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宝马轿车发动机结构特点.pdf

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宝马 轿车 发动机 结构 特点
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Introduction to BMW Technology 燃油与排气系统u储存燃油 u提供足够数量的冷却和无气泡的燃油 u中断燃油输送 u储存燃油箱中排出的碳氢化合物气体并输送到发动机 Fuel and exhaust System 燃油装置作用汽油是一种轻质 可燃性碳氢化合物混合 液。 汽油有一个约30 °C 至 200 °C 的沸 点范围。 挥发性(蒸发或汽化) 冷起动性 暖机/加速性能 减少对润滑油的稀释 汽油挥发特性曲线 Fuel and exhaust System 汽油特性用辛烷值表示,辛烷值最大为100 确定方法: RON(Research Octane Number) 加速爆燃基本指数 MON(Motor Octane Number) 在高速下产生爆燃的倾向 汽油添加剂: 抗老化剂 -- 改进储藏过程中的稳定性 进气系统污染阻止剂(清洁剂)-- 保持进气系统无污染、无沉积 防腐蚀剂 -- 在金属表面生成保护层,减少对燃料系统腐蚀 汽油抗爆性能 Fuel and exhaust System 汽油特性Fuel and exhaust System 燃油装置组成 燃油输送系统 ? 燃油箱 ? 燃油泵 ? 燃油压力调节器 ? 燃油滤清器 燃油箱排气装置 ? 加注通风管接头 ? 加油通风阀 ? 活性碳过滤器 (AKF) ? 燃油箱排气阀 (TEV) 混合气形成装置和排气装置 ?油轨中的喷射阀 ?排气歧管 ?氧传感器 ?数字式发动机电子伺控系统 (DME)Fuel and exhaust System 燃油箱1 活性碳过滤器(AKF) 2 吹洗空气管路接头 3 滤网 4 燃油注入管 5 运行排气管 6 加注排气管 7 维护开口,右侧 8 运行排气阀 9 加注排气阀 10 维护开口,左侧 11 运行排气阀 12 行驶方向 Fuel and exhaust System 燃油箱Fuel and exhaust System 燃油箱1 维护顶盖,左侧 2 燃油滤清器 3 燃油压力调节器 4 燃油输送单元,左侧 5 燃油输送单元,右侧 6 从右侧至左侧油箱管路 7 缓冲装置 8 维护顶盖,右侧 9 行驶方向 Fuel and exhaust System 燃油输送单元1 燃油加注管接头 2 安全阀 3 电动燃油泵(EKP) 4 燃油滤清器 5 进油管路 6 喷油轨/ 喷油阀 7 燃油压力调节器 8 引流泵,左侧 9 引流泵,右侧 10 燃油油位传感器,右侧 11 燃油油位传感器,左侧 12 维护开口,左侧 13 维护开口,右侧 14 加注管排气接头 15 运行排气阀(翻车保护阀) 16 运行排气阀(翻车保护阀) 17 活性碳过滤器(AKF) 18 燃油箱排气阀(TEV) 19 AKF 至进气系统的空气 20 空气滤清器(滤网) 21 DME 22 氧传感器 23 排气歧管 Fuel and exhaust System 燃油装置组成右侧油箱 => 缓冲装置 =>燃油泵 =>燃油滤清器 =>喷油轨 l 燃油被加注到右侧油箱中 l 燃油通过在缓冲装置底板 中安装的阀门或上部流入 缓冲装置中 l 电动燃油泵 (EKP)把燃油 从缓冲装置中抽出,输送 到燃油滤清器中。 l 燃油从燃油滤清器通过进 油管路到达喷油轨 Fuel and exhaust System 燃油输送单元 1燃油加注管接头 2 安全阀 3电动燃油泵 4 燃油滤清器 5进油管路 6 喷油轨/ 喷油阀1 燃油压力调节器 3 回流管路 2 引流泵,左侧 4 引流泵,右侧 Fuel and exhaust System 燃油压力调节器1.