1、汽车构造主编 关文达第四章 电控汽油喷射式燃料供给系统第一节 概 述第二节 燃料供给系统的组成和工作原理第三节 发动机进、排气装置第四节 电控汽油喷射系统实例第五节 汽油机涡轮增压第六节 发动机排放控制第一节 概 述一、功用二、燃料简介三、可燃混合气成分的表示方法四、可燃混合气成分对发动机性能的影响五、发动机各工况对可燃混合气浓度的要求一、功用根据发动机各工况的不同要求，供给发动机气缸一定浓度和数量的可燃混合气，并把发动机燃烧做功行程后产生的废气排到大气中。二、燃料简介1.汽油2.压缩天然气 (CNG)3.液化石油气 (LPG)4.氢气5.醇类燃料1.汽油汽油是目前汽油机的主要燃料。汽油从石油
2、中提炼而成，是一种多种烃的混合物，其主要化学成分是碳 (C)和氢 (H)。2.压缩天然气 (CNG)CNG是压缩天然气 (Compressed Natural Gas)的缩写，它的主要成分是甲烷 (所占体积分数在85%97%)。它是把天然气加压后装在高压气瓶中放在车上，相当于普通汽车的燃油箱，气瓶中的压力一般为 21MPa。3.液化石油气 (LPG)LPG是液化石油气 (Liquefied Petroleum Gas)的缩写，是炼油厂的副产品，相对汽油，价格便宜。液化石油气主要成分是丙烷和丁烷，另外含有少量的丙烯和丁烯及其他烃类物质。4.氢气通过将水分解成氢和氧，可以得到足够的氢气。氢作为燃料
3、具有很多优点，它燃烧后变成水，不会产生烟雾和有害气体，是最清洁的燃料之一。氢气辛烷值高、自燃温度高 (585 )、易与空气混合且分配均匀，因此发动机热效率高，燃料经济性好。氢气是汽车最有发展前途的代用燃料之一。5.醇类燃料醇类燃料包括甲醇和乙醇。甲醇是通过煤或天然气制成的产品，性能与天然气相似，在不对发动机进行改造的前提下，可以使用甲醇与汽油混合燃料。乙醇是从玉米、小麦、甘蔗等农作物中经过发酵提炼而成的。三、可燃混合气成分的表示方法1.空燃比2.过量空气系数1.空燃比将实际吸入发动机中空气的质量与燃料质量的比值称为空燃比，用符号 R表示 (多为欧美国家采用 )，空燃比亦即燃烧 1kg燃料实际供
4、给的空气量。2.过量空气系数将燃烧 1kg燃料实际供给的空气质量与理论上1kg燃料完全燃烧所需的空气质量之比称为过量空气系数，用符号 表示 (为我国及原苏联等国采用 )。四、可燃混合气成分对发动机性能的影响1.理论混合气 ( 1)2.稀混合气 ( 1)3.浓混合气 ( 1)4.燃烧极限图 4-1 可燃混合气成分对发动机性能的影响 (发动机转速不变，节气门全开 )1 燃油消耗率曲线 2 发动机功率曲线四、可燃混合气成分对发动机性能的影响 当 1时，理论上气缸中所含空气中的氧正好能使其中的燃料完全燃烧。但实际上，由于气缸中可燃混合气的成分不可能绝对均匀地分布 ,以及残余废气的存在而影响火焰中心的形
5、成和火焰的传播，而使 1的可燃混合气不可能得到完全燃烧。1.理论混合气 ( 1)2.稀混合气 ( 1)当 1时，可使所有汽油分子获得足够的氧气而完全燃烧。对应于燃料消耗率最低时的可燃混合气称为经济混合气。对不同的汽油机，经济混合气的成分一般在 =1.05 1.15范围内。然而，空气过量后因燃烧速度减小、热损失增加而使平均有效压力和发动机的功率略有下降。若混合气过稀 (图 4-1中 1.11)，会因燃烧速度的进一步减小而造成加速性能变坏，发动机输出功率下降，甚至会出现进气管回火现象。因此，不能对发动机供给这种过稀的可燃混合气。3.浓混合气 ( 1)当 1时，因可燃混合气中汽油分子较多而使燃烧速度
