第四章汽油机供给系 本章主要内容 第四章汽油机 的成 燃油系统 4、电控汽油喷射系统 多为湖及 一，功用： ◆馈蠢汽送定清端骨越提费奖动活强说 后的废气排入大气。 空气清 组成 ◆汽油供给装置 ◆空气供给装置 汽油清 汽泵 ◆二、燃料一汽油 3、汽油牌号及进用依据 ◆中态成主是化合物的混合物组成。 ◆2、主要使用性能指标 ◆1)良好的蒸发性：太好则容易出现气阻。 1
1 wt55pub@scau.edu.cn 第四章 汽油机 燃油系统 wt55pub@scau.edu.cn 第四章 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 wt55pub@scau.edu.cn 第一节 汽油机供给系的组成及燃料 一、功用： 储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况， 供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧 后的废气排入大气。 组成： 汽油供给装置 空气供给装置 混合气形成装置 废气排出装置 wt55pub@scau.edu.cn 桑塔纳轿车汽油供给系示意图 油管 油箱 汽油泵 汽油滤清器 化油器 空气滤清器 wt55pub@scau.edu.cn 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）良好的蒸发性：太好则容易出现气阻。 2）高抗爆性：抵抗爆震燃烧的能力。用辛烷值 大小来衡量。辛烷值越高，抗爆性越强） 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。 wt55pub@scau.edu.cn 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。
第二节化油叠式发动机燃油系统 ◆燃油系统的功用及组成： 合气别 化油器式汽油供给系 可合每的影 后进入化油器，当经过喉管 较大的油教在进气和压缩过程中慢慢吸热蒸发 修。对浮子 内的汽油来说就在 3 查油机在被资告登独 漫合气浓度与发动机性能的关系 ◆1、过量空气系数中a 发动机性能 ◆殡兴格整州尖昏供自的定气量与完全燃 《理论需合气 2、空燃比 ◆定义：可燃混合气中空气与燃料的质量比。 1.051.15 ”48为理论空比，可合气为理论况 ◆>1.15 全糕，包烧度，功下降 路失贸去小鸡大：但不完全 下 2
2 wt55pub@scau.edu.cn 第二节 化油器式发动机燃油系统 燃油系统的功用及组成： wt55pub@scau.edu.cn 可燃混合气的形成过程 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 wt55pub@scau.edu.cn 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 wt55pub@scau.edu.cn 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。 wt55pub@scau.edu.cn 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α 定义：可燃混合气中空气与燃料的质量比。 σ=14.8称为理论空燃比，可燃混合气为理论混 合气 σ＜14.8的为浓混合气； σ＞14.8的为稀混合气。 wt55pub@scau.edu.cn 混合气浓度与发动机性能的关系 φ=0.43-0.85 过浓，功率下降 φ ＞1.3-1.4 火焰无法传播 （火焰传播下限） φ=1.05~1.15 油耗最低 φ ＜ 0.4 空气量极少，无法燃烧 燃烧速度快，热损失小，功率最大；但不完全燃 烧，油耗大；冒黑烟；排气放炮 φ=0.85-0.95 φ ＞1.15 混合气可以完全燃烧，但燃烧速度慢，功率下降 φ＞1 汽油完全燃烧 φ=1（理论混合气） 实际上，汽油不能完全燃烧 过量空气系数 发动机性能 (混合气浓度）
现代化油 一实标工可调☆气减分的 发动机运转工况对可地混合气成分的要球 工湿，发动机的速和色 ◆分为：总速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷 气油不容易蒸发汽化 工况 节气门开度温合气中气虹内性能 (50 100r ),空气流过化油 接近于美闭 0.0,8废气含量大 油不美气太少，混合 小 0.7-0.9废气作用 足等的开园 要来饮波失缸 大负和全典两大开度 ◆2总速 3.小负荷 的亲 件有所改善，残余废气对混合的稀 ◆奢套速舌程节气门接近关闭。吸入气红内的 0人0的湿合气， 在这种情况下气缸内的残余废气量相对增多 ◆4中等负荷 ◆5.大负荷和全负荷 ◆中等负荷工况节气门的开度在25%一85%范围 瓷政整弃盘荷或全负荷工作时，节气门接近 资时方要发动机发出最大功以克服较大的外 加速行驶 ◆桃有梨中爱公有：糖麦公商的塔加。节气 3
