第五章 汽油机供给系统

功率混合气：φa =0.85～0.95 经济混合气：φa =1.05～1.15
经济混合气内有适量多的空气，正好 满足完全燃烧的条件，燃油消耗率最低。
功率混合气中汽油分子密集，燃烧速 度最快，热量损失最小，缸内平均压力最 高，功率最大。
混合气过浓时，由于燃烧很不完全，
产生大量的CO，造成气缸盖，活塞顶和火
简单化油器在节气门突然开大时，因惯性作用短时间内气缸中混合气会变得过稀，不 但不能加速，反而还可能灭火。加速装置的作用就是在节气门突然开大时，及时加浓混合 气。
在浮子室内设一加速泵，泵缸内的活塞通过活塞杆及弹簧、连接板、拉杆、摇臂相连 ，泵腔与浮子室之间装有进油阀，与加速量孔之间装有出油阀。进油阀不加速时，在自身 重力作用下保持开启，而出油阀则靠重力经常保持关闭，只有在加速时方能开启。
φa =0.7~0.9 （4）中等负荷 （节气门开度在25~85%以内）
φa =1.05~1.15 （5）大负荷和全负荷（节气门接近或达到全开）
φa =0.85~0.95
φ φ
三 、现代化油器
由于简单化油器满足不了各种工况下发动机对混合气的要求，为此现代化油器在简 单化油器的基础上增加一系列自动调配混合气成分的装置。
工况对成分的要求
随着汽车行驶速度和牵引功率的不断变化，汽车 发动机的转速和负荷也在很大范围内频繁变动。为适 应发动机工况的这种变化，可燃混合气成分应该随发 动机转速和负荷作相应的调整。
（1）冷起动（50~100r/min）
φa =0.2~0.6 （2）怠速（节气门接近关闭）
φa =0.6~0.8 （3）小负荷 （节气门开度在25%以内）
快怠速机构
脚操纵机构 手操纵机构
四、化油器的分类
按气流方向分类
a)上吸式；b)下吸式：c)平吸式
按喉管数目分类
喉管大，充气量增加，雾化不良；喉管小，雾化好，充气量减少。多重喉管 ，多次冲散、雾化，解决充气量与汽油雾化的矛盾。
按空气管腔数目分类
单腔式
双腔并动式
双腔分动式
副腔
主腔
四 腔 分 动 式
第五章 汽油机供给系统
汽油机供给系统的作用是根据发动机不同工况的要求，将汽油和空气配制成一定 数量和浓度的可燃混合气送入气缸，或直接在气缸内配制，并将废气处理后排入大气 。传统汽油机采用化油器式供给系统，现代汽油机则采用电控汽油喷射系统。
第一节 汽油的选用
汽油机使用的燃料是汽油，是从石油中提炼出来的碳氢化合物，外观一般为透 明水白色，密度在0.71-0.75g/cm3之间，有特殊的汽油芳香味。
原理：怠速时，发动机转速低，节气门开度很 小，喉管处空气流速很低，真空度很小，不能 吸出汽油，但节气门后面的真空度却很大，因 此，怠速喷孔设在节气门的后面。汽油经怠速 量孔经油道上升，同来自空气量孔以及过渡喷 孔的空气混合成泡沫乳剂从怠速喷孔喷出，并 受到节气门边缘气流的吹散。
当发动机由中等负荷转入大负荷或全负荷工作时，通过加浓系统额外地供给部分燃 油，使混合气由经济混合气加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率，满足理想 化油器特性在大负荷段的加浓要求。加浓系统按其控制方法的不同分为机械式和真空式 两种。
a
燃烧1kg 燃油实际供给的空气质量 完全燃烧1kg 燃油的化学 计量空气质量
φa=1，理论混合气；φa >1，稀混合气；φa <1，浓混合气。
2、空燃比：
可燃混合气中空气质量与燃油质量之比称为空燃比，记作α。理论上1kg汽油 需14.8kg空气才能完全燃烧。
空气质量 燃油质量
α=14.8，理论混合气；α>14.8，稀混合气；α<14.8 ，浓混合气。
可燃混合气成分对发动机 性能的影响
试验结果
发动机的功率和耗油率都随过量空气系数
φa
的变化而变化。
理论上，对于标准混合气而言，空气中所含 氧正好使汽油完全燃烧，但实际上由于时间和 空间条件的限制，汽油细粒和蒸汽不可能及时 地与空气绝对均匀地混合，因此即使φa=1， 汽油也不可能完全燃烧。
一般汽油机
一、汽油喷射系统的分类
1、喷射位置 气缸内喷射 气缸外喷射
2、执行机构 单点喷射(MPI) 多点喷射(SPI) 3、喷射方式
间歇喷射 连续喷射 4、控制装置 机械控制 机电混合控制 电子控制 5、反馈控制 开环控制 闭环控制
