前期回顧: 「圖解·汽車」徹底看懂發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)
燃料供給系統(tǒng)發(fā)動機燃料系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機所需的燃油與空氣按照機器自身的設(shè)計方式混合成一定濃度的氣體供給燃燒室,,并將燃燒后的廢氣排掉,。 燃料供給系統(tǒng)
汽油機燃料供給系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)發(fā)動機各種不同工況的要求,,配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣,,進入氣缸,使之在臨近壓縮終了時點火燃燒而膨脹做功,。供給系統(tǒng)還應(yīng)將燃燒產(chǎn)物——廢氣排入大氣中,。 化油器式燃料供給系統(tǒng) 汽油機燃料供給系統(tǒng)分為化油器式燃料供給系統(tǒng)和電子燃油噴射式供給系統(tǒng),。
化油器是在發(fā)動機工作產(chǎn)生的真空作用下,,將一定比例的汽油與空氣混合的機械裝置?;推髯鳛橐环N精密的機械裝置,,它對發(fā)動機的重要作用可以被稱為發(fā)動機的“心臟”,其完整的裝置應(yīng)包括啟動裝置,、怠速裝置,、中等負荷裝置、全負荷裝置,、加速裝置,?;推鲿鶕?jù)發(fā)動機的不同工作狀態(tài)需求,自動配比出相應(yīng)的濃度,,輸出相應(yīng)的量的混合氣,,為了使配出的混合氣混合的比較均勻,化油器還具備使燃油霧化的效果,,以供機器正常運行,。 典型化油器
內(nèi)燃機工作時,,吸入的空氣流經(jīng)喉管時流速增高,,使該處產(chǎn)生真空,將浮子室中的燃油經(jīng)主量孔和噴口吸出,,噴入喉管,。燃油被高速空氣流所霧化,并與之混合,,混合過程一直延續(xù)到氣缸內(nèi),。 化油器原理 汽油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)簡稱為“電控燃油噴射系統(tǒng)”“電噴系統(tǒng)”,,是以電控單元為控制中心,,并利用安裝在發(fā)動機上的各種傳感器測出發(fā)動機的各種運行參數(shù),再按照電腦中預(yù)存的控制程序精確地控制噴油器的噴油量,,使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳空燃比的可燃混合氣,。 電子控制燃油噴射系統(tǒng) 電子燃油噴射系統(tǒng)組成 電子燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu) EFI主要部件
多點噴射系統(tǒng)的噴油器位于進氣口處。 進氣口噴射發(fā)動機 噴油器的作用是接受ECU送來的噴油脈沖信號,,精確地控制燃油噴射量。 噴油器結(jié)構(gòu)
空氣流量計將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號送至電控單元(ECU),,作為決定噴油的基本信號之一,是用來測定吸入發(fā)動機的空氣流量的傳感器,。 翼片式空氣流量計 汽油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)汽油缸內(nèi)直噴是將噴油嘴安裝在燃燒室內(nèi),,將汽油直接噴注在氣缸燃燒室內(nèi),,空氣則通過進氣門進入燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃做功,這種形式與直噴式柴油機相似,。 汽油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)示意圖 目前一般汽油發(fā)動機上所用的汽油電控噴射系統(tǒng),,是將汽油噴入進氣歧管或進氣管道中,與空氣混合成混合氣后再通過進氣門進入氣缸燃燒室內(nèi)被點燃做功,。
汽油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)采用兩個油泵,,油箱內(nèi)的低壓電動泵和由凸輪軸驅(qū)動的高壓油泵。 典型汽油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)原理 汽油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要部件 排氣系統(tǒng)汽車的排氣系統(tǒng)主要包括排氣歧管,、三元催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和排氣管道等,,主要的作用就是將氣缸內(nèi)燃燒的廢氣收集并且排出到大氣中,。 排氣系統(tǒng)
排氣歧管是與發(fā)動機氣缸體相連的,,將各缸的排氣集中起來導(dǎo)入排氣總管的,,帶有分歧的管路,。為了防止排氣口間的廢氣產(chǎn)生相互干涉或回流的現(xiàn)象,排氣歧管設(shè)計得很“怪異”,,但也是有原則的,以防止出現(xiàn)紊流,,如各缸排氣歧管盡可能獨立,,長度盡可能長且相等,管內(nèi)表面盡可能光滑,。 排氣歧管
