最新发动机构造第四章-汽油机供给系幻灯片.ppt
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1、进油管进油管7化油器的浮子室浮子机构化油器的浮子室浮子机构: 其作用是发动机工作时其作用是发动机工作时维持维持浮子室油面高度大致不变,这样浮子室油面高度大致不变,这样流经主量孔的汽油流量便唯一决流经主量孔的汽油流量便唯一决定于化油器喉部的真空度定于化油器喉部的真空度(浮子(浮子室上方通大气)。室上方通大气)。. 发动机工作时要消耗燃油,因此,发动机工作时要消耗燃油,因此,进油阀始终开启进油阀始终开启,但但不同节气门开度时,进油阀开启的升程不一样,进油量就不一不同节气门开度时,进油阀开启的升程不一样,进油量就不一样,样,显然,浮子的质量要轻,上下移动要灵活。显然,浮子的质量要轻,上下移动要灵活。
2、经常的故障是经常的故障是进油阀升程不能随节气门开度的变化而及时变化,造成发动机进油阀升程不能随节气门开度的变化而及时变化,造成发动机油门响应性不好,加大油门有时转速下降甚至熄火油门响应性不好,加大油门有时转速下降甚至熄火。 浮子室油面下降时,浮子绕浮浮子室油面下降时,浮子绕浮子支承轴转动而下落,进油阀打开,子支承轴转动而下落,进油阀打开,汽油经细滤网进入浮子室,直至油汽油经细滤网进入浮子室,直至油面高度恢复,进油阀关闭。面高度恢复,进油阀关闭。.简单化油器特性曲线简单化油器特性曲线: 当节气门开度一定时,发当节气门开度一定时,发动机转速的变化引起的化油器动机转速的变化引起的化油器喉部真空度的变
3、化,相对于发喉部真空度的变化,相对于发动机转速一定时,节气门开度动机转速一定时,节气门开度的变化引起的化油器喉部真空的变化引起的化油器喉部真空度的变化要小的多,因此度的变化要小的多,因此,决,决定化油器喉部真空度的变化的定化油器喉部真空度的变化的影响因素一般只讨论节气门开影响因素一般只讨论节气门开度变化的影响度变化的影响。.解释:发动机怠速时,节气门开度最小,进气阻力损失很大,即解释:发动机怠速时,节气门开度最小,进气阻力损失很大,即进气管内真空度很大,但节气门前的化油器喉部真空度很小,根进气管内真空度很大,但节气门前的化油器喉部真空度很小,根本吸不出汽油来,因此化油器供给的仅是空气,过量空气
4、系数本吸不出汽油来,因此化油器供给的仅是空气,过量空气系数。随着节气门开度的增大,混合气浓度逐渐变浓,并趋于。随着节气门开度的增大,混合气浓度逐渐变浓,并趋于稳定。稳定。hP定义:定义:发动机转速一定时,简单化油器所供给的可燃混合气成分发动机转速一定时,简单化油器所供给的可燃混合气成分随节气门开度,亦即喉部真空度(随节气门开度,亦即喉部真空度( )而变化的关系,称为简单)而变化的关系,称为简单化油器的特性曲线。化油器的特性曲线。.可燃混合气成分即可燃混合气浓度,一般用可燃混合气成分即可燃混合气浓度,一般用空燃比空燃比或或过量空气系过量空气系数数来表示:来表示: 空燃比空燃比A/F=空气质量流量
5、空气质量流量/燃料质量流量(欧美国家)燃料质量流量(欧美国家)过量空气系数过量空气系数 =燃烧燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量燃料所实际供给的空气质量完全燃烧完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量燃料所需的理论空气质量一、可燃混合气成分对发动机性能的影响:一、可燃混合气成分对发动机性能的影响:试验确定:试验确定:发动机转速一定,节气门全开的条件下发动机转速一定,节气门全开的条件下(空气流量(空气流量自然一定),改变混合气浓度的方法是更换不同尺寸大小的主自然一定),改变混合气浓度的方法是更换不同尺寸大小的主量孔铜螺塞,分别测出对应的发动机功率和燃油消耗率的大小,量孔铜螺塞,分别测出对应的发动机功
