汽车原理与结构燃油系统.pptx

二次空气喷射系统二次空气喷射系统 本装置安装在排气歧管，加强对排放气体的本装置安装在排气歧管，加强对排放气体的港港外再次氧化。外再次氧化。具体方法：具体方法：用压缩空气泵将新鲜空气直接经用压缩空气泵将新鲜空气直接经专专门的空气喷管喷入气缸排气门附近。部分发动机门的空气喷管喷入气缸排气门附近。部分发动机在在排气系统配有催化转换器，则喷入转换器。排气系统配有催化转换器，则喷入转换器。目的：目的：排气时在排气门增加氧气，使排除的排气时在排气门增加氧气，使排除的COCO和和HCHC（碳氢化合物）进一步氧化，生成（碳氢化合物）进一步氧化，生成COCO2 2和和H H2 2O O。共2828页 第3 3页第1页/共27页排气再循环系统排气再循环系统 本装置将气缸排除的部分废气通过专门管道再本装置将气缸排除的部分废气通过专门管道再输输入到进气管，适度增加可燃气体的入到进气管，适度增加可燃气体的COCO2 2含量。含量。大量的大量的COCO2 2介入导致缸内燃烧缓解，温度相对介入导致缸内燃烧缓解，温度相对下下降，从而减少燃烧过程氮化物（降，从而减少燃烧过程氮化物（NONOX X）的产生。）的产生。排气再循环是目前发动机净化氮化物的主要方排气再循环是目前发动机净化氮化物的主要方法，关键问题是把握输入的法，关键问题是把握输入的COCO2 2量量。共2828页 第4 4页第2页/共27页催化转换器催化转换器 在排气系统中设计专用装置，利用催化剂在排气系统中设计专用装置，利用催化剂（铂、（铂、钯、铑等）的作用，将排放废气中的钯、铑等）的作用，将排放废气中的COCO、HCHC、NONOX X转化成对人体无害的气体再排除。转化成对人体无害的气体再排除。二效催化转换器（氧化）二效催化转换器（氧化）在催化剂的作用下，加入新鲜空气为氧化剂，在催化剂的作用下，加入新鲜空气为氧化剂，仅将仅将COCO、HCHC氧化成二氧化碳和水。氧化成二氧化碳和水。三效催化转换器（还原）三效催化转换器（还原）在催化剂的作用下，把在催化剂的作用下，把COCO、HCHC作还原剂，将作还原剂，将排排放中的放中的NONOX X还原成氮（还原成氮（N N2 2）和氧（）和氧（O O2 2），而），而COCO、HCHC在还原反映中被氧化成在还原反映中被氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。共2828页 第5 5页第3页/共27页使用催化转换器相关的问题：使用催化转换器相关的问题：发动机应使用无铅汽油；发动机应使用无铅汽油；催化转换器工作环境催化转换器工作环境350350（排气岐管之后）；（排气岐管之后）；正确把握输入混合气体（氧化剂或还原剂）正确把握输入混合气体（氧化剂或还原剂）比比 例的合理性；例的合理性；较高的使用成本（昂贵的稀有金属）；较高的使用成本（昂贵的稀有金属）；相关工艺。相关工艺。根据国情根据国情平衡利弊平衡利弊共2828页 第6 6页第4页/共27页4.4 4.4 发动机燃油系统发动机燃油系统 目前发动机燃油系统主要有化油器式燃油系统、目前发动机燃油系统主要有化油器式燃油系统、汽油喷射式燃油系统、柴油机燃油系统等。汽油喷射式燃油系统、柴油机燃油系统等。本节只限于介绍汽油机燃油系统。本节只限于介绍汽油机燃油系统。目前小型发动机大量采用喷射式，随着电子技目前小型发动机大量采用喷射式，随着电子技术术的飞速发展，经典的化油器面临淘汰。的飞速发展，经典的化油器面临淘汰。一、燃油系统的功用和组成一、燃油系统的功用和组成1 1、功能、功能 向发动机稳定、持续地提供一定数量、洁净、向发动机稳定、持续地提供一定数量、洁净、雾化良好的汽油雾化良好的汽油 存储一定数量的汽油以维持汽车的续行。存储一定数量的汽油以维持汽车的续行。