第五章   汽油机供给系 本章主要内容： 1、汽油机供给系的组成及燃料 2、简单化油器与可燃混合气的形成 3、可燃混合气成分与汽油机性能的关系 4、电控汽油喷射系统 第一节  汽油机供给系的组成及燃料 一、组成（4-1） 1、燃油的供给 2、空气的供给 3、油气的混合 4、废气的排出 二、燃料－汽油 1、基本成分：主要是碳氢化合物的混合物组成。其中含C：85％；H：15％。 2、主要使用性能指标 1）蒸发性：可以通过燃料的蒸馏试验和饱和蒸气压试验来确定燃料的蒸发性好坏。 10％蒸馏温度：低，燃料低温蒸发性好，冷车易启动。 50％蒸馏温度：低，发动机工况过渡性好。 90％蒸馏温度：低，燃料质量好，混合气形成质量好。 但是太低则容易出现气阻。 2）热值：1Kg汽油完全燃烧所放出的热量。 汽油：约为44000KJ/Kg(低热值) 柴油：一般为42500～44000KJ /Kg(低热值) 3）抗爆性：抵抗爆震燃烧的能力。用辛烷值大小来衡量。            以前为了提高汽油抗爆性能，常在里面加入四已铅，但有毒，并且会使氧传感器中毒，所以现改用甲基叔丁基醚（MTBE）等醇类物质来提高汽油的抗爆性。 3、汽油牌号及选用依据 汽油牌号：根据汽油的辛烷值来定。 选用依据：汽油机的压缩比。 第二节  简单化油器与可燃混合气的形成 一、简单化油器的结构（4-2） 1、浮子机构：浮子、针阀、浮子室 2、节气门 3、喷管、喉管 4、量孔 二、可燃混合气的形成          空气经过空滤器后进入化油器，当经过喉管时，由于截面变小，使得空气流流速增加，压力下降，这对浮子室内的汽油来说就在浮子室和喉管之间产生一个压差，在这个压差的作用下，汽油经过量孔、喷管喷入喉管，与该处的空气混合： 1、较小的油粒随空气的流动很快蒸发混合； 2、较大的油粒在进气和压缩过程中慢慢吸热蒸发混合； 3、大油粒则沉积在进气管壁上，形成油膜，随着发动机的抖动慢慢流向气缸，在气缸内吸热蒸发。             综上所述，化油器是油气混合的关键部件，但混合气并非全部在化油器内形成。 三、可燃混合气浓度表示方法 1、过量空气系数φa  定义：燃烧1Kg燃料实际供给的空气量与完全燃烧1Kg燃料理论上所需空气量之比。 2、空燃比A/F 定义：可燃混合气中空气与燃料的质量比。 四、简单化油器的特性（4-3） 简单化油器的特性：转速不变，简单化油器的可燃混合气形成浓度随节气门开度的变化规律。          随着节气门开度的增加，喉管处真空度增加，汽油量增加，虽然空气量也在不断地增加，但是由于空气所遇到的阻力也大大增加，导致空气的增长率低于汽油的增长率，所以混合气越来越浓；当节气门接近大开度时，油、气的增长率接近，所以混合气浓度趋于平衡。 实际中，此种特性不能满足汽车发动机的要求，需要在原有简单化油器的基础上进行改进。 第三节  可燃混合气成分与汽油机性能的关系 一、成分与性能之间的关系         成分与性能之间的关系是通过试验确定的。 试验条件：转速一定；节气门全开；用针阀调节量孔截面大小以调节油量，从而改变混合气的浓度。曲线： (4-4) 曲线分析： 1、 φa＝1时，be不是最低，Pe不是最高。 原因：1）油气不可能完全均匀混合；2）上一循环残                  余混合气对新鲜气体的稀释。 2、 φa 1时，随着φa的增加，混合气变稀，燃料能         够尽可能的燃烧完全，所以发动机的经济性 变好，         到约φa＝1.11时，be最低；但是，Pe不是最高。          φa＝1.05～1.15的混合气为 经济混合气。 