6、率和燃油消耗率的大小,如图所示。如图所示。 1kg汽油完全燃烧需要空气汽油完全燃烧需要空气14.7kg ,因此理论混合气的空燃,因此理论混合气的空燃比比=14.7,理论混合气的过量空气系数,理论混合气的过量空气系数 =1。A/F14.7或或 1时的时的可燃混合气称为稀混合气,可燃混合气称为稀混合气,A/F14.7或或 1时的可燃混合气称时的可燃混合气称为浓混合气。为浓混合气。. 经济混合气成分一般在经济混合气成分一般在1.051.15之间之间,过稀的混合气虽,过稀的混合气虽然可使燃料完全燃烧,但燃烧速然可使燃料完全燃烧,但燃烧速度慢,后燃现象严重,一则有效度慢,后燃现象严重,一则有效膨胀比降低
7、,二则散热损失增加,膨胀比降低,二则散热损失增加,导致循环热效率降低,发动机燃导致循环热效率降低,发动机燃油经济性恶化,油经济性恶化,严重者会引起进严重者会引起进气管内回火现象(化油器回火)。气管内回火现象(化油器回火)。(一)经济混合气成分:(一)经济混合气成分: 由于由于时间时间(燃烧速度有限)(燃烧速度有限)和和空间空间(不可能气缸内绝对混合均(不可能气缸内绝对混合均匀)的限制,理论混合气不可能匀)的限制,理论混合气不可能完全燃烧。要想达到完全燃烧,完全燃烧。要想达到完全燃烧,必须是稀混合气。从图中可以看必须是稀混合气。从图中可以看出,出, =1.1左右,燃料消耗率最低左右,燃料消耗率最
8、低。(二)功率混合气:(二)功率混合气: 从图中可以看出,从图中可以看出, =0.88左右时,发动机输出功率最大左右时,发动机输出功率最大,此时,燃烧速度最快,一则热效率最高,二则单位体积可燃混此时,燃烧速度最快,一则热效率最高,二则单位体积可燃混合气燃烧时放出的热量最大,因而功率最高。过浓混合气由于合气燃烧时放出的热量最大,因而功率最高。过浓混合气由于燃烧速度反而下降,输出功率降低,而且,由于燃烧不完全,燃烧速度反而下降,输出功率降低,而且,由于燃烧不完全,燃料经济性恶化,严重者,由于气缸中产生大量的燃料经济性恶化,严重者,由于气缸中产生大量的CO和游离和游离的碳粒,造成排气门、火花塞裙部、
9、活塞顶、气缸盖底部积碳,的碳粒,造成排气门、火花塞裙部、活塞顶、气缸盖底部积碳,排气管冒黑烟,废气中的排气管冒黑烟,废气中的CO还可能在排气管中被高温废气点还可能在排气管中被高温废气点燃,燃,发生排气管发生排气管“放炮放炮”现象。现象。(三)火焰传播界限:(三)火焰传播界限:当混合气加浓到当混合气加浓到 1.4时,燃料分子之间的距离将增大到火焰不能传播的程度,时,燃料分子之间的距离将增大到火焰不能传播的程度,此此 值称为火焰传播下限。值称为火焰传播下限。 混合气成分混合气成分 必须在火焰传播界限内(必须在火焰传播界限内( =0.41.4),否则,),否则,发动机运转不稳定,直至熄火。发动机运转
10、不稳定,直至熄火。(四)有利的可燃混合气成(四)有利的可燃混合气成分随发动机负荷(节气门开分随发动机负荷(节气门开度)变化的关系(发动机转度)变化的关系(发动机转速一定):速一定): 对应于最大功率的可燃对应于最大功率的可燃混合气成分混合气成分 随着节气门开随着节气门开度的变化而变化,度的变化而变化,如右图如右图所示曲线所示曲线1。. 对应于最低燃料消耗率的对应于最低燃料消耗率的可燃混合气成分可燃混合气成分 随着节气门随着节气门开度的变化而变化,开度的变化而变化,如右图如右图所示曲线所示曲线2。 . 因此,前述功率混合气成因此,前述功率混合气成分(分( =0.88)及经济混合气)及经济混合气成