共2828页 第7 7页第5页/共27页2 2、燃油系统主要组成部分、燃油系统主要组成部分 常规化油器系统包括常规化油器系统包括 燃油箱燃油箱 汽油滤清器汽油滤清器 化油器化油器 油气分离器油气分离器 汽油泵汽油泵 油管油管 燃油表燃油表等等 上述所有组成部件中，化油器是系统中最上述所有组成部件中，化油器是系统中最重重要的部件，是实现系统功能、完成油气混合的要的部件，是实现系统功能、完成油气混合的关关键装置。键装置。注：注：2121世纪以来，沉寂多年的汽油喷射技术世纪以来，沉寂多年的汽油喷射技术获获得实质行突破。在中国，通过技术引进和自主得实质行突破。在中国，通过技术引进和自主开开发，目前已广泛用于中、小型汽油发动机。发，目前已广泛用于中、小型汽油发动机。共2828页 第8 8页第6页/共27页1燃油箱 2汽油滤清器 3汽油泵 4油气分离器 5化油器 6燃油箱盖 7油量传感器化油器式燃油系统示意图化油器式燃油系统示意图化油器供油通道进油孔回油通道共2828页 第9 9页第7页/共27页二、可燃混合气二、可燃混合气 空气与雾状汽油按一定比例混合的混合物。空气与雾状汽油按一定比例混合的混合物。其其相对比例直接影响发动机效率，常用两项指标。相对比例直接影响发动机效率，常用两项指标。1 1、过量空气系数、过量空气系数a a 以完全燃烧以完全燃烧1kg1kg汽油为前提：汽油为前提：a a实际供给空气质量实际供给空气质量/理论化学计量空气质理论化学计量空气质量量 a a反映了可燃混合气中空气含量的多少：反映了可燃混合气中空气含量的多少：a a 1 1，称为理论混合气，称为理论混合气 a a 1 1，称为浓混合气（汽油过剩），称为浓混合气（汽油过剩）a a 1 1，称为稀混合气（空气过剩），称为稀混合气（空气过剩）共2828页 第1010页第8页/共27页2 2、空燃比、空燃比 可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比。可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比。空气质量空气质量/燃油质量燃油质量 按化学方程式的当量关系，按化学方程式的当量关系，1kg1kg汽油完全汽油完全燃燃烧需烧需14.8kg14.8kg空气，即理想混合气体空气，即理想混合气体14.814.8。完全燃烧空气汽油14.814.8：1 1共2828页 第1111页第9页/共27页3 3、混合气燃烧效果、混合气燃烧效果 大量的研究和实验结果表明，混合气在气缸大量的研究和实验结果表明，混合气在气缸内内的燃烧效果与的燃烧效果与过量空气系数过量空气系数a a、空然比、空然比存在存在一一定的规律。定的规律。a a1.051.051.151.15，称为经济混合比，称为经济混合比 该比例的混合气体，在气缸中燃烧最完全，该比例的混合气体，在气缸中燃烧最完全，发发动机油耗量最低。动机油耗量最低。a a0.850.850.950.95，称为功率混合比，称为功率混合比 该比例的混合气体燃烧速度最快，热损失最该比例的混合气体燃烧速度最快，热损失最低，发动机有效功率最大。低，发动机有效功率最大。共2828页 第1212页第10页/共27页a a0.50.5，称为火焰传播上限，称为火焰传播上限 该状态汽油浓度达到最高，由于氧气的缺乏该状态汽油浓度达到最高，由于氧气的缺乏已已严重影响缸内燃烧的持续。严重影响缸内燃烧的持续。a a 1.31.3，称为火焰传播下限，称为火焰传播下限 该状态汽油浓度达到最低，由于汽油的缺乏该状态汽油浓度达到最低，由于汽油的缺乏缸缸内燃烧同样面临间断。内燃烧同样面临间断。