3 wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—实际工况对可燃混合气成分的要求 工况：发动机的转速和负荷。 分为：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷 要求供给最大 功率 大负荷和全负荷 最大开度 0.85-0.95 中等负荷 足够的开度 0.9-1.1 追求经济性 （常用状态） 小负荷 逐渐开启 0.7-0.9 废气作用减弱 怠速 接近于关闭 0.6-0.8 废气含量大 工况 节气门开度 混合气φ 气缸内性能 wt55pub@scau.edu.cn 发动机运转工况对可燃混合气成分的要求 1.冷起动 温度低-汽油不容易蒸发汽化， 起动时转速低(50～100r/min)，空气流过化油 器的速度很低，汽油雾化不良 致使进入气缸的混合气中汽油蒸气太少，混合 气过稀，不能着火燃烧。 为使发动机能够顺利起动，要求化油器供给 φa 约为0.2～0.6的浓混合气，以使进入气缸 的混合气在火焰传播界限之内。 wt55pub@scau.edu.cn 2.怠速 怠速是指发动机对外无功率输出的工况。这时可 燃混合气燃烧后对活塞所作的功全部用来克服发 动机内部的阻力，使发动机以低转速稳定运转。 目前，汽油机的怠速转速为700～900r/min。 在怠速工况，节气门接近关闭，吸入气缸内的 混合气数量很少。 在这种情况下气缸内的残余废气量相对增多， 混合气被废气严重稀释，使燃烧速度减慢甚至 熄火。为此要求供给 φa＝0.6～0.8的浓混合 气，以补偿废气的稀释作用。 wt55pub@scau.edu.cn 3.小负荷 小负荷工况时，节气门开度在25％以内。随着 进入气缸内的混合气数量的增多，汽油雾化和 蒸发的条件有所改善，残余废气对混合气的稀 释作用相对减弱。 因此，应该供给 φa＝0.7～0.9的混合气。虽 然，比怠速工况供给的混合气稍稀，但仍为浓 混合气，这是为了保证汽油机小负荷工况的稳 定性。 wt55pub@scau.edu.cn 4.中等负荷 中等负荷工况节气门的开度在25％～85％范围 内。 汽车发动机大部分时间在中等负荷下工作，因 此应该供给 φa＝1.05～1.15的经济混合气， 以保证发动机有较好的燃油经济性。 从小负荷到中等负荷，随着负荷的增加，节气 门逐渐开大，混合气逐渐变稀。 wt55pub@scau.edu.cn 5.大负荷和全负荷 发动机在大负荷或全负荷工作时，节气门接近 或达到全开位置。 这时需要发动机发出最大功率以克服较大的外 界阻力或加速行驶。 为此应该供给 φa＝0.85～0.95的功率混合气。 从中等负荷转入大负荷时，混合气由经济混合 比加浓到功率混合比。
的 到供给经济混 工作的 又要 *爵公费范开大，进气缕管的压力罐加，不利于汽油 购程超峰产发 性，即为理想化油器特性。 化 六大系统 . 理子系续 主供油系统 负荷 中负荷 大负荷 怠速系统 加浓系统 化油器特性 加速系统 起动系统 代化油 歌烟款 g
4 wt55pub@scau.edu.cn 6.加速 汽车在行驶过程中，有时需要在短时间内迅速提高车速。 为此，驾驶员要猛踩加速踏板，使节气门突然开大，以 期迅速增加发动机功率。 这时虽然空气流量迅速增加，但是由于汽油的密度比空 气密度大得多，即汽油的流动惯性远大于空气的流动惯 性，致使汽油流量的增加比空气流量的增加滞后一段时 间。 另外，节气门开大，进气歧管的压力增加，不利于汽油 的蒸发汽化。 因此，在节气门突然开大时，将会出现混合气瞬时变稀 的现象。这不仅不能使发动机功率增加、汽车加速，反 而有可能造成发动机熄火。 wt55pub@scau.edu.cn 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。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—化油器结构 六大系统 浮子系统 加速系统 起动系统 主供油系统 怠速系统 加浓系统 wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—浮子系统 wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—主供油系统 功用：保证正常工作 时，混合气随节气门开 大而逐渐变稀。 起作用工况：除怠速与 极小负荷工况，均起作 用。 方法：降低主量孔处真 空度，即引入少量空气 到主量孔。 （泡沫管）
现代化油器一速 器 过量孔：总速过波到小女 (开始 主供油系统 代化 品 机液装面：决于节 系绿 真空加浓系统 机械加浓系统 量加表 5