11、分(成分( =1.1)均指节气门)均指节气门全开的条件下试验结果,包全开的条件下试验结果,包括火焰传播界限括火焰传播界限(0.40.5 1.31.4)。)。稳定工况的定义:发动机已完成稳定工况的定义:发动机已完成预热,一定时间内没有转速和负预热,一定时间内没有转速和负荷的突然变化。可分成怠速和小荷的突然变化。可分成怠速和小负荷、中等负荷、大负荷和全负负荷、中等负荷、大负荷和全负荷三个范围。荷三个范围。出的情况下以最低稳定转速运转。怠速时出的情况下以最低稳定转速运转。怠速时节气门开度最小节气门开度最小,进气,进气阻力损失最大,流经化油器喉管的气体流速很低,即使吸出汽油阻力损失最大,流经化油器喉管
12、的气体流速很低,即使吸出汽油来来汽油雾化质量很差汽油雾化质量很差,而且,由于进气管内真空度较高,气门叠,而且,由于进气管内真空度较高,气门叠开期间废气极易倒流入进气管内,并在下一循环的进气行程期间开期间废气极易倒流入进气管内,并在下一循环的进气行程期间吸入气缸内,即怠速时吸入气缸内,即怠速时废气稀释现象严重废气稀释现象严重。因此要求化油器在怠。因此要求化油器在怠速时供给速时供给较浓较浓的混合气(的混合气(0.60.8)(注:非气缸内的混合气成)(注:非气缸内的混合气成分)。分)。1、怠速和小负荷工况、怠速和小负荷工况怠速怠速是指发动机在对外无功率输是指发动机在对外无功率输二、车用汽油机各种工况
13、对可燃二、车用汽油机各种工况对可燃 混合气成分的要求:混合气成分的要求:(一)稳定工况对可燃混合气成(一)稳定工况对可燃混合气成 分的要求:分的要求: 节气门中等开度,废气稀释节气门中等开度,废气稀释现象可以略去不记,汽油雾化较现象可以略去不记,汽油雾化较好,发动机大部分时间处于中等好,发动机大部分时间处于中等负荷工况,因此,要求化油器应负荷工况,因此,要求化油器应供给较稀的经济混合气成分供给较稀的经济混合气成分(0.91.1),与曲线),与曲线2贴近。贴近。. 当汽车爬坡或追求高速时,需发动机发出最大功率,此时,节当汽车爬坡或追求高速时,需发动机发出最大功率,此时,节气门全开,发动机处于全负
14、荷工况,因此,大负荷和全负荷工况气门全开,发动机处于全负荷工况,因此,大负荷和全负荷工况时要求化油器供给浓混合气成分(时要求化油器供给浓混合气成分(0.850.95)(气缸内雾化良好,)(气缸内雾化良好,此即气缸内混合气成分),从中等负荷工况到大负荷和全负荷工此即气缸内混合气成分),从中等负荷工况到大负荷和全负荷工况,化油器供给的混合气成分从贴近曲线况,化油器供给的混合气成分从贴近曲线2转换到与曲线转换到与曲线1重合。重合。 随着节气门略开大而转入小随着节气门略开大而转入小负荷工况时,废气对混合气的稀负荷工况时,废气对混合气的稀释作用逐渐减弱,混合气浓度减释作用逐渐减弱,混合气浓度减小至小至0
15、.70.9。.2、中等负荷工况、中等负荷工况3、大负荷和全负荷工况、大负荷和全负荷工况 总之,发动机稳定工况变化要总之,发动机稳定工况变化要求化油器供给由浓变稀求化油器供给由浓变稀由稀变浓由稀变浓的混合气成分。这与简单化油器特的混合气成分。这与简单化油器特性曲线相反。性曲线相反。2、暖机:发动机冷起动后开始自动继续运转,直至稳定的怠速运、暖机:发动机冷起动后开始自动继续运转,直至稳定的怠速运转。这段过渡期间,由于发动机温度、转速上升,汽油雾化条件转。这段过渡期间,由于发动机温度、转速上升,汽油雾化条件改善,要求化油器供给的混合气成分由极浓逐渐变换到怠速工况改善,要求化油器供给的混合气成分由极浓