来自总进气管的真空 2.膜片 3. 来自供油泵的输入燃油 4.至燃油箱的回流燃油 Fuel and exhaust System 燃油压力调节器来自燃油压力调节器 喷嘴 油箱拐角中的剩余燃油 至泵的回流管路 Fuel and exhaust System 引流泵在加油时打开一个排气阀,以便能够通过注油枪抽出 燃油蒸汽 在燃油箱处于封闭状态时把燃油箱内产生的燃油蒸汽 储存在一个活性碳过滤器(AKF) 中 周期性地清洁活性碳过滤器,并通过燃烧和废气消毒 使储存的剩余燃油无害 Fuel and exhaust System 燃油箱排气装置燃油加注通风装置 (EU version) 平衡容积--为了执行加油通风功能,在燃油箱中有一个平衡容 积。平衡容积是燃油箱完全加满时油位之上的容积。平衡容积 在触发注油枪自动关闭时保持未加注。平衡容积约 6升。 1 注油枪 2 加注管排气接头 Fuel and exhaust System 燃油箱加注通风装置1 运行排气阀 2 活性碳过滤器(AKF) 3 燃油箱排气阀(TEV) 4 至进气系统的空气管路 5 空气滤清器(滤网) 6 DME 7 氧传感器 8 排气歧管 Fuel and exhaust System 燃油箱排气装置活性碳过滤器 清洁燃油箱中产生的碳氢化合物 (HC) 气体,把清洁空气传输到大 气中。燃油气体 (HC分子) 被储存在 AKF 中。其余空气通过AKF上的一 个蜘蛛网状滤网进入大气。蜘蛛网状滤网可防止昆虫进入AKF 中。AKF 可在行车过程中重新再生 (清洁)。 通过吹洗空气管路,空气被从大气中以相反的方向抽吸通过AKF。 空气与 AKF 中的碳氢化合物混合加浓。通过燃油箱排气阀 (TEV) 和进气 系统把加浓后的空气供给燃烧。 Fuel and exhaust System 活性碳过滤器(AKF)1 燃油加注管接头 2 安全阀 3 电动燃油泵(EKP) 4 燃油滤清器 5 进油管路 6 喷油轨/ 喷油阀 7 燃油压力调节器 8 引流泵,左侧 9 引流泵,右侧 10 燃油油位传感器,右侧 11 燃油油位传感器,左侧 12 维护开口,左侧 13 维护开口,右侧 14 加注管排气接头 15 运行排气阀(翻车保护阀) 16 运行排气阀(翻车保护阀) 17 活性碳过滤器(AKF) 18 燃油箱排气阀(TEV) 19 AKF 至进气系统的空气 20 空气滤清器(滤网) 21 DME 22 氧传感器 23 排气歧管 Fuel and exhaust System 燃油装置组成排气装置 作用 ? 正确排出废气,保证补加空气不会通过泄漏在排气嘴前流入 废气中,废气不会提前离开导流系统并进入车厢内部。 ? 阻尼排气噪音并冷却废气。 ? 将废气净化到目前有效的有害物质极限值。 排气装置的元件通常有: ? 排气歧管 ? 氧传感器 ? 管道 ? 废气触媒转换器 ? 中间消音器或主消音器 ? 后消音器 Fuel and exhaust System 排气装置前置管 中间消音器 后消音器 E60 的排气装置包括带发动机附近的废气触媒转换 器的排气歧管,不锈钢制成,一体式结构。中间消音器 的容积为 4.8 升,后消音器的容积为 26.2升。对于所有 发动机 (M54) / 变速箱系列来说,不锈钢排气装置的造型 到排气歧管都相同。 Fuel and exhaust System 排气装置组成3 监控用传感器 (氧 传感器) 1调控用传感器 (氧传感器) 2废气触媒转换器 排气歧管把废气从气缸盖的排气道导入排气装置的管道中。 是发动机废气触媒转换器的支架并支承两个氧传感器。 Fuel and exhaust System 氧传感器理论空燃比 14.7 : 1 理论空燃比 14.7 : 1 Fuel and exhaust System 废气净化废气净化 把有害的废气成份CO、HC和NOx降低到规定的最小程度。