【汽车科普】汽车构造与原理 3.2 发动机-运转系统

发布时间 2023-11-22 10:34:40作者: anliux

汇总

目录

1.引言

Engine
如果汽车有生命,发动机就是它的“心脏”,是它的动力之源。
人的心脏差别较小,但汽车不同.
汽车心脏不仅大小不一,而且构造差别也很大,导致力量和性格都千差万别,甚至排出的废气都不是一个味儿

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13.燃油供给系统

Fuel Supply System

13.1 多点喷射和单点喷射

单点喷射 SPI

  • 只在 进气管入口 处装配一个喷油器,由这一个喷油器向进气管处喷射燃油
  • 然后再由 进气歧管 把混合气 分散 各个气缸中
  • 单点喷射图示:

多点喷射 MPI

  • 每个气缸的 进气歧管 上都单独装配一个喷油器,每个喷油器 只向一个气缸 喷射燃油
  • 随着多点喷射系统制造成本的下降,现在轿车上已很少采用单点喷射了
  • 多点喷射图示:

13.2 “双喷”发动机

缸内直喷和缸外喷射

  • 分类依据
    • 不同的发动机将燃油与空气 混合 的地方不同,或者说 燃油喷射 的位置不一样
  • 缸外喷射:
    • 将燃油喷射到 进气道 中,与进气混合后 再进入气缸 内。
  • 缸内直喷:
    • 直接将燃油喷射入 气缸中
    • 所有的柴油发动机和部分缸内直喷汽油机。
  • 现在采用缸内直喷发动机的车辆越来越多
    • 燃油缸内直喷对提高燃油经济性提高动力输出都很有帮助
    • 燃油缸内直喷已成为发动机先进技术的代表之一。
  • 图示:

“双喷”发动机

  • 原理:
    • 配有两套燃油喷射装置:缸内燃油直喷系统,进气道喷油器。
    • 根据行驶状况,缸内喷射与缸外喷射之间可以进行切换或共同混合喷射,确保高效的动力输出和最佳的燃油经济性。
      • 发动机冷起动时:采用缸外喷射;
      • 低中负荷时:采用混合喷射,提升转矩,降低油耗;
      • 高负荷时:采用缸内直喷,提升功率。
    • 现在,丰田、奥迪和大众的多款发动机上,都采用“双喷”发动机。
  • 双喷”发动机喷射系统示意图:

13.3 发动机燃油喷射系统

喷油时刻和喷油量

  • 对喷油时刻和喷油量的精确控制:
    • 通过控制电磁线圈的电压实现
  • 缸内直喷发动机上最先进的喷油器采用压电式喷嘴
    • 它由无数个相互叠置的微型陶瓷碟片组成。
    • 压电效应:施加电压时,陶瓷碟片的晶体结构就会发生改变
  • 给电磁线圈施予电压:
    • 碟片将以最低限度强力扩张,快速而精确地作用于控制阀
    • 控制阀则会触发喷射针,从而喷射燃油;
  • 当电磁线圈断电后:
    • 磁力消失,在压力弹簧的作用下,喷油针阀回复原位,喷油结束

高压油轨

  • 缸内直喷发动机的高压油轨系统
  • “轨”:是一个储压器,其中燃油由油泵供给,可在最高200兆帕的压强下存储燃油。
  • 高压作用 + 喷嘴上直径0.1毫米的精细小孔设计:
    • 共轨系统的喷射器能够将燃油 雾化 为极为精细的微粒
    • 从而确保 出色、均匀 的油气混合及 高效 的燃烧
  • 奥迪缸内燃油直喷发动机喷油器

发动机燃油喷射系统

13.4 燃油供给路线

燃油是怎样供给到发动机的?

  • 燃油供给路线:
    • 燃油被燃油泵燃油箱中抽出,经过燃油滤清器,进入燃油轨道
    • 燃油在发动机电脑(ECU)的控制下 喷射 到进气道(缸外喷射)或气缸内(缸内直喷),最终参与燃烧
  • 压力调节器:
    • 由于燃油喷射的压力较大,在喷入进气歧管时可能造成 进气歧管内压力不平衡,从而 影响燃烧效率
    • 压力调节器:当进气歧管内 压力差较大 时,压力调节器打开阀门,允许一部分燃油 流回燃油箱 中。

燃油供给路线示意图

13.5 汽油的存储

炭罐

  • 炭罐的必要性:
    • 潜在的危险:油箱内的燃油很容易挥发并增加油箱内部的压力,当压力到达一定值时就会产生危险。
    • 炭罐的位置: 燃油箱和发动机之间 设置一个充满活性炭的炭罐
    • 炭罐的作用:让油箱中 多余的燃油蒸气 通过 蒸气导管引入炭罐 中,由活性炭来 吸附 燃油蒸气。
  • 当汽车开动时,炭罐中吸附的燃油加入发动机燃烧的方式:
    • 电磁阀打开,新鲜空气进入炭罐,将炭罐中的燃油“吹”向进气歧管
    • 以达到节约燃油和环保的目的。

燃油箱的布置

  • 轿车的燃油箱:
    • 燃油加注后暂时储存在燃油箱中
    • 轿车的燃油箱容积多为50~80升
  • 轿车用的燃油箱的材料:大多是 高分子高密度聚乙烯塑料
    • 强度高,密封性好,
    • 容易制成符合布置空间的异形,从而可充分利用空间
    • 重量轻,耐腐蚀,抗冲击性好
    • 在燃烧时也不易爆炸等
  • 随着材料技术的进步,塑料燃油箱的优点越来越多,金属燃油箱在轿车上的应用越来越少
  • 燃油箱在车内:呈 近似对称 的方式布置的,以保持车身左右的 平衡
    • 注:燃油加注口在车身一侧

汽油存储示意图

  • 炭罐和燃油箱
  • 奥迪A8轿车燃油箱构造图

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14.点火起动系统

Ignition Starting System

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TBD