空气流量随
16、之增加。但因汽油密度大、惯性大,其流量的增大要滞后一段时间,致使混合气暂时过稀。滞后一段时间,致使混合气暂时过稀。为了改善发动机的加速性能,应在节气门突然开大时,额外添加供油量,保证汽油为了改善发动机的加速性能,应在节气门突然开大时,额外添加供油量,保证汽油量随空气量能迅速增大,以便及时使混合气加浓到足够的程度。量随空气量能迅速增大,以便及时使混合气加浓到足够的程度。急急减减速速 当汽车急减速时,驾驶员急速抬起加速踏板,节气门迅速关闭。此时由于进气管真当汽车急减速时,驾驶员急速抬起加速踏板,节气门迅速关闭。此时由于进气管真空镀激增而使沿进气管壁面流动的油膜迅速蒸发,使混合气便浓,燃烧恶化。空镀
17、激增而使沿进气管壁面流动的油膜迅速蒸发,使混合气便浓,燃烧恶化。化油器中的节气门缓冲器可以减缓节气门关闭的速度和限制节气门开度,从而避免化油器中的节气门缓冲器可以减缓节气门关闭的速度和限制节气门开度,从而避免混合气过浓。混合气过浓。综上所述,对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机,为了保持其正常的运转,从综上所述,对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机,为了保持其正常的运转,从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加,供给由浓逐渐变稀的混合气,直到小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加,供给由浓逐渐变稀的混合气,直到供给经济混合气,以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段,又要求混合供
18、给经济混合气,以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段,又要求混合气由稀变浓,最后加浓到功率混合气,以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的气由稀变浓,最后加浓到功率混合气,以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性,即为理想化油器特性。化油器特性称为理想化油器特性,即为理想化油器特性。现代化油器的基本结构及附加装置现代化油器的基本结构及附加装置(一一)基本结构基本结构1.浮子系统浮子系统 浮子系统是存储汽油并使浮子室内的油面保持恒定的装置。它由浮浮子系统是存储汽油并使浮子室内的油面保持恒定的装置。它由浮子室、浮子和进油针阀等组成。子室、浮子和进油针阀等组成。2
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