5 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—怠速系统 功用：保证怠速和小负荷时 供给浓混合气。（α=0.6- 0.8） 怠速系统结构：怠速油道、 怠速量孔、怠速过渡量孔、 怠速空气量孔、怠速调整螺 钉、节气门开度调整螺钉 过渡量孔：怠速过渡到小负 荷 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—加浓系统 功用：当发动机由中等负 荷转入大负荷时，供给较 浓混合气 机械加浓装置：取决于节 气门开度。 机械式加浓系统无法满足 加浓时刻随发动机转速而 变化的要求。 wt55pub@scau.edu.cn 真空加浓装置： 取决于节气门 后真空度。 真空加浓系统 起作用的时刻 随转速不同而 不同。 真空加浓与机 械加浓联用， 可互相补充。 wt55pub@scau.edu.cn
现代化油一 器 素贵著密整内 居气预醋头出提香嘉 黄示 荣天 真空加浓系统 響先提尝民多的 起孙五：。冻混合气 结构：风门 不矿系统。主线油系续和多边 我 加速系统 d 地洁贷系的他装 起动系统 6
6 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—加速系统（加速泵） 功用：节气门急速开大时， 将一定数量的汽油一次喷入 喉管，维持一定的混合气成 分。 加速泵：由节气门控制，内 有活塞，进油阀和出油阀。 节气门开度减小时：活塞上 移，汽油进入加速泵； 节气门开度加大时：活塞下 移，进油阀关出油阀开，汽 油从加速喷孔喷出。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 现代化油器—起动系统 功用：冷启动时供给足够多的 汽油，充足的汽油蒸汽。 起动工况：极浓混合气 （α=0.2-0.6） 结构：阻风门 工作系统：主供油系统和怠速 系统 自动阀：避免起动过程后期， 由于转速加大真空度增大而导 致混合气过浓。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 燃油供给系的其他装置
◆油箱盖： 的界底高油究由王作油系汽而压力过大 不可板式纸速芯汽油滤清器 7
7 wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—汽油箱 汽油箱的功用是储 存汽油。其数目、 容量、形状及安装 位置均随车型而异。 汽油箱的容量应使 汽车的续驶里程达 300～600km。 wt55pub@scau.edu.cn 油箱盖：空气—蒸汽阀的作用。 油箱内液面减低而产生真空时（98kPa），空气 阀起作用 外界温度高，油箱内由于汽油蒸汽而压力过大 时（120kPa），蒸汽阀起作用。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—汽油滤清器 作用：过滤汽油中的 水分和杂质。 类型：纸质滤芯（应 用广泛）、尼龙布滤 芯、聚合粉末塑料、 多孔陶瓷式 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—机械汽油泵
汽油供给装一区 电动汽油家的组成 单向肉 广组受：秀界是我荟使全华真装电动机和类体三都分 宜黄电切 常平限的工作理 油 由活陀。先体和泵益等班媛。 酒轮由机在公油的 柱式电动汽油 8
8 wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—电动汽油泵 电动汽油泵的作用：将汽油从油箱中吸出，供给燃油系 统足够的具有规定压力的汽油。 安装位置：电动汽油泵的安装位置主要有两种，即安装 在供油管路中和安装在汽油箱内。但后者应用非常广 泛，电动汽油泵通常用固定在油箱上的油泵支架垂直地 悬挂在油箱内。 组成：主要是由泵体、永磁式直流电动机和壳体三部分 组成。另外还装有安全阀和单向阀。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—滚柱式电动汽油泵 由壳体、圆柱形滚柱和转子 等组成。五个滚柱在转子的 槽内可径向滑动，转子与壳 体存在一定的偏心 转子在直流电动机的驱动下 旋转，在离心力的作用下， 滚柱紧压在泵体的内圆表面 上，形成五个相对独立的密 封腔。旋转时，每个密封腔 的容积不断发生变化，在进 油口时，容积增大，形成一 定的真空，将经过过滤的汽 油吸入泵内。在出油口处， 容积变小，压力升高，汽油 穿过直流电动机推开单向阀 输出。 安装在油箱外。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 汽油供给装置—涡轮式电动汽油泵 由涡轮、壳体和泵盖等组成。 涡轮由电动机驱动，在离心力的作 用下，涡轮紧贴壳体，将汽油经窄 小缝隙由进油侧驱至出油侧从而加 压，燃油通过电动机的内部起到冷 却的作用电动机的作用。