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)用于降低廢氣中的氧化氮(NOx)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,發(fā)動機燃燒室內(nèi)的溫度和壓力滿足了上述條件,,在強制加速期間更是如此。 EGR閥 當(dāng)發(fā)動機在負荷下運轉(zhuǎn)時,,EGR閥開啟,使少量的廢氣進入進氣歧管,,與可燃混合氣一起進入燃燒室,。怠速時EGR閥關(guān)閉,幾乎沒有廢氣再循環(huán)至發(fā)動機,。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑),,在燃燒室內(nèi)不參與燃燒。它通過吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力,,以減少氧化氮的生成量,。進入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的增加而增加。 EGR閥工作原理
發(fā)動機廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)中,,EGR閥工作時,,ECU根據(jù)存儲器內(nèi)存儲的不同工作條件下理想的EGR閥開度控制EGR閥。 發(fā)動機廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng) EGR閥開度傳感器檢測EGR閥的開度并將信號傳遞至ECU,,然后ECU將此開度與根據(jù)輸入信號計算出的理想開度進行對比,如果它們之間不同,,ECU將減小EGR閥控制電磁閥的電流,,因此減小施加到EGR閥的真空,結(jié)果使EGR閥再循環(huán)的廢氣量改變,。 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油箱和化油器浮子室中的汽油隨時都在蒸發(fā)氣化,,若不加以控制或回收,則當(dāng)發(fā)動機停機時,,汽油蒸氣將逸入大氣,,造成對環(huán)境的污染。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的功用便是將這些汽油蒸氣收集和儲存在炭罐內(nèi),,在發(fā)動機工作時再將其送入氣缸進行燃燒,。 蒸發(fā)控制系統(tǒng) 蒸發(fā)控制系統(tǒng)(EVAP system)原理:當(dāng)計算機將炭罐凈化電磁閥打開時,,歧管真空將存儲在炭罐的蒸氣吸入發(fā)動機,。歧管真空也作用到壓力控制閥,當(dāng)該閥打開,,油箱中的汽油蒸氣也被吸入到炭罐,,最終進入到發(fā)動機。當(dāng)電磁閥關(guān)閉(或發(fā)動機停轉(zhuǎn),,沒有真空),,壓力控制閥在彈簧作用下關(guān)閉,油箱內(nèi)的蒸氣無法進入大氣中,。 蒸發(fā)控制系統(tǒng)原理 三元催化轉(zhuǎn)換器三元催化轉(zhuǎn)換器,是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機外凈化裝置,,也稱作催化凈化轉(zhuǎn)換器,。利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體,,可同時減少CO,、HC和NOx的排放,它以排氣中的CO和HC作為還原劑,,把NOx還原為氮(N2)和氧(O2),,而CO和HC在還原反應(yīng)中被氧化為CO2和H2O,。 三元催化轉(zhuǎn)換器 增壓器增壓器是發(fā)動機借以增加氣缸進氣壓力的裝置,。進入發(fā)動機氣缸前的空氣先經(jīng)增壓器壓縮以提高空氣的密度,使更多的空氣充填到氣缸里,,從而增大發(fā)動機功率,。裝有增壓器的發(fā)動機除能輸出較大的功率外,還可改善發(fā)動機的高密度特性,。 汽車發(fā)動機進氣增壓器,,主要包括三種形式:廢氣渦輪增壓器、機械渦輪增壓器,、雙渦輪增壓器,。
渦輪增壓大家并不陌生,平時在車的尾部都可以看到諸如1.4T,、2.0T等字樣,,這說明了這輛車的發(fā)動機是帶渦輪增壓的。渦輪增壓(turbocharger,,縮寫Turbo或T)是利用發(fā)動機的廢氣帶動渦輪來壓縮進氣,,從而提高發(fā)動機的功率和扭矩,使車更有勁,。 渦輪增壓器的位置
渦輪增壓器主要由渦輪機和壓縮機兩部分組成,它們之間通過一根傳動軸連接,。渦輪的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連,,排氣口與排氣管相連;壓縮機的進氣口與進氣管相連,,排氣口則接在進氣歧管上,。到底是怎樣實現(xiàn)增壓的呢?主要是通過發(fā)動機排出的廢氣沖擊渦輪高速運轉(zhuǎn),,從而帶動同軸的壓縮機高速轉(zhuǎn)動,,強制地將增壓后的空氣壓送到氣缸中,提高發(fā)動機的功率,。 渦輪增壓原理