3、φa 1后，发动机的经济性变差，而动力性变好，当φa＝0.88时，Pe达到最高。 Φa＝0.85～0.95的混合气为功率混合气。 4、 φa ≥ 1.3～1.4后，由于混合气过稀，火焰无法传播，称之为火焰传播下限。当φa ≤0.4时，由于混合气过浓，火焰无法传播，称之为火焰传播上限。              将节气门置于各种不同开度，重复上述试验，可以得出一系列的曲线。将这些曲线的Pemax和bemin分别连接起来，将此坐标对换，得到曲线（ 4-5 ）虚线1、2。          从此曲线可以看出：在发动机的工作中，动力性和经济性不可能同时达到最佳。 二、汽车发动机各种工况对可燃混合气成分（浓度）的要求（混合比特性）         汽车发动机的工况在实际运行中是一个面工况：转速可以从最低转速（怠速）到高转速（可以上万转），负荷从0（怠速）到100％（节气门全开）。 不同的工况，发动机对混合气的成分要求不同。 正常情况下可以分成： 1、稳定运行工况 1）怠速小负荷工况 怠速：一般指发动机对外无功率输出的情况下以最低转速运转。要求φa ＝0.6～0.8，因为：  （ 1 ）此时发动机温度低，燃油雾化质量差；（2）由于节气门开度很小，进入到气缸的新鲜气体量少，受到废气的稀释程度增加。 小负荷：要求φa ＝0.7～0.9。原因同上。只是稍微比怠速要好点。 2）中等负荷工况（节气门开度25％～80％） φa ＝0.95～1.15        车用发动机大部分时间在此负荷工作。此时，发动机不需发出大功率，所以对发动机的经济性作为首要要求。 3）大负荷、全负荷（节气门开度80％～全开） φa ＝0.85～0.95        此时发动机需要克服较大的阻力，需要发出较大的功率，驾驶员通常将油门踩到底，发动机处于全负荷工作。这样就要求供油系统供给相应的功率混合气。 2、过渡工况 1）冷启动（ φa ＝ 0.2～0.6）        温度很低，能够雾化的燃油很少，并且进入气缸的新鲜气体也少。实际能够燃烧的燃料量很少。 2）暖机（ φa ＝ 0.2～0.6 到0.6～0.8）        是发动机从冷启动到怠速的过渡阶段。 3）加速（ φa ＝0.8左右 ） 加速：指发动机节气门迅速开大，汽油机的转速和功率在较短时间内迅速提高的过程。 4）急减速        从以上分析可知：在发动机的不同工况，所要求的混合气浓度是不一样的。（曲线4-5），此种特性称为理想化油器特性。        从简单化油器特性知道其是不能满足汽车发动机的需要的，所以应该对其进行改进，所以就出现了 现代车用化油器：        在简单化油器的基础上加上5个主要的工作系统，就能满足发动机实际工作的需要。 如：（1）主供油系统满足发动机在中等负荷时发动机经济性的需求。 （4-6）          （2）怠速系统满足发动机在怠速时供油。（4-7 ） （3）加浓系统满足发动机在大负荷、全负荷对动力性的需求。（4-9） （4）加速系统满足发动机加速时需要。（4-12） （5）启动系统满足发动机启动时需要。（4-13）         现在的电子控制发动机对混合气浓度的要求也是如图4-5，它是通过各种传感器来感知发动机的各种工况，从而将工况信号送给ECU，由ECU来确定此时的喷油量，以满足发动机的要求，其控制比化油器要更为精确一些。 第四节  电控汽油喷射系统 一、汽油喷射的基本概念 汽油喷射：是用喷油器将一定压力和数量的汽油喷入进气管、道或气缸内。其目的是提高汽油雾化质量，改进燃烧，改善汽油机性能。 电控汽油喷射：是采用电动喷油器，根据发动机运行工况和
第五章 陈家瑞汽车构造课件 汽油机供给系.ppt