《发动机构造》课程授课教案（讲义）第四章 汽油机燃油系统

第四章汽油机燃料供给系统知识点：·汽油及其使用性能·汽油机燃料供给系统的功用及组成·简单化油器及可燃混合气组成·可燃混合气成分与汽油机性能的关系·化油器各工作系统·汽油的供给装置·电子控制汽油喷射系统教学重点：·汽油的使用性能·可燃混合气的形成过程·汽油机运转情况对可燃混合气成分的要求化油器各供油系统结构与工作原理·电子控制汽油喷射系统教学难点：·化油器各供油系统结构与工作原理电子控制汽油喷射系统教学方法及手段：重点介绍、简要介绍、重点分析、归纳小结、多媒体教学内容：第一节教学内容：简要介绍：一、汽油及其使用性能要求学生了·物理特性：粘度小、流动性好、自润性差解汽油的物理」·使用性能：特性和使用性1.蒸发性：指标—馏程、饱和蒸气压能指标10%馏出温度：（影响起动性能）50%馏出温度：（影响暖车时间，加速性能，工作稳定性）90%馅出温度：干点（终馏馅温度）：2.热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值为44000kJ/kg3.抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。指标——辛烷值，辛烷值越高，抗爆性越强。辛烷值的确定方法：-异辛烷(100)、正庚烷(0)按一定比例混合成的标准燃料中异辛烷含量的体积百分比。辛烷值是国产汽油牌号的依据汽油牌号90、93等

第四章 汽油机燃料供给系统 知识点： ·汽油及其使用性能 ·汽油机燃料供给系统的功用及组成 ·简单化油器及可燃混合气组成 ·可燃混合气成分与汽油机性能的关系 ·化油器各工作系统 ·汽油的供给装置 ·电子控制汽油喷射系统 教学重点： ·汽油的使用性能 ·可燃混合气的形成过程 ·汽油机运转情况对可燃混合气成分的要求 ·化油器各供油系统结构与工作原理 ·电子控制汽油喷射系统 教学难点： ·化油器各供油系统结构与工作原理 ·电子控制汽油喷射系统 教学方法及手段： ·重点介绍、简要介绍、重点分析、归纳小结、多媒体 教学内容： 第一节教学内容： 简要介绍： 要求学生了 解汽油的物理 特性和使用性 能指标 一、汽油及其使用性能 ·物理特性：粘度小、流动性好、自润性差 ·使用性能： 1. 蒸发性：指标——馏程、饱和蒸气压 10%馏出温度：（影响起动性能） 50%馏出温度：（影响暖车时间，加速性能，工作稳定性） 90%馏出温度： 干点（终馏温度）： 2. 热值：1kg 燃料完全燃烧后所产生的热量。 汽油的热值为 44000 kJ/kg。 3. 抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。 指标——辛烷值，辛烷值越高，抗爆性越强。 辛烷值的确定方法： —异辛烷(100)、正庚烷(0)按一定比例混合成的标准燃料中异辛烷含量的体积百 分比。 辛烷值是国产汽油牌号的依据 汽油牌号 90、93 等

第二节教学内容重点介绍：要求学生理解掌握燃油系统二、化油器式发动机燃油系统的组成和各部件的结构与工作原理简要介绍：（一）化油器式发动机燃油系统的功用与组成要求学生了解」1.功用：将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气，提供给发动机并对可燃油系统的功燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定用及组成地运转。2. 组成：燃油箱汽油滤清器空气滤清器图4-1:供给系统图一化油器进气歧管输油管消音器气歧管排气管汽油泵图4-2：供给·供给路线图路线图油箱汽油泵汽油滤清器空气滤清器化油器(混合)在气缸内燃绕排气管排气消声器