K型汽油喷射系统—机械控制汽油喷射系统
空气计量器，感知吸入进气管的空气量。燃油量分配器，控制各缸的喷油量。调压器， 使系统压力保持一定。控制压力调节器，控制暖机过程的供油量。补充空气调节阀，控制冷 起动和暖机过程的供气量。冷起动阀，控制冷起动过程的供油量。蓄压器，消除燃油脉动。
汽油按辛烷值不同分为几个牌号，目前市场上常见的是90号、93号和97号，标 号越高，抗爆性越好，主要根据发动机压缩比选用。
➢ 压缩比 7.0～8.0， 90号； ➢ 压缩比 8.0～9.6， 93号； ➢ 压缩比 9.6～10.5，97号。
在汽油中加入四乙基铅液，可大辐度提高辛烷 值，但对人体及发动机排气净化装置等均有严重 危害，目前已禁止使用含铅汽油。
喉管
减小空气流通断面 ，提高空气流速。
随空气流动时，一部 分立即蒸发或在气缸 内蒸发，油粒较大的 另一部分，沉积在管 壁上，被气流带动， 流入气缸，受热蒸发
。
汽化
雾化 蒸发 混合
节气门
控制进入气缸的可 燃混合气的数量。
位于喉管后面， 为圆形的片状阀 门，可绕节气门 轴转动一定角度
。
可燃混合气浓度 可燃混合气成分
主供油系统 怠速系统 加浓系统 加速系统
起动系统
（通气管）
目的：在发动机从小负荷到大负荷 之间，使φa随节气门开大而增大， 混合气由浓变稀。
原理：降低主量孔处真空度
浮子系统
不工作时，通气管内油面与主喷管、浮 子室油面是等高的。
节气门开度较大时，由于主量孔比主喷管 的流通截面小，汽油来不及从浮子室向主喷 管补充，通气管内的油面很快降低直到被吸 净为止。这时，空气通过空气量孔流入通气 管，并与主量孔出来的汽油一道从主喷口喷 出，并在喷出前与汽油形成气泡。
目的：在冷车起动时，供给0.2～0.6极 浓的混合气。 结构：在喉管前装一个阻风门，用弹簧 保持它经常处于全开位置。
原理：冷起动关阻风门，一方面减少了进
入化油器的空气量，另一方面又提高了阻 风门后面空腔的真空度，使得主供油系统 和怠速系统都供油，获得极浓的混合气易 起动。发动后，进气冲力大于弹簧力，使 阻风门或自动阀打开，防过浓熄火。
副腔
主腔
观察窗 浮子室
上体 中体 下体
阻风门 节气门
五、汽油供给装置
汽油供给装置的功用是贮存、滤清、输送汽油。由汽油箱、汽油泵、汽油滤 清器、油管等组成。
汽油箱用于储存汽油，其油箱储备里程一般为300～600km。汽油箱多为薄钢板冲 压焊制，内部镀锌或镀锡，也有的用塑料制做的。
汽油滤清器的作用是滤去汽油中的水分、杂质和胶质。一般采用过滤式，滤蕊有 纸质、多孔陶瓷等。分为可拆式汽油滤清器和不可拆式汽油滤清器，后者外壳多用透 明塑料制成，一次性使用。
花塞积炭，排气管冒黑烟，甚至废气中的
一氧化碳可能在排气管中被高温废气引燃
，发生排气管“放炮”。
φa
混合气过稀时，由于燃烧速度太低， 损失热量很多，往往造成发动机温度过高 ，严重过稀时，燃烧可延续到进气过程的 开始，进气门已经开启时还在进行，火焰 将传到进气管，以至化油器喉管内，引起 化油器“回火”并产生拍击声。
现代化油器：
决定主量孔汽油流量的压力差
△pk = （po +ρg H）- pk
= po - pk
简单化油器
△ph = po - ph
由于：
ph＜pk＜po
所以：
△pk ＜ △ph
目的：怠速时供给0.6～0.8的过浓混合气 ，维持稳定的最低转速600～800r/min。 结构：增设了怠速油道，怠速量孔，怠速 空气量孔，怠速喷孔，过渡喷孔，怠速调 整螺钉等装置。
当节气门开度减小时，摇臂逆时针回转，带动拉 杆、连接板、活塞杆及活塞向上移动，泵腔内产生真 空度，汽油便自浮子室经进油阀充入泵腔。
当节气门缓慢开大时，泵腔内形成的油压 不大，进油阀处于开启状态，汽油通过进油阀 又流回浮子室，加速装置并不起作用。
当节气门迅速开大时，活塞快速下使泵腔油 压迅速增大，进油阀关闭，泵腔内所贮存的汽 油顶开出油阀，从加速量孔喷入喉管内，加浓 混合气。
第二节 化油器式供给系统
化油器式供给系由汽油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气 供给和废气排出装置等组成。汽油从油箱至汽油滤清器，滤去杂质和水分后，由汽油泵送 至化油器，与空气滤清器过滤后的空气混合形成可燃混合气，经进气歧管分配至各气缸， 燃烧后的废气经排气管和排气消声器排入大气。
