汽车构造I(5)(化油器式汽油机供给系统)

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汽车构造Ⅰ（6）赵雨东清华大学汽车工程系

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主要内容和学时安排汽车发动机工作原理及总体构造（5学时） 机体组及曲柄连杆机构（5学时） 配气机构（4学时） 汽油机供给系统（6学时） 汽油机点火系统（3学时） 柴油机供给系统（4学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时） 发动机起动系统（1学时）

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汽油机供给系统概述 化油器式汽油机供给系 燃油喷射式汽油机供给系

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概述汽油及其使用性能 空燃比与过量空气系数 对混合气的要求 汽油机燃油系统的发展

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概述（1）汽油石油产品，汽油机燃料 多种烃的混合物，主要成分C、H 汽油在发动机内燃烧时氧气充足＋与汽油混合均匀，则完全燃烧，产物CO2和H2O 氧气不足或混合不良，不完全燃烧；燃烧产物CO2、H2O之外，还 有CO和HC（对环境和人体有害）

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概述（2）汽油的使用性能蒸发性发动机在各种条件下迅速起动、加速和正常运转：汽油蒸发性好， 在极短时间内完全蒸发汽化，并与空气形成均匀混合气，完全燃烧。 蒸发性不好不能完全汽化，混合气不均匀，发动机燃油消耗量和有害排放增加； 未蒸发的燃油冲掉气缸壁上的润滑油膜，加剧气缸壁和活塞磨损。蒸发性太好汽油在管路中就蒸发形成气泡，阻碍汽油流通（气阻），导致供油不 畅馏程10%(70℃)、50%(120℃)、90%(190℃)馏出温度，终馏点(205℃)饱和蒸汽压：一般限定不得超过74～88kPa，否则容易“气阻”

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概述（3）汽油的使用性能（续1）抗爆性爆燃：汽油机火花塞点火。正常燃烧情况下，火焰从火花塞端一直传播到 燃烧室壁；若火焰传播过程中，远离火花塞的混合气自行发火燃烧，则缸 内压力急剧增大，并发生强烈震荡，在缸内产生清脆的金属敲击声。

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概述（4）汽油的使用性能（续2）抗爆性爆燃使发动机过热，功率下降，磨损加剧。 汽油在气缸内燃烧时不发生爆燃的能力称为抗爆性。用抗爆性好的汽油， 可提高发动机压缩比（热效率）而不发生爆燃。 用辛烷值评定汽油抗爆性。辛烷值越高，抗爆性越好； 通常将正庚烷（C7H16）（抗暴性差）与异辛烷（C8H18）（抗暴性好）按一 定比例混合，构成不同体积百分比的异辛烷和正庚烷的标准汽油，其中异辛烷 含量的百分数叫做辛烷值； 汽油辛烷值试验测出，按试验条件不同，有马达法辛烷值（MON）和研究法辛 烷值（RON）。国产汽油的牌号就是用辛烷值表示的（＃90、93、97）如90＃汽油表示用 研究法测出的辛烷值不小于90。

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概述（5）正庚烷（C7H16） （抗暴性差）异辛烷（C8H18） （抗暴性好）

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概述（6）空燃比与过量空气系数——可燃混合气成分的表示方法可燃混合气浓度：可燃混合气中空气和燃油的比例。用空燃比和过量 空气系数表示。 空燃比（Air/Fuel Ratio） 空气质量 α= 可燃混合气中空气质量与燃油质量之比， 燃油质量按照化学反应方程式，1kg汽油完全燃烧需空气约为14.8kg。α＝14.8，称 为理论空燃比或化学计量空燃比。此混合气为理论混合气。 α<14.8，浓混合气 α>14.8，浓混合气混合气过浓、过稀都不能着火燃烧。一般火焰传播上限φa ＝0.4~0.5， 火焰传播下限φa ＝1.3~1.4。

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概述（7）空燃比与过量空气系数——可燃混合气成分的表示方法（续）过量空气系数φa =燃烧1kg燃油实际供给的空气质量 完全燃烧1kg燃油所需的理论空气质量φa < 1 ，浓混合气 φa = 1, 理论混合气 φa > 1 ，稀混合气空燃比和过量空气系数的对应关系α8.910.4 11.8 13.3 14.8 16.3 17.8 19.2 20.7 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4φa 0.6

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％170概述（8）对混合气的要求混合气浓度对发动机 性能的影响功率 燃油消耗率 排放160 140 120 100燃油消耗率功率80 60 50 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4混合气过浓、过稀都 不能着火燃烧。一般 火焰传播上限φa ＝ 0.4~0.5，火焰传播下 限φa ＝1.3~1.4。φa功率过量空气系数：0.85～0.95 经济过量空气系数：1.05～1.15

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概述（9）三效催化转换器效率（%）汽油机采用三效 催化转换器，可 将排放中CO、HC 和NOx的80～90 ％转化为CO2、 H2O和N2。 三效催化器只有 在理论空燃比时 转化效率才比较 高。80%转化效 率窗口区φa

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概述（10）对混合气的要求 （续1）动力性和燃油经济 性： 汽车运行工况 不断变化转速、负荷（节气 门开度） 小负荷——偏浓 （0.7 ~ 0.9） 中等负荷——偏稀 （1.05 ~ 1.15） 大负荷和全负荷—— 偏浓（0.85 ~ 0.95）空燃比 11 13 15 17 0 20 40 60 80 100怠速节气门开度（％

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概述（11）对混合气的要求（续2）化油器式汽油机供给系统和无三效催化器（开环控制）的 燃油喷射式供给系统：各工况按照动力性和燃油经济性要 求供给混合气。 带三效催化器的燃油喷射式供给系统：为降低排放，部分 负荷工况空燃比闭环控制，让发动机工作在理论空燃比， 牺牲了燃油经济性。

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概述（12）汽 油 机 燃 油 系 统 的 发 展化油器喷油器喷油器进气道缸内直接喷射 （GDI）喷出的油雾气道喷射（多点） 化油器式