16、逐渐变换到怠速工况的较浓混合气成分。的较浓混合气成分。1、冷起动:发动机在外力推动下起、冷起动:发动机在外力推动下起动时,转速极低,汽油雾化质量很动时,转速极低,汽油雾化质量很差,要求化油器供给差,要求化油器供给极浓极浓混合气成混合气成分(分(0.20.6)(注:非气缸内混合)(注:非气缸内混合气成分)。气成分)。(二)过渡工况(二)过渡工况3、加速:加速时,节气门开度骤然加大,由于燃料惯性大于空、加速:加速时,节气门开度骤然加大,由于燃料惯性大于空气,气缸内混合气成分出现瞬间过稀,发动机功率下降,转速降气,气缸内混合气成分出现瞬间过稀,发动机功率下降,转速降低,甚至会出现熄火现象,因此,要求
17、化油器供给加浓混合气成低,甚至会出现熄火现象,因此,要求化油器供给加浓混合气成分(额外供给一部分燃料)。分(额外供给一部分燃料)。显然,简单化油器无法满足发动机过度工况的混合气成分要求。显然,简单化油器无法满足发动机过度工况的混合气成分要求。 传统化油器在简单化油器的基础上采用了一系列自动调配混传统化油器在简单化油器的基础上采用了一系列自动调配混合气浓度的装置,如合气浓度的装置,如主供油系统、怠速系统、加浓系统、起动系主供油系统、怠速系统、加浓系统、起动系统、加速系统统、加速系统等。现代轿车化油器还加了一系列对过渡工况的自等。现代轿车化油器还加了一系列对过渡工况的自动配剂装置,以提高发动机油门
18、响应性和减少排放。动配剂装置,以提高发动机油门响应性和减少排放。.工作原理:采用工作原理:采用空气节制法空气节制法,即,即降低降低主量孔出口处的真空度,抑制汽油流主量孔出口处的真空度,抑制汽油流量随节气门开大的增长速率量随节气门开大的增长速率。.一、主供油系统一、主供油系统作用:保证发动机由作用:保证发动机由小负荷到中负荷小负荷到中负荷时,化油器供给的混合气成分时,化油器供给的混合气成分由浓逐由浓逐渐变稀渐变稀,直至经济混合气成分。,直至经济混合气成分。.与简单化油器结构区别:与简单化油器结构区别:主量孔出口端与主喷管入口端主量孔出口端与主喷管入口端串联一只串联一只空气管空气管,上有一个很小的
19、,上有一个很小的空气量孔空气量孔。 发动机不工作时,浮子室油面、发动机不工作时,浮子室油面、空气管内油面、主喷管内油面三者空气管内油面、主喷管内油面三者相等。发动机工作时,空气管内油相等。发动机工作时,空气管内油面下降,对应一定节气门开度空气面下降,对应一定节气门开度空气管内油面有一定的高度;当节气门管内油面有一定的高度;当节气门开度很小时,空气管内油面没有降开度很小时,空气管内油面没有降到使主喷管入口露出,来自空气量到使主喷管入口露出,来自空气量孔孔2的空气流速很慢,空气管内压力的空气流速很慢,空气管内压力 等于等于 ,此时化油器仍是简单化油,此时化油器仍是简单化油器,决定主量孔流量的压差是
20、:器,决定主量孔流量的压差是:hhbhbppphphpp 00)52()( 当节气门开度开大到使空气管内油面降到使主喷管入口露出时,当节气门开度开大到使空气管内油面降到使主喷管入口露出时,来自空气管内空气量孔的空气进入主喷管,与汽油混合成泡末状来自空气管内空气量孔的空气进入主喷管,与汽油混合成泡末状混合油液喷出,由于节流损失,空气管内压力混合油液喷出,由于节流损失,空气管内压力 小于小于 ,但大,但大于于 ,决定主量孔流量的压差,决定主量孔流量的压差 ,从,从而而抑制汽油流量随节气门开大的增长速率,使混合气成分逐渐变抑制汽油流量随节气门开大的增长速率,使混合气成分逐渐变稀。稀。kp0pkp0p