一、简单化油器
汽油和空气形成可燃混合气的过程叫做汽化，完成汽化任务的设备叫做化油器。简单 化油器由针阀、浮子、浮子室、量孔、喷管、喉管和节气门等组成，安装在空气滤清器与 气缸之间。
针阀
进气 滤芯 储油池
（油浴式） 空气滤清器
滤除空气中的灰尘和杂质
进油 针阀 浮子 浮子室
浮子系统
存储汽油并使浮子室 内的油面保持恒定。
沉淀
汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出，并以一定压力将汽油送至化油器浮子室中，常 用的是机械驱动膜片式汽油泵，由凸轮轴上的偏心轮驱动。
内、外摇臂接触斜面处产生“分离”间隙，外摇臂随偏心轮空转
六、 进排气系统
进排气系统的作用是，供给新鲜空气，分 配可燃混合气，汇集废气至大气。
过滤式 离心式
复合式
结构：推杆与位于空气缸中的活塞连接，
在推杆上装有弹簧，空气缸的下方借空气 通道与喉管前面的空间连通，空气缸的上 方有空气通道通到节气门后面。
原理：节气门的开度不大时，活塞在真空
度作用下压缩弹簧处于最上面的位置，真空 式加浓装置不起作用。在大负荷或全负荷时 ，节气门开度很大或接近全开，节气门后面 的真空度减小，当它小于弹簧的张力时，活 塞推杆就在弹簧的作用下下移，推开加浓阀 ，汽油便经加浓量孔流入主喷管，与主量孔 来的汽油汇合，一起由主喷管喷出，起加浓 作用。
加速泵活塞与连接板之间用弹簧连接，固装在节气门轴上的摇臂通过拉杆、连接板压 迫弹簧，使弹簧推动活塞下移，一是延缓喷油时间，二是防损坏机件。
发动机转速升高后，加速喷管处真空度较高，可能将出油阀吸开而使加速装置不适时地 喷油。为解决这一问题，可以使加速油道经通气道与浮子室相通，使油道中真空度降低。并 构成平衡式浮子室，防止空气滤清器阻力增大，混合气自动变浓。
喷管
喉管
喷管装在喉管断面最狭 窄处，与浮子室构成壶 状容器，喷管口高出浮 子室油面2～5mm，发 动机不工作时，汽油不
能自动流出。
喷管
喷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ汽油
喉管
发动机工作时，喉部截面积最 小，流速最快，静压力最小， 产生足够的真空度，将汽油吸 入喉管，空气流速为其25倍， 被气流冲散，成雾状颗粒，与
空气混合。
纸滤芯空气滤清器
单排气系统 双排气系统
排气消声器的功用是消减排气噪声。消声原理：消耗能量，消除波动。消声方法 ：阻力（改变流动方向，收缩扩张断面），声波相互干涉，吸音材料（玻璃纤维）， 冷却。膨胀，反射，碰壁，压力降低，振动减轻。
第二节 汽油喷射系统
汽油喷射系统利用喷油器将一定数量的汽油直接喷入气缸或进气管道内。其优点 是：充气性能好，混合气分配均匀，调整浓度方便，排放性能好，系统布置复杂，成 本高。
机械式加浓系统
真空式加浓系统
结构：浮子室内装有加浓量孔和加
浓阀，加浓量孔与主量孔并联，加浓 阀上方有推杆与拉杆固连为一体，拉 杆又通过摇臂与节气门轴相连。
原理：当节气门开启时，摇臂转动，带动
拉杆和推杆一同向下移动，只是在节气门 开度达到80～85% 时，推杆才开始顶开加 浓阀，于是汽油便从浮子室经加浓阀和加 浓量孔流入主喷管，与主量孔来的汽油汇 合，一起由主喷管喷出。使混合气加浓。
可燃混合气中空气与燃油的比例
发动机转速和节 气门开度一定时 ，空气流量取决 于喉部的形状和
尺寸。
浮子室内气压和油面 高度不变，喉部真空 度一定时，汽油流量 取决于量孔的形状和
尺寸。
量孔
控制汽油的流量
二、可燃混合气
1、过量空气系数：
燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论上完全燃烧所需空气量之比称为过量空 气系数，记作φa。
当汽油泵泵油、喷油器喷射及油压调节器的回油平面阀开闭时，都将引起燃油管路 中油压的脉动和脉动噪声。燃油压力脉动太大使油压调节器的工作失常。油压脉动缓冲 器的作用就是减小燃油管路中油压的脉动和脉动噪声，并能在发动机停机后保持油路中 有一定的压力，以利于发动机重新起动。