由此可见，燃油浓度过大或过稀，都能导致由此可见，燃油浓度过大或过稀，都能导致火火焰在燃池中不能正常传播，更严重时，将导致焰在燃池中不能正常传播，更严重时，将导致不能不能点火，发动机工作中断。点火，发动机工作中断。共2828页 第1313页第11页/共27页小结：小结：混合比例直接影响发动机性能及能否正常工作；混合比例直接影响发动机性能及能否正常工作；经济耗油与最大功率输出对应不同的混合比例；经济耗油与最大功率输出对应不同的混合比例；混合比例存在上下限，燃油浓度不易过大或过稀；混合比例存在上下限，燃油浓度不易过大或过稀；汽车实际行驶速度和牵引功率的变化范围都很大，汽车实际行驶速度和牵引功率的变化范围都很大，发动机正常工作的混合比例应作相应的调整。发动机正常工作的混合比例应作相应的调整。一般化油器只能提供一定范围的一般化油器只能提供一定范围的a a值。值。过量空气系数与空燃比关系表过量空气系数与空燃比关系表a a0.60.60.70.70.80.80.90.91.01.01.11.11.21.21.31.31.41.48.98.910.410.411.811.813.313.314.814.816.316.317.817.819.219.220.720.7共2828页 第1414页第12页/共27页4 4、发动机工况与、发动机工况与a a、的经验值的经验值 冷启动冷启动 a a 0.20.20.60.6；怠速怠速 a a 0.60.60.80.8；小负荷小负荷 （节气门（节气门2525）a a 0.70.70.90.9；中等负荷（节气门中等负荷（节气门25258585）a a 1.051.051.151.15；大、全负荷大、全负荷 a a0.850.850.950.95；加速（迅速加大输出功率）化油器设置专门的补加速（迅速加大输出功率）化油器设置专门的补 油通道以加大燃油比例。油通道以加大燃油比例。小结：小结：冷启动、怠速等特殊短时工况，混合气浓度大；冷启动、怠速等特殊短时工况，混合气浓度大；从小负荷到中等负荷，混合气由浓变稀，直降到从小负荷到中等负荷，混合气由浓变稀，直降到 经济混合比例；经济混合比例；从大负荷到全负荷，混合气由稀变浓，直升到功从大负荷到全负荷，混合气由稀变浓，直升到功 率混合比例。率混合比例。共2828页 第1515页第13页/共27页三、简单化油器三、简单化油器 简单化油器是实简单化油器是实用型化油器的雏形，用型化油器的雏形，现代车用化油器则是现代车用化油器则是在此基础上借助一些在此基础上借助一些附属装置来实现调整附属装置来实现调整燃气混合比。燃气混合比。一般需要一般需要预热预热气流产生负压气流产生负压将汽油吸入并雾化将汽油吸入并雾化油油气气混混合合原原理理图图接泵油器接泵油器1 1空气滤清器空气滤清器 2 2简单化油器简单化油器 3 3进油针阀进油针阀 4 4喉管喉管 5 5浮子浮子 6 6浮子室浮子室 7 7、8 8喷油管道喷油管道9 9预热预热 1010进气岐管进气岐管1111进气门进气门 1212燃烧室燃烧室1313节气门节气门 1414油气混合室油气混合室 共2828页 第1616页第14页/共27页四、理想化油器四、理想化油器 理想化油器将在发动机理想化油器将在发动机任何转速、任何负荷，任何任何转速、任何负荷，任何大气状况下，供给一定数量大气状况下，供给一定数量且成分符合发动机工况要求且成分符合发动机工况要求的可燃混合气体。的可燃混合气体。1 1、怠速系统、怠速系统 化油器浮子原理图化油器浮子原理图 为怠速工况下工作的发动机提供浓混合气。为怠速工况下工作的发动机提供浓混合气。由于怠速转速低、节气门接近关闭，空气流量少流由于怠速转速低、节气门接近关闭，空气流量少流速速慢，主喷管无法提供过量的汽油。慢，主喷管无法提供过量的汽油。