第二节教学内容 重点介绍： 要求学生理解 掌握燃油系统 的组成和各部 件的结构与工 作原理 二、化油器式发动机燃油系统 简要介绍： 要求学生了解 燃油系统的功 用及组成 图 4-1：供给 系统图 图 4-2：供给 路线图 （一）化油器式发动机燃油系统的功用与组成 1. 功用：将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气，提供给发动机并对可 燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定 地运转。 2. 组成： ·供给路线图 汽油滤清器 汽油泵 空气滤清器 化油器(混合) 排气管 排气消声器 在气缸内燃绕 油箱

图4-3:汽车·汽油机供给系统整体布置图供给系统实图供给系统油器分高器汽油滤清器1.温控开关真空接口2.温控开关3.温控开关曲轴箱和凸轮室通阀4.气阀空气滤清器壳体5.空气滤清器滤芯6.真空软管7.阀门8.阀门位置真空控制器9.进气软管10.空气滤清器11.化油器12.油气分离器13.汽油泵14.汽油滤清器15.回油管16.供油管17.油箱18.快速排气管19.细通气管20.加油口21.汽油滤清器滤芯22.油气分离器滤芯重点介绍：（二）简单化油器可燃混合气的形成·要求学生理」1．简单化油器结构：由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成解掌握可燃混合气的形成过图4-4:简单化油器结构与可燃混合气的形成过程（加标注）简单化油器2．简单化油器各部分功能·喉管：减小空气流通断面，提高空气流速，产生真空度，吸出喷管中的燃油。·主喷管：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。·量孔：控制汽油的流量。·节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。·针阀：控制汽油进入化油器浮子室的开关

图 4-3：汽车 供给系统实图 ·汽油机供给系统整体布置图 1.温控开关真空接口 2.温控开关 3.温控开关曲轴箱和凸轮室通阀 4.气阀空气滤清 器壳体 5.空气滤清器滤芯 6.真空软管 7.阀门 8.阀门位置真空控制器 9.进气软管 10.空气滤清器 11.化油器 12.油气分离器 13.汽油泵 14.汽油滤清器 15.回油管 16.供油管 17.油箱 18.快速排气管 19.细通气管 20.加油口 21.汽油滤清器滤芯 22.油气分离器滤芯 重点介绍： ·要求学生理 解掌握可燃混 合气的形成过 程 图 4-4：简单 化油器结构与 可燃混合气的 形成过程（加 标注） （二）简单化油器可燃混合气的形成 1．简单化油器结构：由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成。 2．简单化油器各部分功能 ·喉管：减小空气流通断面，提高空气流速，产生真空度，吸出喷管中的燃油。 ·主喷管：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。 ·量孔：控制汽油的流量。 ·节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。 ·针阀：控制汽油进入化油器浮子室的开关

3.工作原理4.简单化油器供油特性：在转速不变时，简单化油器所供给的可燃混合气浓度随节气门开度（或喉管真空度P）变化的规律，即节气门由小一大，混合气由稀变浓α，称为简单化油器的特性。·节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低·节气门开度逐渐增大，喉管真空度随之增高，混合气浓度变大。·节气门开度逐渐增大到全开时，可燃混合气成分逐渐趋于稳定。图4-5:简单化油器供油特1.2E0123156789ARxkPa重点掌握（三）可燃混合气成分与汽油机性能的关系要求学生理1．可燃混合气成分表示法解可燃混合气·过量空气系数?：成分与汽油机性能的关系燃烧1kg燃料实际供给的空气量理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量·空燃比：可燃混合气中，空气与燃料的质量比。2. 混合气的分类·理论混合气。=1（空燃比为14.8）理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃烧完毕。·稀混合气>1实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中燃料全部燃烧完毕。·浓混合气。<1混合气中燃料不能保证完全燃烧，但由于燃料分子密集，火焰传播快，发动机的平均有效压力和功率大

