曾教授與古董保時捷

3.1  汽油的性質與廢氣處理

3.2  供油系統簡介

3.3  化油器原理與流程

3.4  噴射系統原理與流程

 

 

 

 

(1)汽油基本成分性質

 

 

 

 

熱值:

 

    一單位數量的燃料完全燃燒時產生的熱量

 

 

 

 

 

辛烷值:

 

    指汽油在引擎內燃燒的爆炸程度指標，以正庚烷的情形最嚴重，定義其辛烷值為0；異辛烷定義為100。

 

正庚烷

 

 

異辛烷

 

 

 

 

 

 

 

(2)空燃比

 

   即是空氣與燃料的重量混合比空氣中其組成的主要成分為氮、氧及其他氣體，比例如下

 

 

 

然而引擎在各種狀況時，空氣與汽油的混合比例都會有所不同，如圖

 

 

然而汽油燃燒後所產生的廢氣可能有：CO、HC、NOX、SO2 、PM(微粒)等

 

 

 

 

CO：不完全燃燒下產生(左邊C原子；右邊O原子)

 

 

 

 

 

 

 

HC碳氫化合物

 

(以C3H8為例)：在汽油燃燒不完全下產生(白色為H原子；黑色為C原子)

 

 

 

 

 

 

 

 

NOX氮氧化物(以NO2為例)：在燃燒室溫度超過1800K下產生

 

 

 

 

 

 

 

 

SO2：含有硫成分的雜質燃燒後產生

 

 

 

 

 

對於廢氣的排放量，下左表為一基本限制；右表則為空燃比與廢氣排放量之關係圖

  

 

 

 

空燃比

 

  

 

 

(3)廢氣處理

    通常處理方式會依各種不同的廢氣，用不同的催化劑處理 如：

 

鉑Platinum：在300°C下，鉑可以使CO氧化成CO2；HC氧化成CO2和H2O

 

銠Rhodium：可以使NOX還原成N2

 

   

 

 

 

 

 

3.2  供油系統簡介

 

 

 

(1)概述

 

汽油引擎燃料系統須能適時、適量的提供引擎所需要之空氣與汽油；並使汽油能充份汽化，與空氣混和成適當比例之混合汽，以配合引擎在各種環境下操作之需要，並符合經濟省油的原則。

 

 

供油系統主結構圖

 

 

 

 

 

 

 

The fuel tank油箱

 

依材質分類有三大類：

 

 

 

a.鋼製

 

 

 

 

b.鋁合金製

 

 

 

 

 

c.塑膠製

 

 

 

 

Inertia switch慣性開關

 

 

用來關掉幫浦並防止汽油外漏的開關

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Filters過濾器

 

用來防止雜質等汙染物進入系統中，並破壞零件運作

 

 

 

 

 

 

Pump泵

 

    泵是利用裡面的渦輪旋轉產生的離心力，將引進來的流體以輻射的方式送出去，並達到加壓的效果，藉此將油箱中的油送到引擎中。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

泵的基本結構圖

 

 

 

 

 

泵的內部流速分布圖

 

 

 

 

 

Carbon canister炭罐

 

油氣與新鮮空氣混合的地方

 

 

 

 

 

Fuel return回油

 

    為了使燃油通道保持適當的油量，故在不催油門的情況下需要要多餘的油引回油箱中

 

 

 

 

回油系統基本結構

 

 

 

 

 

 

 

3.3  化油器原理與流程

 

 

 

 

 

 

 

 

 

供油系統演進可參考下表  

 

 

 

化油器的噴油原理是利用文氏管的概念來進行噴油。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

原理最為簡單，燃油經幫浦抽至浮筒室預備，再利用文氏管的原理，進氣歧管內空氣流速快時吸力越強，則供油量越多。

 

燃油與空氣混合之後，如圖，再送至汽缸內做燃燒。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

化油器實體圖

 

 

 

i.浮筒室油路

 

 

 

 

化油器因為沒有像後期一樣的電子噴油嘴直接控制噴油量的多寡，必須仰賴結構上的設計來改變油料的輸出量。

 

 

浮筒室保持油面高度的方法：

 

 

 

浮筒室的一端連結來自汽油泵的油路，並用一針閥來控制油料進出的開關，如圖(a)，當油料不足時，浮筒便會隨著液面降低而下降，帶動後方連桿，則針閥開啟，汽油便可進入浮筒室。 油料不斷進入浮筒室，此時浮筒便隨著液面升高而上升，到足夠後，針閥便會關閉進油孔。

 

 

 

ii.低速、怠速油路

 

 

 

 

在低速或怠速時，空氣由低速空氣嘴進入，利用文氏管的原理將燃油吸出，送至低速油孔及怠速油孔，其中怠速油孔的供油量多寡可由怠速螺絲來調配。接著與節氣門邊緣的漏入的空氣混合，成為較濃的混合汽送入汽缸。

 

 

 

iii.主油路

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在主油路中的強力閥(也稱量油桿)，可以控制主油路進油量的大小。

 

引擎在中速、高速輕負載運轉時，強力閥開度小，供油量小；而引擎在爬坡、負重、超車時，負載較大，需要較濃的混合汽，此時強力閥開度大提供大量的汽油。

 

 

 

量油桿的作動：

 

 

 

 

 

 

iv.加速油路

 

 

 

 

加速油路的作用在於節氣門突然大開時，提供額外油量，使混合器變濃。

 

 

 

 

加速泵連桿作動流程：

 

 

踩下踏板時：

踩下踏板時，節氣門連桿上移，泵活塞總成被壓下，泵缸中的油壓增加，將單向進油閥關閉，同時將單向出油閥推開，此時汽油便可從泵缸中經出油閥及加速泵噴油嘴，噴入進氣歧管中與空氣混合。

 

 

 

 

 

放鬆踏板時：

放鬆踏板時，節氣門連桿下移，泵彈簧協助將泵柱塞總成向上推，柱塞下方的泵缸內產生部分真空，大氣壓力將浮筒室的汽油，壓經單向進油閥，進入泵缸中，此時出油閥關閉。

 

 

 

3.4  噴射系統原理與流程

 

 

概述

 

燃料系統採用汽油噴射的方式，為現代汽油引擎的主流。與化油器式燃料系統相比，汽油引擎噴射系統，尤其在配上微電腦電子式的控制，具有低汙染、低油耗、高扭矩、高輸出等優點，使現代車子性能大大提高。

 

 

 

 

 

機械燃油噴射系統(K-Jetronic) 1973~1994

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

機械噴射系統的工作流程圖

 

 

 

可分為3大部分來解說：

 

a.控制電路

b.油路    

c.空氣

 

 

 

a. 控制電路部分最主要的功用是將電流引至電動燃油幫浦，使燃油泵啟動，在下面會做詳細的解釋。

 

 

 

b. 點火開關打下之後，電動燃油泵啟動，將由從油箱抽出，經過蓄壓器來穩壓後進入燃油濾清器在送至燃油分配器中，最後經由油管路送至噴油嘴。

 

  

   

c.空氣由進氣歧管流入，流入後會推動流量感知板，感知板經由連桿連結著燃油分配器的柱塞，若是進氣量大的話，則感知板向上的位移也大，則柱塞經由連桿結構被向上頂，此時進油量變多。