化油器式汽油机燃料供给系

1,第四章 化油器式汽油机燃料供给系,概 述 简单化油器及可燃混合气的形成 化油器的结构及工作原理 电子控制化油器 汽油供给装置 空气滤清器及进、排气装置,2,一、汽油机燃料供给系的任务：,将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气，提供给发动机并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定运转。,4.1 概 述,燃料供给方式,二、化油器式汽油机燃料供给系的组成, 燃油供给装置：汽油油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管 空气供给装置：空气滤清器、进气消声器(轿车) 可燃混合气形成装置：化油器 废气排出装置：排气管道、排气消声器，废气净化装置(国外轿车),3,油箱,汽油滤清器,汽油泵,化油器(混合),空气滤清器,排气管,排气消声器,在气缸内燃绕,供给路线图,4,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,化油器,空气滤清器,桑塔纳轿车汽油供给系示意图,5,1、物理特性： (液体燃料) 粘度小、流动性好、自润性差。 2、成分：碳氢化合物 3、使用性能指标： 蒸发性：能被蒸发的性能。 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。 汽油的热值为44000KJ/kg 抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。 （辛烷值越高，抗爆性越强） 4、牌号： 牌号越高，抗爆性越强。,三、汽油的使用性能,6,蒸发性对发动机的影响 蒸发性过差时 发动机起动困难，各缸分配不匀，燃烧不完全，部分油漏入曲轴箱稀释润滑油。 蒸发性过好时 易产生气阻，严重时化油器喉管处易结冰。,7,汽油的抗爆性 1、概念 汽油在发动机气缸中燃烧时避免产生爆燃现象的能力。 2、爆燃的概念 因气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常的燃烧。,8,3、爆燃的特点与危害 爆燃时，火焰以极高的速度传播，气缸中的温度、压力急剧上升，形成压力波，以声速向前推进，撞击燃烧室壁面时发出尖锐的敲缸声，会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率上升。严重时会造成气门烧毁，轴瓦破裂，活塞烧顶，火花塞绝缘体击穿等现象。,9,汽油的选择 （1）高压缩比的发动机选高辛烷值（高牌号）的汽油；低压缩比的发动机选低牌号的汽油。 （2）同台发动机在高原上使用时可降低汽油牌号。(压力低，不易爆燃),10,4.2 简单化油器及可燃混合气的形成,一、可燃混合气成分的表示方法,将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为空燃比，用符号R表示。（多为欧美国家采用） 表示：燃烧1KG燃料实际供给的空气量 =14.7 理论混合气 空燃比 14.7 稀混合气 14.7 浓混合气,空燃比的倒数称为燃空比，用符号表示。（日本等国家常用）,1、空燃比,2、燃空比,11,3、过量空气系数, =,理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量,燃烧1kg燃料实际供给的空气量, = 1 为标准混合气 1 为浓混合气 1 为稀混合气,特点：直观判断可燃混合气的浓度,12,喉管：产生真空度，吸出喷管中的燃油。,主喷嘴：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。,节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。,针阀：控制汽油进入化油器浮子室的开关。,量孔：控制汽油精确的出油量。,转速一定时，节 气门开度越大， 喉部真空度越大 ，油量越多，功 率越大。 节气门开度一定 时，转速越高， 功率也越大。,二、简单化油器的结构及其工作过程,1、简单化油器的结构,13,主量孔,浮子室,照 片 资 料,14,2、工作原理,15,燃油气化方式： 喷雾 吹散 降压 冲刷 加热 涡流,3、可燃混合气的形成的工作过程,16,转速一定时，简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度(喉管真空度)变化的关系-简单化油器特性 1）节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低。 