渦輪增壓主要是利用發(fā)動機廢氣的能量帶動壓縮機來實現(xiàn)對進氣的增壓,整個過程中基本不會消耗發(fā)動機的動力,,擁有良好的加速持續(xù)性,,但是在低速時渦輪不能及時介入,帶有一定的滯后性,??諝饨?jīng)空氣濾清器后,被渦輪增壓器加壓到中冷器,進入進氣歧管,、進氣門,、氣缸、排氣門,、排氣歧管,。 渦輪增壓空氣流動 機械增壓器相對于渦輪增壓,,機械增壓的原理則有所不同,。機械增壓主要是通過曲軸的動力帶動一個機械式的空氣壓縮機旋轉(zhuǎn)來壓縮空氣的。與渦輪增壓不同的是,,機械增壓工作過程中會對發(fā)動機輸出的動力造成一定程度的損耗,。 機械增壓器發(fā)動機 由于機械增壓器是直接由曲軸帶動的,,發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,,增壓器也就開始工作了,所以在低轉(zhuǎn)速時,,發(fā)動機的扭矩輸出表現(xiàn)也十分出色,,而且空氣壓縮量是按照發(fā)動機轉(zhuǎn)速線性上升的,沒有渦輪增壓發(fā)動機介入那一刻的唐突,,也沒有渦輪增壓發(fā)動機的低速遲滯,。但是在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,機械增壓器對發(fā)動機動力的損耗也是很大的,,動力提升不太明顯,。 機械增壓器 帶有中冷器的機械增壓器 發(fā)動機潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠,、溫度適當(dāng)?shù)臐崈魴C油輸送到全部傳動件的摩擦表面,并在摩擦表面之間形成油膜,,實現(xiàn)液體摩擦,,從而減小摩擦阻力、降低功率消耗,、減輕機件磨損,,以達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。 潤滑系統(tǒng)
機油主要存儲在油底殼中,,當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)后帶動機油泵,利用泵的壓力將機油壓送至發(fā)動機各個部位,。潤滑后的機油會沿著缸壁等途徑回到油底殼中,,重復(fù)循環(huán)使用,。 發(fā)動機潤滑油流向示意圖
典型的發(fā)動機潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,采用壓力和飛濺潤滑,。機油在壓力下經(jīng)過油道到達發(fā)動機頂端,隨后機油流回油底殼,,來潤滑其他部件,,或?qū)w濺到部件上。 發(fā)動機潤滑油路 機油泵機油泵的功用是保證機油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動,并在發(fā)動機任何轉(zhuǎn)速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數(shù)量的機油,。 機油泵 發(fā)動機冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去,保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作,。 發(fā)動機冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種,。水冷系統(tǒng)均為強制循環(huán)水冷系統(tǒng),即利用水泵提高冷卻液的壓力,,強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動,。 發(fā)動機冷卻系統(tǒng)示意圖
發(fā)動機是怎么進行冷卻的呢,?主要通過水泵使環(huán)繞在氣缸水套中的冷卻液加快流動,,通過行駛中的自然風(fēng)和電動風(fēng)扇,使冷卻液在散熱器中進行冷卻,,冷卻后的冷卻液再次引入到水套中,,周而復(fù)始,實現(xiàn)對發(fā)動機的冷卻,。 冷卻系統(tǒng)小循環(huán) 冷卻系統(tǒng)除了對發(fā)動機有冷卻作用外,還有“保溫”的作用,,因為“過冷”或“過熱”,,都會影響發(fā)動機的正常工作。這個過程主要是通過節(jié)溫器實現(xiàn)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)“大小循環(huán)”的切換,。什么是冷卻系統(tǒng)的大小循環(huán),?可以簡單理解為,小循環(huán)的冷卻液是不通過散熱器的,,而大循環(huán)的冷卻液是通過散熱器的,。 冷卻系統(tǒng)大循環(huán)
當(dāng)冷卻液溫度低于規(guī)定值時,,節(jié)溫器感溫體內(nèi)的石蠟呈固態(tài),,節(jié)溫器閥在彈簧的作用下關(guān)閉發(fā)動機與散熱器間的通道,,進行小循環(huán)。 蠟式節(jié)溫器剖面圖 當(dāng)冷卻液溫度達到規(guī)定值后,,石蠟開始熔化逐漸變成液體,體積隨之增大并壓迫橡膠管使其收縮,,在橡膠管收縮的同時對推桿作用以向上的推力,。由于推桿上端固定,推桿對橡膠管和感溫體產(chǎn)生向下的反推力使閥門開啟,,這時冷卻液經(jīng)由散熱器和節(jié)溫器閥,,再經(jīng)水泵流回發(fā)動機,進行大循環(huán),。
發(fā)動機水冷系統(tǒng)中的散熱器由進水室,、出水室及散熱器芯等三部分構(gòu)成。冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動,,空氣在散熱器芯外通過,。熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷,冷空氣則因為吸收冷卻液散出的熱量而升溫,,所以散熱器是一個熱交換器,。 散熱器 |
|