CO、 HC 和 NOx 共占废气量的约 1 - 3%。汽油发动机的车辆上使用三通废 气触媒转换器。 ?供给的空气质量与喷射的燃油质量的比例被称为空气过量系数。空气 过量系数值l = 1 表示 14.7 kg 空气与 1 kg 燃油的比例。这个空气质量 在环境压力下对应于约 11 立方米的体积. ?当燃烧室中提供的空气不足以使燃油完全燃烧时,存在空气不足 (浓混 合气, l 1) 时,空气多于完全燃烧 所需要的。 ?部分负荷时废气成分表明,在l = 1.0 至 1.2 的范围内 CO 和 HC排放 最小,然而NOx 排放最大。发动机在这个范围内运转时特别节省燃 油。 Fuel and exhaust System 废气净化Fuel and exhaust System 氧传感器 1-调控用氧传感器;2- 三元催化器;3-监控用 氧传感器通过监控用传感器检测废气触媒转换器的功能 (图 1:废气触媒转换器正常,图 2:废气触媒转换器不正常) Fuel and exhaust System 氧传感器Fuel and exhaust System 氧传感器-突变型l传感器 1、氧化锆 2、铂电极 3、触点 4、连接头 5、排气管 6、陶瓷罩 7、尾气 8、环境空气?装于三元催化反应器后。 ?核心为陶瓷材料,两边有 涂层。 ?涂层的优点是:对尾气中 的氧浓度更敏感。 ?两边涂层的氧浓度不同, 产生电压信号。 ?插脚为4个。 ?监控三元催化转换器是否 正常工作。 外部 空气 电压信号 尾气 带有涂层的 极板 控制单 元 Fuel and exhaust System 氧传感器-突变型l传感器?装在三元催化反应器前 ?插头为6脚。 ?调整更精确、更精细。 ?通过单元泵工作,可将尾 气中的氧吸入测量室,单 元泵工作所用电流,即为 传递给控制单元的电信号 。控制l的电压值在450mv 附近。 尾气 单元泵 单元泵电流 扩散 通道 空气 测量室 传感器电压 Fuel and exhaust System 氧传感器-宽频带型l传感器1.混合气过稀 ?电压值低于450mv。 ?减少单元泵的工作电流。 ?单元泵电流减小,使泵入测 试室氧量减少,使电压尽快恢 复到450mv。 ?单元泵电流传递给控制单元 2.混合气过浓 ?电压值超过450mv。 ?控制单元增大单元泵的工作 电流,使单元泵旋转速度增 加,增加泵氧速度。 ?单元泵泵入测试室中的氧量 增加,使电压值恢复到 450mv。 Fuel and exhaust System 宽频带型l传感器 尾气 单元泵 单元泵电流 扩散 通道 空气 测量室 传感器电压废气成分 CO、HC 和 NOx 的转化在废气触媒转换器中进行。当过量空 气系数保持在 1 左右一个很窄的范围内 (< 0.5% 偏差) 时 (空气过量系数窗 口),废气触媒转换器可把 CO、HC和 NOx 降低 95% 以上,并另外承担前 消音器的功能。 温度必须在 300 °C 至 800 °C 之间。 8 化学反应 7 支承膜 6 脆的蜂窝状陶瓷制 成的支承体 5 铂、铑涂层 4 托座 2 3 托座 1 2 两部分不锈钢壳体 1 弹性绝缘支撑垫 Fuel and exhaust System 废气触媒转换器消声--通过中间消音器和后消音器实现,作为吸收式消音器和反射消音器工 作。废气触媒转换器这时所起的作用类似于以前的前消音器。 消音器--在脉动排出热废气的温度最高至1000 °C 时 ,把声平降低到法律 规定的最高值, 作为排气装置的元件促进发动机的有效换气。 8 吸收 7 节流阀 6 反射腔 5 导入管 4 排气尾管 3 干涉组件 2 芯链形线路 1 进气谐振器 Fuel and exhaust System 消音器
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