6、加快，热损失减小。将发动机输出功率最大时的可燃混合气称为功率混合气，对不同的汽油机，功率混合气的成分一般在 =0.85 0.95的范围内。但这时因可燃混合气中空气含量不足，致使其燃烧不完全，经济性较差。若可燃混合气过浓 (图 4-1中的 0.88)，因燃烧不完全，产生大量的一氧化碳，在高温高压的作用下析出游离的碳粒，导致燃烧室积炭，发生排气管放炮现象及冒黑烟。4.燃烧极限4.燃烧极限1)功率点与经济点并不对应。2)可燃混合气过浓 ( 0.8)、过稀 ( 1.05 1.15)时，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范围内最有利。
7、五、发动机各工况对可燃混合气浓度的要求车用汽油机在不同工况下对可燃混合气的浓度有不同的要求，分述如下：(1)冷起动 (2)怠速及小负荷 (3)加速 (4)大负荷及全负荷 (5)中等负荷 (1)冷起动 发动机冷起动时，因这时气缸温度低，汽油不易蒸发汽化，且发动机转速低，空气在进气道中流速低，致使汽油雾化不良，导致气缸内可燃混合气中汽油蒸气过少，可燃混合气过稀，发动机不能着火燃烧。因此，为了使发动机顺利起动，要求燃料系统供给 0.2 0.6极浓的可燃混合气。 (2)怠速及小负荷 发动机怠速为对外无功率输出情况下的最低发动机转速。此时，节气门处于接近关闭位置，吸入的空气量极少，且汽油雾化蒸发不良，并
8、有废气的稀释，使发动机燃烧速度减慢甚至熄火。为保证这种品质不良的可燃混合气能正常燃烧，燃料系统应提供较浓的可燃混合气 (0.6 0.8)，节气门略开大。进入小负荷 (节气门开度在 30%以内 )时，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以减小至 0.7 0.9。虽然可燃混合气浓度略有减小，但仍属浓混合气，目的是保证汽油机在小负荷工况的稳定性。 (3)加速 节气门开度突然加大，吸入气缸的空气量立刻增加，而汽油因其惯性大而在原处基本不动，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。为改善车
9、用汽油机的加速性能，燃料系统应能在节气门突然开大时，及时地自动增加供油量，补偿可燃混合气瞬间变稀的现象。(4)大负荷及全负荷 当节气门接近全开或达到全开时，为发动机大负荷及全负荷工况。此时要求发动机发出最大功率来克服较大的外界阻力或加速行驶。为此应供给 0.85 0.95的功率混合气。 (5)中等负荷 此时节气门的开度约 30%85%，是车用汽油机最常用的工况。为满足发动机经济性的要求，应供给 0.9 1.1的可燃混合气 (其中，主要是 1的稀混合气 )。 第二节 燃料供给系统的组成和工作原理一、概述二、组成三、电子控制系统主要元件结构及工作原理四、燃油供给系统主要零件结构及工作原理一、概述1
10、.汽油喷射的基本概念2.汽油喷射系统发展概况3.汽油喷射的优点4.汽油喷射的分类1.汽油喷射的基本概念汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。 2.汽油喷射系统发展概况汽油喷射技术始于 20世纪 30年代，最初是为航空发动机而设计的， 50年代开始应用于汽车发动机上。早期的汽油喷射系统都是机械控制式， 1953年美国 Bendix公司开始着手开发电子控制汽油喷射系统，但未付诸实用。后来德国 Bosch公司购买了此项专利并加以改进，于 1957年推出 DJetronic装在 YW1600轿车上，向美国出口，这实际上是一种电控的进气管汽油喷射系统。此后，美、日等国的汽车公司也纷纷在自己生产的轿车上装用各种形式的电控汽油喷射系统。时至今日，汽油喷射系统在国内外轿车上的应用已很广泛，美、日、德等国生产的轿车发动机几乎都采用了汽油喷射系统。我国政府以规定， 2001年 7月以后生产的轿车发动机禁止装用化油器。
