汽油发动机管理系统喷油器结构与原理

汽油发动机管理系统

喷油器结构与原理

一，汽油机原理

1，汽油机的发展过程

2，汽油机工作原理

3，汽油机的排放

4，化油器式汽油机的缺陷

二，汽油发动机管理系统原理和发展过程

三，汽油发动机喷油器结构与性能

1，进油

2，驱动

（1）电磁作用

（2）喷油器运动件的运动过程

3，喷油

（1）喷油器的开启和关闭

（2）喷油器流量

（3）油束的方向和形状

（4）雾化

4，密封性

四，喷油器发展动向

1，小型化

2，高压直喷

3，多燃料

一，汽油机原理

1，汽油机的发展过程

汽车的动力装置有汽油发动机、柴油发动机、气体燃料发动机、电动机以及燃气轮机。（其中也包括混合型动力装置，如两用燃料、混合动力。）

由于汽油机有着一系列的优点，在汽车动力装置中汽油机应用的比例相当高。在非机动车领域，汽油机也有着广泛的应用，如用于农业机械、园林机械、小型发电机组、船舶等。

德国人戴姆勒和迈巴赫在1883年发明了一种四冲程往复式结构的汽油机，采用化油器供油，白炽灯点火。由此，汽油机不断发展改进，并被采用到各种机械上。在一些领域中，汽油机是重要的动力设备。

我国直到20世纪30年代才开始生产汽油机。20世纪50年代以后，随着我国汽车工业的发展，我国的汽油机生产得到了迅速的发展，在我国的经济和社会生活中发挥了，并正在发挥着重要的作用。

2，汽油机工作原理

汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动。如果是四冲程汽油机，它有进气、压缩、作功和排气四个行程。汽油以适当方式（在进气道中或气缸燃烧室中）同空气混合，于压缩行程结束前被火花塞点燃，引发燃烧，推动活塞运动，从而对外作功。

3，汽油机的排放

汽油是多种碳氢化合物的混合。实际吸入发动机的空气量和燃油量的比值称为空燃比。汽油的化学计量空燃比为14.7, 称为理论空燃比（见图1）。

汽油燃烧时和氧作用产生二氧化碳和水蒸气。从理论上讲，进入汽油机燃烧室的混合气油气比例为理论空燃比时，燃烧产生的气体应该只有二氧化碳和水蒸气。

汽油机工作时，汽油在气缸的燃烧几乎不可能达到完全充分。相当长时期里，汽油机是由化油器供给汽油并进行油气混合（见图2）， 由于它的物理特性的局限，燃油不可能按要求的量提供，汽油机的燃烧难以完全充分。长期以来，汽油机排出的有害气体无法得到有效的

控制。随着汽车保有量的上升，汽车排放污染的影响越来越严重。

汽油机排放的副产品主要有一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等。

一氧化碳（CO）是碳氢化合物未充分氧化的产物。它无色无味，能破坏人体血液吸收氧的功能。

碳氢化合物（HC）包括了残余未燃烧的碳氢化合物以及燃烧过程中新合成的碳氢化合物。这种物质对人体健康有危害。

氮氧化合物（NOX）是高温燃烧时，氧和氮反应生成。它对人体健康有危害。

进气处于理论空燃比位置时，汽油机排出的有害气体能处于较低水平（见图3）。因此，人们把治理汽油机排放污染的注意力首先集中到如何控制空燃比上。

HC NOx (ppm)50004500400035003000250020001500

1000

500

8910111213141516

空燃比1718192021222324454035302520151050CO (%)

图3 排放与空燃比的关系

二氧化碳是汽油和空气中的氧燃烧的生成物，通常它未被列入排放有害物。但由于它被认为是“温室效应”的制造者，对于它的排放应该引起足够的重视。

4，化油器式汽油机的缺陷

汽油机气缸内的燃烧是由空气和汽油混合形成的可燃混合气，经火花塞点火而产生的。

化油器式汽油机已经存在了一百多年。流体有一个重要的特性，

流速加快，静压力变小（伯努利原理）。化油器就是依靠进气管喉管处进气速度加快，形成负压而将浮子室中的汽油吸出（见图2）。

随着对汽油机要求的提高，化油器的缺陷日益明显。

（1）燃烧不完全

汽油机性能与空燃比有着密切的关系。然而，化油器的物理特性难以按理论空燃比提供汽油。

（2）各缸进气不均匀

在多缸汽油机上，从化油器到各个气缸的路径是不一样的，因而，进到各个气缸的混合气的浓度和燃油组分是不一样的。这样，各个缸不可能同时达到同样的性能指标。

（3）喉管降低进气效率

化油器喉管截面收缩，引起进气阻力增加，进气效率降低。 针对这些缺陷人们不断对化油器进行改进。但是，从上世纪50年代开始，随着人们对环境保护的重视，在汽油机上起了至关重要作用的化油器面临了越来越严峻的形势，在汽车上应用汽油喷射技术也日益受到了人们的关注。

二，汽油发动机管理系统原理和发展过程

1，汽油发动机管理系统发展过程

20世纪30年代起，在航空发动机上就开始研究采用汽油喷射。

二次大战后汽油喷射已用于军用飞机的发动机上。最早在车用发动机 上采用汽油喷射的是Goliath和Gutbrod两个公司（1950至1953年间），以及Benz公司（1957年）。当时，这些汽油喷射系统只能是机械式的。

1953年，Bendix公司开始开发电控汽油喷油器，于1957年公开发表。Bendix的喷油器当时曾用在Chrysler的汽车上。

当时，在航空发动机上采用汽油喷射是为了解决浮子室式化油器不适应飞机多种姿态的要求，以及排除化油器结冰的故障。而在车用发动机上采用也只是为了提高功率和过渡响应性。只是在上世纪50年代末60年代初，美国等国家对汽车排放控制开始重视后，汽油喷射由于能精确控制空燃比，才日益受到关注。

1962年，Bosch开始研制电控汽油喷射系统。1967年Bosch公司发布了第一个电子控制汽油喷射系统——D—Jetronic, 并投入了应用，取得了成功。以后，Bosch公司又陆续开发了

K---Jetronic系统,

L—Jetronic系统,

LH---Jetronic系统,

KE---Jetronic系统,

以及 Mono—Jetronic；

1979年，Bosch公司推出了将汽油喷射系统和点火系统整合在一起，形成了汽油发动机管理系统（EMS）：

Motronic系统，

这也就是说汽油发动机管理系统包含了汽油喷射系统和点火系统。在本文中，如果在论述喷油器时不涉及点火功能，对系统称为汽油喷射系统。

近年来，Bosch公司又在M—Motronic系统中加入了电子节气门体控制（ETC），形成了

ME—Motronic系统；

近来，Bosch公司又推出

MED—Motronic系统，

把汽油直接喷射（GDI），电子点火和ETC整合在一起。

2，汽油喷射系统的基本原理

发动机及汽车的负荷、进气量、速度、温度等参数经传感器采集输送到控制器，控制器计算后输出讯号到喷油器，喷油器按控制器的要求实施喷油（见图4）。

图4--1 汽油发动机管理系统构成简图

图4--2 汽油喷射系统示意图

三，汽油发动机喷油器结构与性能

汽油喷射系统中喷油器是执行部件，起着至关重要的作用。Bosch公司的EV1喷油器，在市场上长期占居领先地位，受到用户的广泛好评。1990年代，Bosch公司研制成功EV6喷油器，逐步取代了EV1喷油器。随着汽油机缸内喷射系统（GDI）的问世和发展，Bosch公司的HD …… 此处隐藏：2715字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……