2）节气门开度逐渐增大，喉管真空度随之增高，混合气浓度变高。 3）节气门开度逐渐增大到全开时，可燃混合气成分逐渐趋于稳定。,三、简单化油器特性,简单 化油 器特 性曲 线,混合气浓度随喉管处的真空度增大而升高,混合气浓度趋于稳定,17,注：当节气门开度一定时，因发动机转速发生变化而引起喉部真空度的变化，对可燃混合气成分的影响很小，这是因为此时的汽油量与空气量几乎是均匀而成比例地增减。故在简单化油器中，影响可燃混合气成分的主要因素是节气门开度的变化,18,1）理想混合气=1 理论上能够完全燃烧的混合气，其中所含的氧气正好使全部燃料燃烧完毕。 实际不可能完全燃烧：可燃混合气的成分不可能绝对均匀的分布及残余废气的存在而影响火焰中心的形成和火焰的传播 2）稀混合气1 实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的氧气能保证燃料全部燃烧完毕。 经济混合气：燃料消耗率最低时的可燃混合气(=1.05-1.15) 动力性差：燃烧速度慢，释放的热量少，热损失增加，发动机功率下降。 过稀： 严重时出现进气管回火现象,四、可燃混合气成分与发动机性能的关系,1、可燃混合气成分对发动机性能的影响：,19,3）浓混合气1 可燃混合气中汽油分子较多而使燃烧速度加快，热损失减小。发动机的平均有效压力和功率大。 动力性能好 功率混合气：发动机输出功率最大时的可燃混合气(=0.85-0.95) 空气含量不足，燃烧不完全，燃油消耗率增大，经济性差 过浓：积炭、排气管放炮现象及冒黑烟 4）燃烧极限 当可燃混合气太稀（1.4)以及太浓（0.4）时，虽能点燃，但火焰无法传播，导致发动机运转不稳定，直至熄火。 过浓：严重缺氧 过稀：燃料分子之间的距离过大,20,发动机转速一定和节气门全开的条件下，改变化油器量孔尺寸以改变,1燃油消耗率 2功率,= 0.88 功率混合气,= 1.11 经济混合气,=0.4 火焰传播上限,=1.4 火焰传播下限,稳定工况的 =0.881.11。,可燃混合气成分对发动机性能的影响曲线图,21,图表说明： 1、功率点与经济点不对应 2、可燃混合气过浓( 1.05-1.15)，发动机的动力性、经济性均不理想 3、为兼顾发动机的动力性和经济性，可燃混合气的成分在=0.88-1.11范围内有利,22,混合气的浓度对发动机性能的影响,23,在一定的工况下(负荷和转速)，化油器只能供给一定值的可燃混合气。过量空气系数是以发动机动力性为主，还是以经济性为主，还是将排放控制放在首位，应根据汽车及汽油机各工况的需要而定,24,2、发动机各工况对可燃混合气成分的要求 特点： 工况变化范围大，负荷可从0变到100%，转速可从最低稳定转速变化到最高转速 在汽车行驶的大部分时间内，发动机在中等负荷下工作,25,冷起动 极浓混合气(=0.2-0.6) 原因：气缸温度低，化油器所供给的汽油大 部分未被汽化。需提供过量的汽油,怠速和小负荷：少而浓的混合气。,原因： 怠速：节气门接近关闭位置，吸入的空气量少，且汽油雾化蒸发不良，并有废气的稀释，为保证这种品质不良的可燃混合气正常燃烧，化油器应提供较浓的可燃混合气(=0.6-0.8) 小负荷：由于进入的空气量略有增加，可燃混合气的品质逐渐改善，因而可燃混合气浓度可小减小至=0.7-0.9,26,加速：额外供油。 原因：节气门突然加大，吸入的气缸的空气量立刻增加，汽油因其惯性大而在原地基本不动，再加上雾化汽油的颗粒大跟不上气流流动，使之一部分附着在进气管内壁上。因此，气缸内的可燃混合气在加速的瞬间变稀，不易点燃，需及时增加供油量,大负荷和全负荷 全负荷：功率混合气。(上坡) 大负荷：以满足经济性要求为主逐渐转到以满足动力 性要求为主,中等负荷：随节气门的开大，混合气由浓变稀。 燃料经济性要求是首要的，化油器应供给接近相应于燃油消耗率最小的 =0.9-1.1,27,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。-理想化油器特性,3、理想化油器特性,28,简单化油器与理论化油器特性比较,29,理想化油器特性与简单化油器特性正好相反，即简单化油器无法满足汽油机的正常工作。 为了满足汽油发动机在各种工况下都能制出最佳的可燃混合气浓度，现代车用化油器均采用了一些自动配制可燃混合气浓度的系统。