《汽车构造》教学课件 汽车构造 4

1．空气滤清器
空气滤清器的主要作用是过滤流 向进气道的空气，防止空气中灰尘进 入气缸，减少气缸、活塞、活塞环等 零件的磨损，延长发动机使用寿命。 空气滤清器的内部主要是滤芯，常用 的种类是纸质干式空气滤清器，它是 采用树脂处理的纸质滤芯，其优点是 滤清效率高，且与负荷无关，结构简 单，如图4-11所示。对单点喷射发 动机而言，空气滤清器除过滤空气外， 还可以预热空气、调节进气温度，降 低进气噪声。
1．理论混合气
α =1只是理论上推算的完全燃烧的可燃混合气，实
际上混合气在气缸中不能完全燃烧，原因如下。
原因： （1）气缸中混合气的不均匀分布，使得部分燃料来不及和空气 分子化合就被排出气缸外。 （2）气缸中未被排出的残余废气，会阻碍汽油分子和空气分子 的结合，影响火焰中心的形成和火焰传播。
2．稀混合气
6）气缸
喷油器将油喷射在进气道（缸外喷射）或者直接喷射在气缸内 （缸内直喷）。目前，缸内直喷是主流技术。缸内直喷就是将 喷油器安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合，形 成可燃混合气。
7）燃油压力调节器
（1）燃油压力调节器的作用 真空式燃油压力调节器一般安装在燃油导轨的一端，其作用是根据 进气歧管内的绝对压力的变化来调节系统油压，保持喷油器的喷油 绝对压力恒定，使喷油器的燃油喷射量只取决于喷油器的开启时间。
4．进气歧管
进气歧管的作用是将可燃混合气或 新鲜空气送到各个气缸。
作业工单
步骤 1 2
项目 数据值
作业记录
作业内容 安全泄压的操作 燃油压力测量的操作
测量结果
怠速油压
残余油压
断真空管油压
二、进气系统和排气系统
一、进气系统
进气系统的作用是向发动机提供与负荷相适应的清洁空气，同时测量和控制 进入发动机气缸的空气量，使过量空气系数符合要求。进气系统主要由空气 滤清器、进气总管、节气门体（或怠速控制阀）、进气歧管等组成。
8）活性炭罐
活性炭罐是指内部充装活性炭的罐子， 用来吸附发动机关闭时油箱内产生的汽 油蒸气，如图4-8所示。发动机启动时， 在进气歧管的真空抽力作用下，大气从 活性炭罐下方被吸入炭罐，将活性炭上 吸附的油蒸气分子卷走，经过活性炭罐 电磁阀，进入进气歧管，最终进入气缸 参与气缸内的燃烧。活性炭罐电磁阀的 开启与关闭由发动机电脑控制。
a）传统节气门
b）电子节气门
图4-13 节气门
传统节气门：拉线油门一端通过钢丝与油门踏板相连，另一端与节气门 相连，它的传输比是1∶1，这种方式控制精度不理想。 电子节气门：又称电子油门，是通过位置传感器，将踩踏油门踏板动作 的力量、幅度等数据传输到ECU进行分析，总结驾驶者踩油门意图，再 由ECU计算实际节气门开合度，并发出指令控制节气门电机工作，从而 实现对节气门的精准控制。
过量空气系数：是指燃烧1 kg燃料实际供给的空气质量与理论上1 kg燃料 完全燃烧所需的空气质量之比，用α表示。其中， α=1的可燃混合气定义 为理论混合气； α<1为浓混合气； α>1为稀混合气。 空燃比：是指实际吸入发动机中空气的质量与燃料质量的比值，用R或 A/F表示。其中，表示理论混合气；A/F>为稀混合气； A/F<为浓混合气。
二、汽油供给系统的组成和工作原理
1．汽油供给系统的组成
汽油供给系统的作用是提供发 动机燃烧过程所需的燃油，它 主要由油箱、电动汽油泵、汽 油滤清器、燃油导轨、喷油器、 气缸、汽油回油路线、汽油蒸 汽路线等组成，如图4-1所示。
1—进气管上体；2—进气管；3—燃油压力调节器 4—回油管；5—电动汽油泵；6—进油管
图4-10 进气系统
进气系统分为L型和D型两种，它们的进气流程如下。
L型进气系统流程：空气经空气滤清器过滤后，流经空气流 量计、节气门体（或怠速控制阀）、进气总管、进气歧管， 与喷油器喷出的汽油混合，形成可燃混合气吸入气缸燃烧。 进入发动机的空气量由空气流量计直接测量。
D型进气系统流程：空气经空气滤清器过滤后，流经节气门 体（或怠速控制阀）、进气总管、进气歧管，与喷油器喷出 的汽油混合，形成可燃混合气吸入气缸燃烧。进入发动机的 空气量由进气歧管绝对压力传感器间接测量。