由构件由构件1010、8 8、3 3构成的怠速供油通道将大量补充雾构成的怠速供油通道将大量补充雾化化汽油，维持浓度较大汽油比例。汽油，维持浓度较大汽油比例。共2828页 第1717页第15页/共27页2 2、怠速转入小负荷、怠速转入小负荷 此过程节气门加大，此过程节气门加大，怠速喷口怠速喷口3 3的真空度下降，的真空度下降，进油量减少，流过节气门进油量减少，流过节气门的空气增加，混合气将变的空气增加，混合气将变得过稀，造成熄火，无法得过稀，造成熄火，无法完成这一过渡。完成这一过渡。在怠速喷口在怠速喷口3 3的上方设的上方设置过渡喷口置过渡喷口5 5，过渡时间，过渡时间两孔同时喷油，增加汽油两孔同时喷油，增加汽油浓度。浓度。共2828页 第1818页第16页/共27页3 3、主供油系统、主供油系统 满足中小负荷工况下发动机需要的不同浓度的混合满足中小负荷工况下发动机需要的不同浓度的混合气。气。（随负荷加大，油量增加，但混合气变稀）（随负荷加大，油量增加，但混合气变稀）关键问题：控制供油增量小与空气增量。关键问题：控制供油增量小与空气增量。节气门加大，空气流量、节气门加大，空气流量、供油量随之加大；供油量随之加大；供油量增加速率小于空气供油量增加速率小于空气增加速率时，混合气逐渐变稀，增加速率时，混合气逐渐变稀，符合中小负荷的理想状态；符合中小负荷的理想状态；供油量增加速率大于空气供油量增加速率大于空气增加速率时，混合气逐增加速率时，混合气逐 渐变浓，渐变浓，不符合中小负荷的理想状态。不符合中小负荷的理想状态。共2828页 第1919页第17页/共27页4 4、加浓系统（右图）、加浓系统（右图）中小负荷转向大、全负荷时，额外提中小负荷转向大、全负荷时，额外提供部分燃油。供部分燃油。该系统能使混合气从经济比该系统能使混合气从经济比例转化到功率比例，以保证发例转化到功率比例，以保证发动机获得最大功率。动机获得最大功率。5 5、加速系统（左图）、加速系统（左图）利用加速泵在节气门急速利用加速泵在节气门急速开大时，将一定数量的燃油一开大时，将一定数量的燃油一次性喷入喉管，缓和混合气体次性喷入喉管，缓和混合气体浓度的急剧下降，满足汽车临浓度的急剧下降，满足汽车临时的加速需要。时的加速需要。共2828页 第2020页第18页/共27页五、电喷发动机五、电喷发动机（）电喷发动机即电子控制燃油喷射式发动机。电喷发动机即电子控制燃油喷射式发动机。与常规（化油器）发动机相比，其差异仅在与常规（化油器）发动机相比，其差异仅在于于油气混合的方式。一般由油气混合的方式。一般由喷油油路，传感器组喷油油路，传感器组和和电子控制单元电子控制单元(微型电脑微型电脑)三大部分组成。三大部分组成。1 1、常规化油器、常规化油器 共2828页 第2121页歧管化油器喷油位置节气门节气门油气油气混合混合进气管进气管气门气门气缸气缸化油器发动机供油示意图五种工况均匀分配配气时序进气歧管进气歧管第19页/共27页2 2、电喷发动机油气混合、电喷发动机油气混合 在进气管道的适当位置安装专用喷油嘴，通在进气管道的适当位置安装专用喷油嘴，通过过油泵按一定时序喷射定量雾状汽油与气缸吸入油泵按一定时序喷射定量雾状汽油与气缸吸入的的空气混合。空气混合。共2828页 第2222页歧管节气门节气门进行单纯进行单纯的空气量的空气量控制控制油气油气混合混合进气管进气管气门气门气缸气缸进气歧管进气歧管油泵ECU油泵油泵置于储置于储油箱内油箱内汽油喷嘴汽油喷嘴第20页/共27页3 3、EFIEFI特点特点发动机电子控制器（）发动机电子控制器（）根据曲轴位置传感器、气门传感器、变速箱传根据曲轴位置传感器、气门传感器、变速箱传感感器等信号采集装置送来的信号，经计算处理后输器等信号采集装置送来的信号，经计算处理后输出正出正确的喷射、点火等指令。确的喷射、点火等指令。