,30,4.3 化油器的结构及工作原理,一、基本结构,针阀,浮子室,浮子,喉管,喷管,节气门,进气歧管,进气预热装置,量孔,31,1、主供油系统 功用：,保证发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随着节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷下接近于最经济的成分。,主量孔,空气量孔,主喷管,二、各系统及其工作情况,1.引入少量空气，使汽油泡沫化。 2.降低主量孔处真空度的增长率，使混合气由浓变稀。,空气量孔的作用：,在发动机全部工作范围内除了怠速工况和较小负荷工况外，都起供油作用,32, 化油器主供油系统工作原理,降低主量孔处真空度作用：引入极少量的空气到主喷管中，以降低主量孔内外压力差，从而降低汽油的流速和流量。以满足化油器理想供油特性。,33,2、怠速系统,、功用：,保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。 为0.60.8。,怠速喷口,调整螺钉,过渡喷孔,油道,怠速过渡,、结构：,怠速,34, 化油器怠速系统工作原理,35,怠速工况的环保问题 怠速是汽车发动机排放污染最严重的工况之一； 怠速排放质量与怠速调节有关； 混合气过浓或过稀都会加重排放污染； 提高怠速转速可以减轻排放污染； 现代发动机怠速转速一般都提高到700-800r/min，此时a0.8-0.9,36,3、加浓系统（省油器）,、功用：,在大负荷和全负荷时额外供油，保证在全负荷时混合气浓度达到为0.80.9，使发动机发出最大功率。,摇臂,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,拉杆,1）机械式加浓系统 结构：,37,机械式加浓系统工作原理,38,2）真空加浓系统,构成,活塞,空气缸,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,弹簧,39,真空加浓系统工作原理,40,4、加速系统,功用：,在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入吼管，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。,摇臂,活塞,出油阀,通气道,加速喷口,拉杆,进油阀,活 塞 式 加 速 系 统 结 构,41,加速系统工作原理,42,5、起动系统,功用：,当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气为0.20.6，使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽，以保证发动机能顺利起动。,阻风门,节气门,组成：,阻风门（有的带有活门）。,43,起动系统工作原理,44,、热怠速补偿阀,作用：防止热怠速污染，降低混合气浓度。,通气管,补偿气道,空 气,阀 门,调节螺钉,双金属片阀,6、其他附属装置,45,、节气门回位缓冲器,作用：防止急减速污染装置，减少排气中的有害成分。以减少因可燃混合气过浓而造成有害排放成分增加的现象,空 气,空 气,46,、怠速截止电磁阀,作用：防止续燃现象；在汽车下坡时起一定的节油作用。,47,7、化油器的操纵,加速踏板,阻风门拉钮,阻风门,拉杆,止动支柱,节气门,凸轮,48,三、化油器型号及分类,化油器的型号 1995年实施“汽车用化油器、汽油泵型号编制方法”标准 1-厂名代号 2-产品代号(一个字母表示：H表示化油器、 B表示汽油泵) 3-产品结构特征(1位阿拉伯数字表示) 4-产品顺序号(两位阿拉伯数字表示) 5-产品变型号(用一个字母表示) 如：BJH201A-北京第一汽车附件厂设计的一种双腔化油器，与其基本型可以通用的A型变型产品。,49,化油器的分类： 1、按喉管气流方向：,50,2、按重叠的喉管数目,喉管大，增加充气量，但汽油雾化不良,喉管小，汽油雾化良好，但充气量减少,多重喉管既可以满足充气量的需要，又可以使汽油充分雾化,51,多重喉管化油器的工作演示,52,3、按空气管腔数目,单腔式、双腔式、四腔式,主 腔,副 腔,53,单腔式：只有一组喉管、一个混合室和一个节气门，四缸或六缸发动机采用。 