图4-4 燃油导轨总成
5）喷油器 （1）喷油器的结构和工作原理 喷油器是一个电磁阀，如图4-5所示，它由发动机控制单元（ECU）控制。 压力汽油经分配油管进入喷油器，在复位弹簧的作用力下，针阀处于关闭状 态，喷油器不能喷油；当ECU控制喷油器的电磁线圈通电后，电磁线圈产生 磁场带动衔铁、针阀上移，针阀打开，喷油器喷油。
汽车构造
发动机部分
项目四 汽油机燃料供给系统
01
认识汽油供给系统
02
进气系统和排气系统
一、认识汽油供给系统
一、可燃混合气
可燃混合气是指燃料与空气的混合物。对汽油机而言，可燃混合气是汽油与 空气混合形成的混合气。目前可燃混合气浓度表示方法有过量空气系数和空 燃比两种。我国一般采用过量空气系数，欧美采用空燃比。
3．汽油供给系统的主要零部件
1）汽油箱
汽油箱是用来储存汽油的，它的数目和容量随车型而定。汽车油箱的续航里 程，即一次性加满汽油行驶的里程，一般为200～600 km。通常，微型、小 型车的油箱容积为35～55 L，紧凑型、中型车的油箱容积为55～70 L，个别 大型全尺寸SUV的油箱容积会突破100 L。
图4-2 电动汽油泵总成
3）汽油滤清器
汽油滤清器的作用是将汽油中的杂质滤去， 防止燃油系统堵塞，减少机件磨损，确保发 动机稳定工作，提高可靠性。滤清器的内部 结构主要是纸质的滤芯，汽油流过滤芯时杂 质被隔离出来，如图4-3所示。
图4-3 汽油滤清器内部结构
4）燃油导轨
燃油导轨又称燃油分配管。燃油导轨 总成上安装有喷油器、油压调节器， 如图4-4所示。
作业工单
步骤 1 2 3
作业记录
气缸编号 第一次测试值 第二次测试值
平均值 判断结果
测量结果
1
2
作业内容 气缸压力条件的确认
测量前准备工作 气缸压力的测量
3
4
任务实训2 —燃油压力测试
1．安全泄压
2．燃油压力测量
启动发动机，拔下电动汽油泵继 电器或油泵电源插头。待发动机 自行熄火后，再启动发动机2～3 次，即可释放燃油压力。关闭点 火开关，装上电动汽油泵继电器 或电源插头，拆下蓄电池负极搭 铁线。将量程为1 MPa左右的油 压表和三通接头一起安装在燃油 泵的出油管接头上。
（2）燃油压力调节器的结构 燃 油 压 力 调 节 器 的 结 构 如 图 4-7 所 示 ， 它有金属壳体，其内部被橡胶膜片分为 弹簧室和燃油室两部分。弹簧室内有一 个带预紧力的螺旋弹簧，它作用在膜片 上。膜片有一个阀，控制回油。
图4-7 真空式燃油压力调节器结构
（3）燃油压力调节器的工作过程 当系统油压超过规定值时，汽油压力克服弹簧压力，将膜片向下压，打开阀 门，与回油通道接通，系统压力降低，回到规定值。如果进气歧管真空度变 大，为了维持燃油导轨内部与进气歧管内部的压力差恒定，就必须降低系统 油压。当电动汽油泵停止工作时，膜片和螺旋弹簧力使阀关闭，保持油路中 的残余压力。
2）电动汽油泵
电动汽油泵为燃料供给系统输送充足的燃油，并维持足够的压 力。现在绝大多数轿车的电动汽油泵安装在汽油箱内。
（1）电动汽油泵总成 如图4-2所示，电动汽油泵总成包括电动汽 油泵、浮子、过滤网等。 （2）电动汽油泵的工作过程 只要发动机工作，电动汽油泵就一直工作， 其过程是：电动汽油泵通电，电动机工作， 带动泵体转动，吸入汽油。汽油通过泵体、 电动机、单向阀由出油口泵出。
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7
加减速工况
1）启动工况
当发动机启动时，发动机处于冷 机状态及发动机转速较低，燃油 不易汽化，导致气缸内实际产生 的混合气浓度过低，不易启动， 需要多喷入燃油，使发动机顺利 启动。启动工况要求过量空气系 数
3）怠速工况
当发动机处于怠速工况时，节气 门处于接近关闭位置，吸入的空 气量少，为维持发动机怠速运转， 应提供较浓的混合气，α应为
图4-5 喷油器的结构与工作原理
（2）喷油器控制电路 如图4-6所示，喷油器电磁线圈引出两根线，一根线是电源，打 开点火钥匙后供给12 V电压；另一根线是由ECU控制的搭铁回路。 当喷油器需要打开喷油时，ECU通过三极管控制此线搭铁，电磁 线圈内有电流通过，喷油器打开喷油。