共2828页 第2323页 与进气量匹配，实现满足各种工况的油气混合比。汽油定量汽油定量喷射时间喷射时间点火时间点火时间 发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等辆行驶状况等第21页/共27页电子点火系统电子点火系统 共2828页 第2424页常规点火开/关凸轮曲轴 与常规发动机电子点火系统有较大的与常规发动机电子点火系统有较大的区区别，通常包括了如下功能：别，通常包括了如下功能：点火电流的恒定控制点火电流的恒定控制无分电器点火控制无分电器点火控制点火正时控制点火正时控制点火时序（判缸）控制点火时序（判缸）控制点火提前与爆震的控制点火提前与爆震的控制 第22页/共27页喷油系统喷油系统 共2828页 第2525页 喷油系统包括电动油泵，燃油滤清喷油系统包括电动油泵，燃油滤清器，器，油压调节器，喷射器等组成。油压调节器，喷射器等组成。目前常用方目前常用方式式有单点式和多点式两种。有单点式和多点式两种。单点式喷油系统单点式喷油系统（SPISPI）喷嘴设置于节气门喷嘴设置于节气门上方，与常规化油器喷上方，与常规化油器喷嘴位置相同。嘴位置相同。解决了进气管汽油雾解决了进气管汽油雾化、预热等，但在气门之化、预热等，但在气门之后的所有情况与化油器相同。后的所有情况与化油器相同。节气门节气门滤清器滤清器进气管进气管单点单点喷嘴喷嘴空气入口空气入口汽油入口汽油入口歧管歧管气缸气缸飞飞轮轮第23页/共27页多点式喷油系统多点式喷油系统（MPIMPI）共2828页 第2626页 多点喷油系统将喷嘴设置于多点喷油系统将喷嘴设置于进气歧管进气歧管内内进气门进气门前。由于温度的关系，汽油雾化完前。由于温度的关系，汽油雾化完全，油气混合比稳定。全，油气混合比稳定。不受进气歧管形状影不受进气歧管形状影响，各缸油量均匀。响，各缸油量均匀。节气门节气门滤清器滤清器进气管进气管多点多点喷嘴喷嘴空气入口空气入口汽油入口汽油入口歧管歧管气缸气缸飞飞轮轮 多点喷射系统多点喷射系统为多气门气缸的为多气门气缸的有效运行创造了有效运行创造了条件。条件。第24页/共27页电喷发动机的优劣电喷发动机的优劣 共2828页 第2727页能准确控制混合气的质量能准确控制混合气的质量气缸内的燃料燃烧完全气缸内的燃料燃烧完全废气排放物和燃油消耗下降废气排放物和燃油消耗下降提高了发动机的充气效率，增加了发动提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩机的功率和扭矩电子控制燃油喷射装置成本比相对高电子控制燃油喷射装置成本比相对高故障率虽低故障率虽低,一旦损坏难以修复一旦损坏难以修复综合：综合：电喷发动机运行经济性和环保性相比电喷发动机运行经济性和环保性相比化化油器发动机高。相比之下成本与维修的缺油器发动机高。相比之下成本与维修的缺点点就微不足道了。就微不足道了。第25页/共27页1 1、目前对发动机排气净化有哪些常用方式？二效、目前对发动机排气净化有哪些常用方式？二效、三效催化转换器工作原理的实质是什么？三效催化转换器工作原理的实质是什么？2 2、什么是过量空气系数（、什么是过量空气系数（a a）？什么是空燃比）？什么是空燃比（）？了解发动机各种工况）？了解发动机各种工况 与它们的关系。与它们的关系。3 3、电喷发动机是如何进行油、气混合？多点喷射与多点喷射有什、电喷发动机是如何进行油、气混合？多点喷射与多点喷射有什么区别？么区别？4 4、相对常规化油器发动机，燃油电喷式发动机具、相对常规化油器发动机，燃油电喷式发动机具有哪些优势和不足？有哪些优势和不足？思考题共2828页 第2828页第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页