第四章 汽油机燃料供给系统

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第四章

汽油机燃料供给系统

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本章教学提示

本单元主要介绍不同工况对混合气浓度，电控燃油喷射 的类型、功能、各主要零部件的结构原理及拆装等内容。

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理论知识

1. 汽油机燃料供给系统概述 2. 空气供给系统 3. 燃油供给系统

4. 控制系统

5. 电控汽油机辅助控制系统

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汽油机燃料供给系统概述

1. 汽油机燃料供给系统的发展

2.

3. 4.

可燃混合气浓度对发动机性能的影响

电控汽油燃油喷射系统的优点 汽油机电控燃油喷射系统的类型

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汽油机燃料供给系统的发展

汽油机燃料供给系统经历了化油器 和电子控制喷射两大阶段。1892年 美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油 器，开创其后上百年使用化油器的 先河。 传统化油器对空燃比的控制精度低， 各缸均匀性差，反应不灵敏，还存 在容易气阻、结冰等现象。1967年， 德国Bosch(波许)公司推出电控燃油 喷射装臵成为内燃机发展史上又一 重大突破。

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可燃混合气浓度对发动机性能的影响

1. 可燃混合气浓度的表示方法 可燃混合气中燃油占混合气的比例称为可燃混合气浓度。

可燃混合气的浓度通常用过量空气系数或空燃比来表示。

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(1) 过量空气系数

过量空气系数(α)是指在燃烧过程中，燃烧1kg燃料实际供 给的空气质量(kg)与理论上完全燃烧1kg燃料所需要的空气 质量(kg)之比，即:

燃烧1kg燃料实际供给的空气质量 过量空气系数α= 理论完全燃烧1kg燃料时所需的空气质量 由上式可知：过量空气系数α=1时，称为理论混合气(又称

为标准混合气)；当αl时的 混合气则为稀混合气。

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(2) 空燃比

空燃比(A/F)是指混合气中的空气质量(kg)与燃料质量(kg)之

比，即：

空燃比（A/F）=

空气质量 燃油质量

1kg汽油理论上完全燃烧时所需的空气为14.7kg,即当A/F=14.7 时，称为理论混合气(又称为标准混合气)；当A/F<14.7时，称

为浓混合气；当A/F>14．7时，称为稀混合气。

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过量空气系数(α)与空燃比(A/F)在数值上的对应关系如

表所示。

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发动机工作时，采用α=1的理论混合气，只是在理论上保证完 全燃烧，实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油与空气之 间不可能完全绝对均匀混合，也就不可能实现理论上的完全燃 烧。 采用α=0.85-0.95的浓混合气时，燃烧速度最快，发动机发出的

功率较大，故称之为功率混合气，但采用功率混合气时不能完

全燃烧，经济性较差，排气污染较为严重。

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采用α=1.05-1.15的稀混合气时，可以保证混合气的完全 燃烧，经济性最好，故称之为经济混合气。采用经济混合 气时，爆燃倾向和排放污染都较小。 当混合气过浓(α<0.85)或混合气过稀(α>1.15)时，由于 混合气中燃油量过多或过少，都会使燃烧速度减慢，导致 发动机动力性和经济性下降。

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当混合气极稀(α>1.3-1.4)或混合气极浓(α<0.4-0.5)时， 将使火焰无法传播，发动机无法正常工作。 因此，为保证汽油机的正常下作，汽油机燃料供给系统必须 根据发动机不同工况的要求，配制出适当浓度的混合气。

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2.发动机各种工况对混合气浓度的要求

发动机工况是发动机工作状况的简称，包括发动机转速的 高低和负荷的大小。 汽车在运行过程中，发动机的工况较为复杂,根据其运行特 点，可分为冷启动、怠速、小负荷、中等负荷，大负荷和 全负荷、加速和暖机7种工况，发动机各种不同工况对混合

气浓度的要求如下。

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(1)冷启动工况 启动是指发动机由静止到正常运转的过程,当熄火时间较长、 发动机温度已下降至环境温度时的启动称为冷启动。启动时 发动机转速低，气流速度很慢，不利于燃油的雾化，尤其冷 启动时，发动机温度也低，燃油蒸发困难，只有供给极浓的 混合气(α=0.2-0.6)，才能保证进入汽缸内的混合气中有 足够的燃油蒸汽，以利于发动机启动。

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(2)怠速工况

发动机不对外输出动力，做功行程产生的动力只用来克服发

动机的内部阻力，维持发动机最低稳定转速运转的工况称为

怠速工况。发动机怠速转速一般为700-900r／min。在怠速 工况下，油门开度最小，进入汽缸内的混合气量很少，汽缸 内残余废气对混合气稀释严重；而且转速低，空气流速小， 燃油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。因此，要求供给 少量α=0.6-0.8的浓

混合气。

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(3)小负荷工况

发动机的负荷在25％以下时称为小负荷工况。由于小负

荷工况时，节气门略开，混合气的数量和品质比怠速工

况时有所提高，废气对混合气的稀释作用也相对减弱， 所以混合气浓度可以略为减小，一般α=0.7-0.9。

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(4)中等负荷工况

发动机的负荷在25％-85％之间时称为中等负荷工况。由 于油门开度较大，汽缸的混合气数量增多，燃烧条件较 好。此外，发动机大部分的时间处在中等负荷工况下工 作，为提高其经济性，应供给较稀的经济混合气，一般 α=1.05-1.15。

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(5)大负荷工况和全负荷工况

发动机的负荷在85％以上而小于100％时称为大负荷工况， 负荷为100％时称为全负荷工况。此时，为了克服较大的 外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率。因此，应 供给质浓量多的功率混合气，一般α=0.85-0.95。

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(6)加速工况

加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时，油门迅速 开大，要求发动机的动力迅速提高；但在急加速瞬间， 由于液体的惯性比空气惯性大，燃油流量的增加比空气 流量的增加要慢，由于混合气暂时过稀，容易引起发动 机的动力下降甚至熄火。因此，在急加速时，必须采用 专门的装臵额外供油，加浓混合气，以满足发动机急加 速的要求。

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(7)暖机工况

暖机一般是指发动机冷启动后，发动机的温度逐渐升高

到正常工作温度的过程。在暖机过程中，混合气的浓度 应随温度升高而减小，从启动时的极浓减小到稳定怠速 运转所要求的浓度为止。

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通过以上分析，车用汽油机在小负荷和中等负荷工况运转时， 要求燃料供给系统能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的 混合气。当进入大负荷直到全负荷工况运转时，又要求混合 气由稀变浓，量后加浓到保证发动机发出最大功率。