图4-6 喷油器控制电路
中等负荷工况是行车中最常用 的工况，节气门开度在25％～ 85％范围内，要求中等负荷工 况的燃油经济性最好，因此 α
6）大负荷工况和全负荷工况
大负荷工况时，节气门开度已超 过85%，此时应随着节气门开度 的加大逐渐加浓混合气，满足发 动机的功率要求。全负荷工况时， 节气门全开，α
7）加减速工况
目前，发动机电控系统的加速 减速工况通过油门踏板驱动节 气门打开，节气门位置传感器 将节气门开度信号传给ECU。 加速时将增加供油量，减速时 减少供油量。
（1）打开点火开关，启动发动机。 （2）拔掉燃油压力调节器上的真空管， 燃油压力值应上升。 （3）将燃油压力调节器上的真空管插 回原处，燃油压力值立即下降。 （4）关闭发动机，系统残压不应低于 规定值（通常热机为300 kPa，冷机为 220 kPa）。关闭发动机30 min后，燃 油的保持压力应不下降。
7—汽油滤清器；8—燃油分配管；9—喷油器 图4-1 汽油机汽油供给装置
2．汽油供给系统的工作原理
汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经汽油滤清器滤去杂质 后，送至燃油导轨，通过燃油导轨上的燃油压力调节器调整喷 油压力，喷油器根据发动机控制单元的喷油指令，开启喷油器 内的电磁阀，将适量的汽油喷入进气歧管内。汽油喷射压力一 般为250～300 kPa。
2）暖机工况
发动机启动后，随着发动机温 度逐渐上升，逐步减少供油量， 使α值逐步增大，但仍属于浓混 合气。
4）小负荷工况
小负荷工况时，节气门开度在 25%以内，进入气缸内的可燃混 合气量较少，而上一循环残留 在气缸中的废气在气缸内气体 中所占的比例相对较多，不利 于燃烧，需供给较浓混合气， α应为
5）中等负荷工况
图4-8 活性炭罐
任务实训1—气缸压力检测
1）发动机正常运转，使水温达80～90℃。 2）停机后，拆下空气滤清器上盖，如图4-9所示。 3）卸下全部火花塞，拔下全部喷油器插头。 4）对于汽油发动机，有分电器的还应把分电器中央 电极高压线拔下，并可靠搭铁，以防止电击和着火。
图4-9 拆卸空气滤清器上盖 5）将气缸压力表的橡胶接头插在被测缸的火花塞孔内，扶正压紧。若选用 带螺纹的接头，则需要拧紧在火花塞螺纹处。 6）节气门置于全开位置，启动发动机3～5 s（保证转速不低于150 r/min）。 7）待压力表头指针指示并保持最大压力后停止转动。记下读数，按下放气 阀使压力表指针回零。 8）按上述方法依次测量各缸，每缸测量次数不少于两次。 9）将记录的各缸数据取平均值，并与维修手册的参考值比较。
4．发动机各工况对可燃混合气的要求
发动机工况是发动机工作情况的简称，它包括发动机的转 速和负荷情况。发动机工况分为稳定工况和过渡工况两种。汽 车的行驶工况随载荷、车速、路况等因素变化，各种工况对混 合气浓度的要求如下。
要求：
1
启动工况
2
暖机工况
3
怠速工况
4
小负荷工况
5
中等负荷工况
6 大负荷工况和全负荷工况
α 的稀混合气，可确保汽油分子获得足够的空气而完全燃
烧，经济性最好，又称经济混合气。但是，空气过量后燃烧速 度减小，热量损失加大，平均有效压力和发动机效率稍有下降。
3．浓混合气
α 的浓混合气，燃烧速度最快，热量损失小，平均有效压
力和发动机功率大，又称功率成分混合气。但是浓混合气燃烧 不完全，经济性降低。过浓的混合气由于燃烧不完全，产生大 量的一氧化碳，在高温高压作用下析出碳，会导致发动机排气 管冒黑烟（灰渣）、放炮、燃烧室积炭、功率下降、耗油量显 著增大、排气污染严重。
图4-11 空气滤清器
2．进气总管
进气总管的一头通过卡箍（见图412）连接在空气滤清器上，另一头通过 卡箍连接在节气门体上。拆装卡箍时， 应使用螺丝刀。
图4-12 进气管卡箍
3．节气门体
节气门的主要作用是控制进入 气缸的混合气量大小。油门踏板控 制节气门开度。油门踏板踩得越深， 节气门开度越大，混合气进入量越 多，发动机转速增大。节气门包括 传统节气门和电子节气门。