第西节电控汽油射系 一、资地喷时的大服女 一定压力和数量献 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 运行工况和使用条件将适当量的汽油喷入进气管、 道或气工内，实现对发动机油量的塘确地制 叶片式电动汽油泵 二、汽油喷射的优点 ◆》能想据发动机工况的变化供给最住空比的 1、软拉制原分 ◆2》货入各气缸内的混合气，其空施比相同。数 喷油 的工作由油管略中的油压来 由电难驱动，喷消 )单点式汽 2)多点式汽洁喷射(P 3、按喷油器工作时间来分 小、数进气量的闲量方武分： )连续喷射：整个发动机的工作循环都进行 )直镜测童：利用空气流量计直装测量吸入进气管的空 喷射 气流量， 2)向接测量 南定汽油喷射量。 9
9 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn 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 运行工况和使用条件将适当量的汽油喷入进气管、 道或气缸内，实现对发动机油量的精确控制。 wt55pub@scau.edu.cn 二、汽油喷射的优点 1)能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的 混合气； 2)供入各气缸内的混合气，其空燃比相同，数 量相等； 3)由于进气管道中没有狭窄的喉管，因此进气 阻力小，充气性能好。 wt55pub@scau.edu.cn 三、喷射系统的基本类型 1、按控制原理分： 1）机械控制式：喷油器的工作由供油管路中的油压来 控制。又称K系统或连续喷射系统。 2）电子控制式：简称EFI。喷油器由电磁驱动，喷油 量的大小和时机完全由电控单元控制。 2、按喷油器的布置分： 1）单点式汽油喷射（SPI） 2）多点式汽油喷射（MPI） wt55pub@scau.edu.cn 3、按喷油器工作时间来分 1）连续喷射：整个发动机的工作循环都进行 喷射。 2）间歇喷射：在发动机工作期间，汽油被间 歇地喷入进气道内。电控汽油喷射系统都采用间 歇喷射方式。 wt55pub@scau.edu.cn 4、按进气量的测量方式分： 1)直接测量:利用空气流量计直接测量吸入进气管的空 气流量。 2)间接测量： （1）绝对压力测量法：用绝对压力传感器测量进气总 管的绝对压力，并由此和发动机转速计算出进气量，从而 确定汽油喷射量。 （2）节气门开度测量法：用节气门传感器测定节气门 开度，并由发动机的转速计算出进气流量，从而确定汽油 喷射量。
五按喷射部位分 ◆缸外喷射 气总管和进气歧管 2)节气门总度 3)空气流量计 治分配管、压力调节、喷油题 (三)电子控制部分 电子控制燃油喷射系统主要由工况传感器、电子 控制单元和电控执行元件组成。如下表： 分类都件名称工 功 电子控制单元E 制核心，报据 计喷油量的大 井对喷油 执行元件 主维电数 空制电控油喷射系总电 斯路维电量 控制燃油泵电源 开关及其生量 控制冷启对喷油的喷油时间 10
10 wt55pub@scau.edu.cn 五、按喷射部位分: 缸内喷射 缸外喷射 wt55pub@scau.edu.cn 四、电控汽油喷射系统的基本组成 (一) 空气供给系统 1、作用：为发动机提供其正常燃烧必需的空气 量，并且能够通过电控单元对进气量进行测量和控制。 2、组成： 1）进气总管和进气歧管 2）节气门总成 3）空气流量计 (二)燃油供给系统 电动汽油泵、滤清器、燃油分配管、压力调节器、喷油器 等。 wt55pub@scau.edu.cn wt55pub@scau.edu.cn （三）电子控制部分 电子控制燃油喷射系统主要由工况传感器、电子 控制单元和电控执行元件组成。如下表： wt55pub@scau.edu.cn 开关量及其信号发生装置 向ECU提供各用电设备的开关状态 爆震传感器 检测有没有爆震产生 车速传感器 测量车速 氧传感器 检测空燃比 节气门位置传感器 检测节气门开度 发动机转速与曲轴位置传感器 检测发动机转速及曲轴位置 冷却水温传感器 检测发动机温度 空气温度传感器 检测进气温度，用以计算空气量 空气流量传感器 检测发动机吸入的空气量 进气管压力传感器 检测发动机吸入的空气量 传 感 器 分类 部件名称 功 能 wt55pub@scau.edu.cn 分类 部件名称 功 能 冷启动喷油器定时开关 控制冷启动喷油的喷油时间 断路继电器 控制燃油泵电源 执 主继电器 控制电控燃油喷射系统总电源 行 元 件 系统控制核心，根据由传感器 确定的发动机运行工况，查表 计算喷油量的大小，并对喷油 器进行控制 电 子 控 制 单 元 ECU