教 案
课程名称：汽油机燃油供给系统
授课教师 课程类别 授课内容 授课对象 教学目标和基本要求 xx 课堂理论教学 所在单位 授课时间 汽油机燃油供给系统 新生班，选课xx人 汽车专业 Xx学年x学x周 周x第x大节，x学时 教学内容和学时分配 教学重点和教学难点 教学内容深化和拓宽 教学方式和注意事项 思考题和课后习题 掌握可燃混合气的形成； 了解汽油发动机的燃料； 了解使用化油器的传统汽油机燃油供给系统的组成及原理； 了解使用EFI（电子控制汽油喷射系统）发展历史、组成和原理； 熟练掌握汽油机供给系的功用及组成，过量空气系数的概念。 1. 概述 1.5课时 2. 传统燃料供给系统（有化油器）的组成和工作原理 2课时 3. 发动机进、排气装置 1课时 4. 电控汽油喷射系统组成和工作原理 2.5课时 5. 汽油机涡轮增压 1课时 总8课时 1. 可燃混合气成分对发动机性能的影响 2. 汽车发动机各种工况对可燃混合气成分的要求 3. EFI的组成和原理 4. 涡轮增压的工作原理 1. 对EFI中所使用的传感器做系统介绍并根据进度和课时情况介绍整车上的常用传感器 2. 分析涡轮增压优缺点，并对国内市场上增压汽车所用增压装置进行简单分析 3. 对发动机废气排放标准，控制方式（包括EGR）讲解 主要采用多媒体播放PPT、动画和视频教学 注意事项： 1. 本章节内容较多、难度较大，安排课时也较多。所以本章节的教学持续时间较长，学生很容易学后面忘记前面。为了有更好连贯性，每节课前需要对上节课内容进行复习回顾； 2. 本章节难度较大。传统汽油机燃油供给系统结构复杂，原理复杂；EFI涉及复杂电路和大量传感器对接触汽车时间不长的学生来说学起来会很费劲，尤其文科生。需要协同《电工基础》等课老师调节进度。 本章节内容对后续课程影响较大，放慢进度 思考题1.对比传统汽油机燃油供给系统和EFI，分析它们优缺点 课后习题 1. 汽油机各种工况对可燃混合气各有什么要求？
2. 3. 4. 5. 什么叫汽油喷射？其优缺点有哪些？有哪几种分类方法？ 电子控制汽油喷射系统组成如何？ 燃油压力调节器的功用是什么？ 燃油导轨的功用是什么？ 讲稿内容 一、 概述 （一）功用 根据发动机各工况的不同要求，攻击发动机气缸一定浓度和数量的可燃混合气，并把发动机燃烧做功行程后产生的废气排到大气中。 备注 常用汽油牌号90、93、95、97指的就是异辛烷抗爆能力 （二）汽油简介 汽油是由石油提炼得到的，提炼方法为：直馏，裂化，目前使用较多的是催化裂化 汽油的使用性能指标：蒸发性、热值和抗爆性 1、 蒸发性：汽油蒸发性的好坏直接影响对所形成的混和气质量有很大影响 概念：蒸发温度，终馏点，气阻 10%蒸发温度与汽油机冷态起动性能有关； 50%蒸发温度低，汽油机的预热时间短，暖机性能、加速性能和工作稳定性比较好 90%蒸发温度与终馏点温度越低，表明汽油中的重馏成分越少，越有利于可燃混合气均匀分配到各气缸，同时也使汽油的燃烧更为完全 气阻：汽油机工作时，汽油供给管路受热升温，当温度升高到使汽油蒸汽压力达到管路系统压力时，汽油泵和管路中将产生大量汽油蒸汽泡，妨碍液态汽油流动，使汽油流量较少到不足以维持发动机正常运转，导致发动机失速，称为气阻。 2、 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，汽油热值44000kj/kg。 3、 汽油的抗爆性：是指汽油在气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，即抗自燃的能力。 抗爆性的好坏程度用辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性越好。 异辛烷抗爆能力极强，规定辛烷值为100，正庚烷抗爆能力极弱，规定辛烷值0 汽油的辛烷值就是燃料中异辛烷含量的体积百分数。 （三）可燃混合气成分与汽油机性能的关系 过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量/完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量 可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性、经济性与排放特性有很大的影响。可燃混合气的成分指标：空燃比或过量空气系数??表示 1. 可燃混合气成分对发动机性能的影响 混合气种类 火焰传播上限 过浓混合气 功率混合气 标准混合气 过量系数 0.4 0.43~0.87 0.88 1.0 发动机功率 减小 最大 减小2% 耗油率 激增 增大4% 性能 混合气不燃烧，发动机不工作 燃烧室积炭、排气冒黑烟，放炮 动力性、经济性较好 增大10% 输出最大功率
