汽车发动机构造-5章.ppt
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1、第5章 汽油机燃料供给系统,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、汽油供给系其他辅助装置 5、电控汽油喷射系统,1.汽油机供给系的组成及燃料,二、组成 1、燃油的供给装置 油箱、油泵、滤清器等 2、空气的供给装置 空气滤清器 3、油气的混合装置 化油器 4、废气的排出装置 排气管道、排气消音器,三元催化转换器,根据发动机不同工况的要求,供给不同数量和浓度的可燃混合气进入气缸;燃烧后的废气经净化处理后排入大气。,一、汽油机供给系的功用,汽油机可以使用蒸馏法和催化裂化法从石油中获得,现在多使用催化裂化法,三、汽油的
2、性质 1、基本成分: C:85; H:15,2、主要使用性能指标 1)蒸发性:汽油容易蒸发的程度。 一般地,蒸发性越高,燃气质量就越好,尤其是低温环境下如果蒸发性好,会对冷起动发动机有利。但是蒸发性也不能过高,因为这样汽油泵及油管中会产生汽油蒸汽泡,阻碍汽油正常流动,形成“气阻”。 确定蒸发性的指标是馏程试验和饱和蒸气压试验 10蒸馏温度、50蒸馏温度、90蒸馏温度 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4250044000kJ /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。,辛烷值可以用对比试验方法确定: 在
3、可变压缩比的单缸试验发动机上进行,找一种被测汽油作为燃料,使发动机运转,试验中逐步提高压缩比,直到产生标准强度的爆震燃烧为止。然后在该压缩比下,换用标准燃料作对比试验。直到用标准燃料也产生和原来一样的标准强度的爆震燃烧为止。标准燃料是异辛烷和正庚烷的混合燃料,异辛烷抗爆燃能力很强,规定辛烷值100(平和温顺);正庚烷抗爆燃能力很弱,规定辛烷值为0(暴躁)。这时测标准燃料的异辛烷的百分数,即为被测汽油的辛烷值。比如异辛烷90%,该被测汽油的辛烷值是90。 汽油的号数就是辛烷值数。号数越高,抗爆性越好。 使用抗爆性好的汽油,发动机可以采用比较高的压缩比。 目前我国的汽油牌号主要有:90、93、97
4、。,什么叫汽油的辛烷值?,2. 简单化油器与可燃混合气的形成,一、简单化油器的结构,空气滤清器,针阀,浮子,浮子室,主量孔,喷管,节气门,进气歧管,2-5mm,混合室,空气室,喉管,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 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。,三、可燃混合气浓度表示方法 1、过量空气系数(我国常用) 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
5、、空燃比 A/F 定义:可燃混合气中空气与燃料的质量比。 3、燃空比,理论混合气:空燃比为14.7的可燃混合气。 大于14.7为稀混合气;小于14.7为浓混合气,四、简单化油器的特性 简单化油器的特性:在转速一定时,简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度变化的关系,也即燃油量随空气量的变化规律。,混合气浓度随喉管处的真空度减小而降低,混合气浓度趋于稳定,3. 可燃混合气成分与汽油机性能的关系,一、可燃混合气成分对发动机性能的影响 可燃混合气的浓度对发动机的性能影响很大,直接影响动力性和经济性。 发动机的功率和耗油率都是随着过量空气系数变化而变化的。,1.燃油消耗率 2.功率,节气门全开时,1、
6、标准混合气( =1):由于混合时间和空间的限制,油气不可能完全均匀混合,同时,由于上一循环残余混合气对新鲜气体的稀释,这种混合气并不能完全燃烧。 2 、稀混合气( 1): 随着的增加,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1.11时,油耗最低;但是,功率不是最高。 1.051.15的混合气为 经济混合气。,1.燃油消耗率 2.功率,3、浓混合气(1) : 随着的减小,混合气变浓,发动机的经济性变差,而动力性变好,当0.88时,功率达到最高。0.850.95的混合气为功率混合气。 4、燃烧极限: 当 1.31.4后,由于混合气过稀,火焰无法传播,称之为火焰传播下限。
7、当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。 在发动机的工作中,动力性和经济性不可能同时达到最佳。,1.燃油消耗率 2.功率,可燃混合气成分对发动机性能的影响,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),作为车用汽油机,其工况是复杂的,例如,超车、刹车、高速行驶、汽车在红灯信号下,起步或怠速运转、汽车满载爬坡等,工况变化范围很大,负荷可以0100%,转速可以最低最高,有时变化非常迅速,且工况间的变化是连续的。发动机各种工况要求有多种混合气成分,以满足不同工况对其动力性、经济性和排放的不同要求:,发动机工况是其工作情况的简称,它包括发动机的转速和负荷情况
8、,负荷是指汽车所施加给发动机的阻力矩。,节气门开度即代表负荷的大小,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:0.60.8。 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:0.70.9。原因同上。只是稍微比怠速要好点。,1、稳定运行工况,2)中等负荷工况(节气门开度2580) 要求: 0.951.15 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) 要求: 0.85
9、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( 0.20.6) 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。要求化油器供给极浓的混合气进行补偿 2)暖机( 0.20.6 到0.60.8) 是发动机从冷启动到怠速的过渡阶段。 随温度升高而升高 3)加速(0.8左右且及时加浓) 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。要求混合气量要突增,并保证浓度不下降。但瞬时汽油流量的增加比空气的增加要小得多,
10、致使混合气过稀。因此,采取强制方法额外增加供油量。,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。此种特性称为理想化油器特性。,3、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。 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。 怠速系统满足发动机在怠速时供油。 加浓系统满足发动机在大负荷、全负荷对动力性的需求。 加速系统满足发动机加速时需要。 启动系统满足发动机启动时需要。,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:,1) 、主供油装置 A、功用:保证发动机正常工作时(中小负荷
11、),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。 B、工作时机:除怠速工况外,其余工况都工作。,主量孔,空气量孔,主喷管,C、构造:由主量孔、空气量孔、空气室、泡沫管、主喷管组成。即在简单化油器的基础上,加装了空气室与空气量孔。,主供油系统工作演示,怠速喷口,过渡喷孔,调整螺钉,怠速空气量孔,怠速油道,怠速量孔,开度调节螺钉,2)、怠速系统 A、作用:维持稳定的最低转速。 B、工作时机:多在发动机热起过程中、短暂停车、更换变速器档位时短时间使用。,C、构造:由怠速量孔、怠速空气量孔、怠速油道、怠速喷孔、怠速过渡喷孔、怠速油量调整螺钉、节气门开度调整螺钉等组
12、成。,化油器怠速系统工作演示,3)、加浓系统(省油器) A、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。其供油量比在中、小负荷时多1520%。,摇臂,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,拉杆,结构:由摇臂、拉杆、推杆、加浓阀、加浓量孔等组成。,、机械式加浓系统,机械加浓系统工作演示,机械加浓系统起作用时刻只与节气门开度有关,即只与负荷有关。,活塞,空气缸,通道,主量孔,加浓阀,推杆,加浓量孔,弹簧,、真空加浓系统,活塞式加浓系统,结构:由真空气道、空气缸、活塞、弹簧、推杆、加浓阀、加浓量孔等组成。,真空气道,真空式加浓系统演示,完全取决于节
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