图 4-5：简单 化油器供油特 性 3．工作原理 4．简单化油器供油特性： 在转速不变时，简单化油器所供给的可燃混合气浓度随节气门开度（或喉管真 空度 Ph） 变化的规律，即节气门由小→大，混合气由稀变浓α↓，称为简单化油器 的特性。 ·节气门微开时，喉管真空度低，所供混合气浓度很低。 ·节气门开度逐渐增大，喉管真空度随之增高，混合气浓度变大。 ·节气门开度逐渐增大到全开时，可燃混合气成分逐渐趋于稳定。 重点掌握 要求学生理 解可燃混合气 成分与汽油机 性能的关系 （三）可燃混合气成分与汽油机性能的关系 1．可燃混合气成分表示法 ·过量空气系数  a ： 燃烧 1kg 燃料实际供给的空气量  a = - 理论上完全燃烧 1kg 燃料时所需要的空气质量 ·空燃比：可燃混合气中，空气与燃料的质量比。 2．混合气的分类 ·理论混合气  a =1（空燃比为 14.8） 理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃 烧完毕。 ·稀混合气  a >1 实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中燃料全部 燃烧完毕。 ·浓混合气  a <1 混合气中燃料不能保证完全燃烧，但由于燃料分子密集，火焰传播快，发动机的 平均有效压力和功率大

3. 混合气成分对发动机性能的影响混合气种类空气过量系数发动机功率耗油率性能火焰传播上限0.4混合气不燃烧，发动机不工作过浓混合气0.43~0.87减小激增燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮功率混合气大输出最大功率0.88最大增10~15%标准混合气1.0减小2%增大4%经济混合气最小1.11减小8%过稀混合气1.13~1.33显著减小显著增大回火、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限混合气不燃烧，发动1机不工作4．汽车发动机各工况对可燃混合气成分的要求（1）稳定工况对混合气的要求工况混合气浓度急速P,=0. 6~0. 8小负荷9,=0. 7~0.9中等负荷9,=1. 05~1. 15大负荷和全负荷Pa=0. 85~0.95·急速：发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。（2）过渡工况对混合气的要求工况混合气冷起动极浓 P。=0.2~0.6暖机9。随温度升高

3．混合气成分对发动机性能的影响 混合气种类 空气过量系数 发动机功率 耗油率 性能 火焰传播上限 0.4 混合气不燃烧，发动 机不工作 过浓混合气 0.43~0.87 减小 激增 燃烧室积炭、排气管 冒黑烟，放炮 功率混合气 0.88 最大 增 大 10~15% 输出最大功率 标准混合气 1.0 减小 2% 增大 4% 经济混合气 1.11 减小 8% 最小 过稀混合气 1.13~1.33 显著减小 显著增大 回火、发动机过热、 加速性变坏 火焰传播下限 1.4 混合气不燃烧，发动 机不工作 4．汽车发动机各工况对可燃混合气成分的要求 （1）稳定工况对混合气的要求 工况 混合气浓度 怠速  a =0.6~0.8 小负荷  a =0.7~0.9 中等负荷  a =1.05~1.15 大负荷和全负荷  a =0.85~0.95 ·怠速：发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的 功，只用以克服发动机内部的阻力。 （2）过渡工况对混合气的要求 工况 混合气 冷起动 极浓  a =0.2~0.6 暖机  a 随温度升高

加速及时加浓图4-6:理想化油器特性5. 理想化油器特性·在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律31.00.8OPe%20406080小负荷中负益大负荷全负荷急速（节气门开度最大）（节气门开度最小）重点介绍：要求学生掌握化油器各工作（四）化油器各工作系统系统的工作原1.主供油系统（1）功用：保证发动机正常工作时，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（2）对简单化油器修正方案：降低主量孔处真空度·降低主量孔处真空度作用：引入极少量的空气到主喷管中，以降低主量孔内外压力差，从而降低汽油的流速和流量。以满足化油器理想供油特性，（3）工作原理·在主量孔(main jet)和主喷管(main nozle)之间增设了通气管和空气量孔(airjet)口。不工作时，通气管内油面与主喷管、浮子室(float bowl)油面是等高的。·小油门时，喉管真空度小，从主喷管喷出的油量较少，通气管内的油面下降不多。·油门增大，喉管真空度1，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，空气和汽油已形成气泡，有利于汽化。图4-11:主供油系统盗供油系照