21、hkkppppp 0hp3EBl0Bl0分层次降低主量孔处真空度分层次降低主量孔处真空度的工作的工作过程见右图(多排孔泡末管)。过程见右图(多排孔泡末管)。简单化油器因怠速时简单化油器因怠速时节气门近于全节气门近于全闭闭,发动机转速低发动机转速低,节气门前的喉节气门前的喉管处真空度很低管处真空度很低,主喷管吸不出汽主喷管吸不出汽油来油来。但节气门后面的真空度却很但节气门后面的真空度却很高高(约为(约为0.040.06MPa),),故可另故可另设怠速油道(与主喷管并联),其设怠速油道(与主喷管并联),其喷孔设在节气门后喷孔设在节气门后。为限制怠速喷为限制怠速喷孔处过高的真空度(虹吸现象),孔处过
22、高的真空度(虹吸现象),需在怠速油道中设怠速空气量孔需在怠速油道中设怠速空气量孔6。怠速装置由怠速喷孔怠速装置由怠速喷孔3、怠速过渡、怠速过渡喷孔喷孔5、怠速油道、怠速油道7、怠速空气量、怠速空气量孔孔6、怠速油量调整螺钉、怠速油量调整螺钉4、节气、节气门最小开度限止螺钉门最小开度限止螺钉2组成。组成。.二、怠速系统二、怠速系统 节气门处于最小开度时,怠速节气门处于最小开度时,怠速喷孔喷孔3恰好在节气门后方附近,汽恰好在节气门后方附近,汽油自主量孔油自主量孔-怠速油道怠速油道-与来自空与来自空气量孔的空气混合成泡末状混合油气量孔的空气混合成泡末状混合油液液-再次与节气门前过渡喷孔再次与节气门前
23、过渡喷孔5进进入的空气混合,进一步泡末化入的空气混合,进一步泡末化-怠怠速喷孔速喷孔3吸出吸出-被节气门边缘流入的被节气门边缘流入的高速气流冲击、雾化,并在节气门高速气流冲击、雾化,并在节气门后的混合室内混合成可燃混合气。后的混合室内混合成可燃混合气。怠速系统工作原理:怠速系统工作原理: 由于由于壁面附着壁面附着的作用,怠速时的作用,怠速时燃油雾化质量较差。燃油雾化质量较差。 当节气门开度增大使怠速喷当节气门开度增大使怠速喷孔愈来愈离开节气门边缘时,怠孔愈来愈离开节气门边缘时,怠速真空度减小,出油量减少,但速真空度减小,出油量减少,但怠速过渡喷孔怠速过渡喷孔5部分露出在节气部分露出在节气门之后
24、,真空度很高,参与出油,门之后,真空度很高,参与出油,使总出油量随节气门开度增大而使总出油量随节气门开度增大而增加,因此怠速增加,因此怠速-小负荷工况过小负荷工况过渡圆滑。渡圆滑。 为使怠速向小负荷工况圆滑为使怠速向小负荷工况圆滑过渡,设置怠速过渡喷孔过渡,设置怠速过渡喷孔5,呈狭呈狭缝状缝状。 发动机怠速高低以及排气污染发动机怠速高低以及排气污染尽可能低尽可能低。调整依靠。调整依靠调整节气门最调整节气门最小开度限止螺钉小开度限止螺钉2以及以及调整怠速油调整怠速油量调整螺钉量调整螺钉4。两者调整一起进行,。两者调整一起进行,相互影响,反复调整,最终怠速的相互影响,反复调整,最终怠速的高低以高低
25、以怠速稳定而不易熄火怠速稳定而不易熄火、怠速、怠速时的混合气浓度以时的混合气浓度以怠速的排气烟色怠速的排气烟色最小最小为最佳调整依据。为最佳调整依据。 注意:节气门最小开度的调整注意:节气门最小开度的调整应使应使怠速喷孔在节气门后方怠速喷孔在节气门后方、怠速怠速过渡喷孔在节气门之前过渡喷孔在节气门之前。 怠速工况的调整应兼顾两方面因素:怠速工况的调整应兼顾两方面因素:三、加浓系统三、加浓系统 主供油系统采用空气节制法使化油器供给主供油系统采用空气节制法使化油器供给由浓变稀由浓变稀的可燃混的可燃混合气,发动机在大负荷及全负荷时需要化油器供给合气,发动机在大负荷及全负荷时需要化油器供给由稀变浓由稀
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