1.13~1.33 过稀混合气 显著减小 显著增大 回火、发动机过热、加速性变坏 1.4 火焰传播下限 混合气不燃烧，发动机不工作 2. 汽车发动机各种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 怠速和小负荷 ?=0.6~0.8 中等负荷 ?=0.9~1.1 大负荷和全负荷 ?=0.85~0.95 2） 过渡工况对混合气的要求 工况 混合气 冷起动 极浓?=0.2~0.6 暖机 ?随温度升高 加速 及时加浓 急减速 避免混合气过浓 理想化油器特性曲线 可以看出理想化油器特性曲线与简单化油器特向曲线差别很大，所以要想得到理想化油器特性曲 线，来符合汽车各种工况的需求，需要对简单化油器添加相应的辅助结构。 二、 传统燃料供给系统（有化油器）的组成和工作原理 （一）简单化油器与可燃混合气的形成 液体燃料要能在极短的时间内形成可燃混合气，必须先将燃料雾化成极小的油滴，使蒸发面积增 大，化油器的结构可以用吸入的空气流将汽油雾化。 化油器构造：喉管结构 进气：进气过程中缸内压力Pa小于大气压力P0，所以空气经空气滤清器、化油器空气管、进气管 经济混合气 1.11 减小8% 最小 油耗最小
向气缸流动 喉管结构的是根据流体力学结论得出：流体流动时，若管道各处截面积不同，则流体流经各处的流动速度和静压力不同。截面积越小，流速越大，静压力越低。 喉部压力Ph小于大气压力P0（浮子室内有孔通大气，所以浮子室内的压力基本上等于大气压），汽油从浮子室经喷管喷入喉管，被高速气流打散。与空气混合形成可燃混合气。 根据汽车工况改变发动机功率，改变发动机功率是根据改变供入的混和气数量来进行的，即踩踏油门踏板（加速踏板），来控制节气门的开度。 对于结构一定的化油器，影响喷油量的主要因素是喉部真空度，影响喉部真空度的因素：节气门开度，发动机转速。发动机转速不变时，节气门开度越大，则整个进气管中阻力越小，空气管内的流量和流速越大，从而喉部的空气流量、流速和真空度越大，喷油量增加，发动机功率加大。节气门开度一定时，发动机转速越高，则气缸内的真空度越大，喉管中的空气流速和真空度越高，喷油量越多。 为了保证混和气的浓度符合预定数值，要精确的控制空气流量（喉部的形状和尺寸）和汽油流量（浮子室底部出油孔即量孔的形状和尺寸）。量孔尺寸确定后，出油量只取决于量孔两端的压力差（油压和气压），必须保证两空两端的油压基本保持不变，才能使出油量只取决于喉部真空度，要保持油压基本不变，浮子室中必须有浮子和针阀结构。 简单化油器特性曲线 （二）化油器各工作系统 1. 2. 3. 4. 5. 主供油系统 怠速系统 家弄系统（机械加浓系统、真空加浓系统） 加速系统 启动系统 （三）传统汽油机燃油供给系统组成 包括：汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管 三、 发动机进、排气装置 （一）发动机进气装置 1. 空气滤清器 （1） 干式空气滤清器 （2） 油浴式空气滤清器 （3） 离心式空气滤清器 （4） 聚氨酯式空气滤清器 2. 进气歧管 结合可变进气系统讲解可变式进气歧管 讲解排气系统时可以对发动
（二）发动机排气装置 1. 排气歧管 2. 排气消音器 四、 电控汽油喷射系统组成和工作原理 （一）组成 EFI由三部分组成： 燃油供给系统：电动汽油泵、滤清器、燃油分配管、压力调节器、喷油器 空气供给系统：经过空滤器后，流经空气流量传感器，计量后沿着节气门通道流进进气支管，再分经过空滤器别供给到各个气缸，空气流量是由驾驶员通过加速踏板操纵节气门控制的 后沿着节气电子控制系统：冷启动、暖机、中小负荷、全负荷、加速、怠速、闭环混合气成分调节系统 门通道流进进气歧管，通（二）发展历史和分类 发展阶段：K型→KE型→EFI 过进气歧管分类：1.按照喷射方式分类：间歇喷射和持续喷射 压力传感器 2.按照布置形式分类：多点喷射和单点喷射 计量 3.按照控制类型分类：机械控制和电子控制、闭路控制和开路控制 4.按照进气量的检测方式分类：流量型和压力型 机排放标准进行说明 空气供给系统原理也可能是： （三）优缺点 喷射系统优势 1. 充气性能好 2. 混合气的分配均匀性较好。 3. 按工况而配制最佳的混合气成分。 4. 具有良好的过渡性能。 5. 降低油耗和排放 缺点：系统复杂、价格昂贵、维修较难，对燃油的洁净度要求较高。 采用汽油喷射的发动机与传统的化油器式发动机相比，可使发动机的功率提高5%～10%；油耗降低5%～10%；有害废气减少15%～20%。 （四）工作原理 电控多点汽油喷射系统，利用各种传感器测量各种信号并送入一个电控单元（ECU）中，电控单元根据发动机各种工况的实际要求来控制喷油量。 特点： 1、采用空气流量传感器。以空气流量为控制的基础 2、以空气流量与发动机转速作为控制基本喷油量的因素 3、还接受节气门位置、冷却液温度、空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况的信号作为喷油量的校正，提高发动机的控制性能 微机的主要功能是控制喷油器的喷油量，吸入空气量由节气门的开度决定 五、 汽油机涡轮增压 （一）汽油及涡轮增压特点 1. 2. 3. 4. 由于汽油机增压后易引发爆燃，故增压程度较柴油机低。 汽油机增压后热负荷偏高。 汽油机排气温度高，对废气涡轮的耐热强度要求较高。 汽油机转速变化度范围大，功率输出数值差别也很大，涡轮增压器与汽油机的匹配困难。 （二）布置方案
汽油机燃油供给系统