图 4-6：理想 化油器特性 5．理想化油器特性 ·在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。 加速 及时加浓 重点介绍： 要求学生掌握 化油器各工作 系统的工作原 理 （四）化油器各工作系统 图 4-11：主供 油系统 1.主供油系统 （1）功用：保证发动机正常工作时，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。 （2）对简单化油器修正方案：降低主量孔处真空度 ·降低主量孔处真空度作用：引入极少量的空气到主喷管中，以降低主量孔内外压力 差，从而降低汽油的流速和流量。以满足化油器理想供油特性。 （3）工作原理 ·在主量孔(main jet)和主喷管(main nozzle)之间增设了通气管和空气量孔(airjet) 口。不工作时，通气管内油面与主喷管、浮子室(float bowl)油面是等高的。 ·小油门时，喉管真空度小，从主喷管喷出的油量较少，通气管内的油面下降不多。 ·油门增大，喉管真空度↑，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，空气和汽油已形成气泡，有利于汽化

1-主量孔2-空气量孔3-泡沫管4-主喷管2.急速系统（1）功用：保证在急速和很小负荷时供给很浓的混合气。。为0.6～0.8（2）工作原理·急速时，发动机转速低，节气门开度很小，节气门前方喉管处空气流速很低，真空度很小，不能吸出汽油或吸出的汽油很少，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急速喷孔喷出，并受到节气门边缘气流的吹散。图4-12：急速急速空气量孔：提高急速油道急速油道系统的气压，防止怠速时供油过多，还可防止虹吸作用。急速过渡喷口急速调节螺钉：调节愈速时的出油量，从而控制混合气的浓急速量孔：控制急速时的供油量节气门最小开度调节螺钉调急速喷口：调节怠速时的节节气门最小开度和空气量出油量，从而控制混合气从而改变怠速的高低的浓度。3、加浓系统（1）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0.8~0.9，使发动机发出最大功率。（2）分类：机械加浓系统，真空加浓系统

1-主量孔 2-空气量孔 3-泡沫管 4-主喷管 图 4-12：怠速 系统 2．怠速系统 （1）功用： 保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。  a 为 0.6～0.8。 （2）工作原理 ·怠速时，发动机转速低，节气门开度很小，节气门前方喉管处空气流速很低，真空 度很小，不能吸出汽油或吸出的汽油很少，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。 3、加浓系统 （1）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  a 为 0.8～0.9，使发动机发出最大功率。 （2）分类：机械加浓系统，真空加浓系统 节气门最小开度调节螺钉：调 节节气门最小开度和空气量， 从而改变怠速的高低。 怠速量孔：控制怠速时 的供油量 怠速喷口：调节怠速时的 出油量，从而控制混合气 的浓度。 怠速过渡喷口 怠速空气量孔：提高怠速油道 的气压，防止怠速时供油过多， 还可防止虹吸作用。 怠速油道 怠速调节螺钉： 调 节怠速时 的 出油量，从而控 制 混合气的 浓 度

真空加浓系统机械加浓系统图4-13：机械加浓系统1.加浓量孔2.主量孔3.加浓阀1.加浓量孔2.主量孔3.加浓阀4.推杆5.拉杆6.摇臂4.推秆5.空气缸、6.活塞7.弹簧8.通道9.通道图4-14:真空加浓系统4、加速系统(1) 功用:图4-15:加速在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入吼管，使混合气临时加系统浓，以适应发动机加速的需要。(2) 结构 加速量孔出油阀活裹通气道拉杆进油阀摇臂（3）工作原理：当节气门忽然增大时拉杆被向下拉，活塞向下移动，由于压力的原因，进油阀关闭，高压油顶开出油阀迅速向外喷出：当节气门变小，活塞上移，出油阀关闭，进油阀打开向里供油（4）供油量的调整：加速系统供油量也应能据季节进行调整，夏季供油较少，冬季则应适当增多。其