但随着排量不断增大、转速不断提高，难以满足大空气流量的要求 双腔并动式：两个相同的单腔化油器的并联，其壳体铸成一个整体，且一般使用同一套浮子室、起动系统、加速系统和加浓系统，但两个管腔各有一套结构和作用完全相同的主供油系统、怠速系统及装于同轴的节气门,54,双腔并动式化油器的出现是为了解决气缸数较多(四缸以上)的高速汽油机容易产生的各缸吸入混合气数量和浓度不一致的问题。在缸数多和转速高的情况下采用一个单腔化油器和单一进气管，化油器到各缸的距离相差较大，很难在进气管设计上保证自化油器到各缸的进气管阻力和温度情况趋于一致。而且缸数一多，就不可避免地要发生同时有几个气缸进行吸气，造成各缸吸进的混合 气数量和浓度很不一致。,55,双腔分动式化油器 有两个结构和作用不同的管腔。在发动机负荷变化的整个过程中，经常工作的一腔称为主腔；另一腔只有在负荷和转速高达一定程度时才参加工作，称为副腔。 采用双腔分动式化油器的目的，在于解决功率较大而转速较高的汽油机所遇到的动力性和经济性之间的矛盾 主腔因常需单独工作，故应具有各种供油系统，而副腔一般只设有主供油系统和怠速系统，或者仅设有主供油系统。,56,四腔分动式化油器： 两个同样的双腔分动式化油器的组成，其中两个主腔和两个副腔各自并动。 兼有双腔分动和双腔并动的优点,57,58,59,四、典型化油器构造,上 体,中 体,下 体,60,1、化油器上体,阻风门,壳 体,真空加油浓柱塞,进油口,针阀,61,2、化油器中体,62,3、化油器下体,63,64,4.4 电子控制化油器,电子控制化油器是在传统化油器的功率量孔处加设了一个控制空燃比的反馈电磁阀。,反馈电磁阀,65,4.5汽油供给装置,汽油供给装置的组成,66,67,一、燃油箱,功用： 贮存汽油。,加油延伸管,滤网,油面指示表传感器浮子,出油开关,汽油滤清器,加油管,汽油箱支架,汽油箱盖,放油螺栓,68,69,汽油箱盖结构,70,桑塔纳轿车汽油箱,快速排气管接口,供油管接口,回油管接口,油面传感器插座,集滤器,浮子,71,72,二、汽油滤清器,功用：,除去汽油中的水分和杂质，使汽油能达到发动机工作的需要。,进、出油口不可装反,类别：可拆式、不可拆式,结构：,73,74,纸质汽油滤清器,中央多孔筒,多孔滤纸外筒,折叠纸滤芯,75,三、汽油泵,1、功用：,将汽油从油箱中吸出，经管路和汽油滤清器，然后泵入化油器浮子式。,回位弹簧,摇 臂,进油口,出油口,膜 片,出油单向阀,进油单向阀,2、结构：,76,膜片式汽油泵结构图,77,78,79,3、膜片式汽油泵工作原理,80,汽油泵工作演示,81,82,4.6 空气滤清器及进、排气装置,83,1、功用： 清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。,一、空气滤清器,、油浴式空气滤清器 、纸质滤芯空气滤清器 、双级式空气滤清器 、带恒温进气装置的空气滤清器,2、分类,进气孔,下体,出气口,上体,纸滤芯,接管,旋流管,旋流管组件,3、结构,84,桑塔纳发动机的空气滤清器,通化油器,空气入口,纸滤芯,外 壳,滤清器盖,85,86,空气滤清器实物,87,纸质干式空气滤清器： 通过用树脂处理的纸质滤芯对空气进行过滤。过滤的效果与滤纸的筛孔大小有关。纸质滤芯的寿命取决于纸面大小及空气本身的清洁程度，一般可连续使用10000-50000公里。纸质滤芯不能清洁，可用压缩空气吹去积灰，严重沾污时必须更换。 特点：重量轻、结构简单、安装及保养容易、滤清效率高，但对油类的污染十分敏感,88,二、进气管与排气管,1、功用： 进气管： 将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个气缸。 排气管： 汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。 2、材料： 铸铁、铝合金。,89,3、结构,出水口,进水口,进气歧管,排气歧管,进 气,排 气,90,91,三、排气消声器,1、功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 2、原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动 4)将气流冷却。,进气 入口,外隔板,外壳,内壳,内隔板,排气 出口,吸收式 反射式,92,尾气净化器,93,小 结,功用及分类,汽油机燃料系组成,可燃混和气的形成,不同浓度的混和气对发动机性能的影响,各种工况对可燃混和气的要求,汽油机燃料系,94,95,