图 4-13：机械 加浓系统 图 4-14：真空 加浓系统 1. 加浓量孔 2.主量孔 3.加浓阀 1.加浓量孔 2.主量孔 3.加浓阀 4.推杆 5.拉杆 6.摇臂 4.推秆 5.空气缸 6.活塞 7.弹簧 8.通道 9.通道 图 4-15：加速 系统 4、加速系统 （1）功用： 在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入吼管，使混合气临时加 浓，以适应发动机加速的需要。 （2）结构 （3）工作原理： 当节气门忽然增大时拉杆被向下拉，活塞向下移动，由于压力的原因，进油阀关 闭，高压油顶开出油阀迅速向外喷出：当节气门变小，活塞上移，出油阀关闭，进油 阀打开向里供油。 （4）供油量的调整： 加速系统供油量也应能据季节进行调整，夏季供油较少，冬季则应适当增多。其 加速量孔 出油阀 活塞 拉杆 进油阀 摇臂 通气道

结构措施可以如图中所示，在摇臂的端部，用以与联杆连接的孔有两个（或更多）。将联杆介入离节气门较远的孔，则活塞获得较大行程，加速时，喷油量增多，反之喷油量减少5、起动系统(1)功用:当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气α为0.2～0.6，使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽，以保证发动机能顺利起动（2）结构：在喉管前装一个阻风门（choke），用弹簧保持它经常处于全开位置。（3）工作原理：起动时，关闭阻风门，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。发动机热态起动时，所需混合气比冷态时稀，故只须将阻风门半闭即可。图4-16:起动系统图简要介绍（五）化油器结构要求学生了解各种化油器类型1.化油器类型·按喉管处空气流动方向分：上吸式.下吸式和平吸式（图4-14)。其中，下吸式应用最为广泛。图4-17：化油器型式

结构措施可以如图中所示，在摇臂的端部，用以与联杆连接的孔有两个（或更多）。 将联杆介入离节气门较远的孔，则活塞获得较大行程，加速时，喷油量增多，反之， 喷油量减少 图 4-16：起动 系统图 5、起动系统 （1）功用： 当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气  为 0.2～0.6，使进入 气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽，以保证发动机能顺利起动。 （2）结构： 在喉管前装一个阻风门（choke），用弹簧保持它经常处于全开位置。 （3）工作原理： 起动时，关闭阻风门，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。 发动机热态起动时，所需混合气比冷态时稀，故只须将阻风门半闭即可。 简要介绍 要求学生了解 各种化油器类 型 （五）化油器结构 图 4-17：化油 器型式 1．化油器类型 ·按喉管处空气流动方向分：上吸式.下吸式和平吸式（图 4-14）。其中，下吸式应用 最为广泛

图4-18:化油器型式化油器型式（按气流方向分）a)上吸式；b)下吸式；c)平吸式·按管数目分：单喉管.双喉管和多重喉管。采用多重喉管的目的是为了解决充气量与汽油雾化的矛盾图4-19:单腔化油器化油器的型式（按重选喉管分）a）单喉管式：b)双喉管式：c)三重喉管式·按其空气管腔数目分：单腔式.双腔分动式.双腔（或四腔）分动式图4-20：双腔化油器

图 4-18：化油 器型式 图 4-19：单腔 化油器 图 4-20：双腔 化油器 ·按管数目分：单喉管.双喉管和多重喉管。采用多重喉管的目的是为了解决充气量 与汽油雾化的矛盾 ·按其空气管腔数目分：单腔式.双腔分动式.双腔（或四腔）分动式