1876年,德国发明家 奥托 创制成功第一台现代意义的内燃机;以煤气为燃料,内燃机工作时完成进气、压缩、作功和排气这四个过程,这一循环被称为奥托循环。1883年,德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机,拉开现代汽车工业的大幕。
汽油机正常工作需要四个重要的条件:
合适的气缸压力-简单说就是气压的密封性能要好;
正确的配气相位-简单说就是气门开闭时机要正确;
合适的数量和浓度的混合气-就是所说要有油;
足够的点火能量和正确的点火时间;
本文主要聊聊汽油机的供油发展-从化油器到电喷技术的发展历程,体会技术的影响力。
简单的化油器
化油器已经淘汰,但我一直认为,化油器是一个经典的设计,一度有收藏化油器的想法。它的基本结构和原理很简单-虹吸原理。
简单的化油器
化油器的浮子和针阀用于调节浮子室油面的稳定;把喉管设计成喇叭形,是为了增加空气流速;这样当发动机吸气时形成的负压,吸入的空气高速流过喉管处,顺带将浮子室汽油“吸出”,快速的吹散雾化形成混合气;而油门控制的节气门调节混合气数量,改变发动要转速和功率输出。
复杂的化油器
发动机不同的工况对混合气浓度要求不同,为了让发动机平稳工作、动力高、又节油,我们对化油器进行一次又一次的“升级”,给它加装了很多装置来满足人们的需求。所以一个小小的化油器,内部有十几个装置,我就不一一列举了,本文只列出它的五大装置,因为这五大装置的配合基本能完成发动机的五大工况:起动、怠速、中小负荷、大负荷和急加速工况。
在正常的中小负荷,也就是我们大部分的行车过程中,我们需要标准的、甚至稍稀一点的混合气(注明:标准混合气中空气和汽油的质量之比为14.7:1)-化油器有主供油装置;
起动、尤其是低温起动,需要很浓的混合气-化油器有起动装置;
怠速状态,需要很少,但是要浓一些的混合气-化油器有怠速装置;
到了大负荷,油门要到底了,需要混合气加浓一些,这样才有劲-化油器有加浓装置;
当急加速要超车时,为了提速有劲,需要混合加浓一些-化油器有加速装置;
关于化油器这五大装置是如何工作的,因为复杂,本文不发挥,有喜观的朋友以可向我提了, 我再专门发文讨论交流。
我们为什么不学习柴油机,采用喷油器呢
终于在20世纪70年代,搞出了用喷油器代替化油器。问题是如何调节喷油量呢?搞出了一个称为燃油分配器的部件,也有柱塞,用一档板在进气道,进气气流推动档板产生位移,位移量反映了进气量,档板通过杠杆调节柱塞位置,调节供油量。这样,电动油泵提供的压力汽油就通过燃油分配器提供给喷油器,喷油器被压力顶开喷油。
这种机械喷射称为K型喷射,后来加入了电子控制,但是电子控制只能通过修正油压来调节喷油,本质上还是机械喷油器。20世纪60、70年代,奔驰、宝马、奥迪采用,后期出现故障,真不如化油器好用:不会修,修不了,没配件,有配件还很贵。
电磁喷油器的应用,开创了发动机供油新时代
汽油机采用喷油器真正伟大的创新是采用电磁喷油器代替机械喷油器,喷油器是一个电磁阀,由电脑控制,通过控制喷油器通电打开时间可以精确控制喷油量,精确的到毫秒。这样可以利用各种传感器检测发动机的参数,实现精确自由的喷油控制,如低温时,电脑可以适当增加喷油,以适应低温工作需要,减油门时,可以适当减小喷油,以提高经济性。
更重要的是,电脑的控制功能在不断的扩展,如点火、怠速都可以控制,实现了发动机综合控制。我们的控制理念和要求可以灵活的写成控制程程序。
从越来越复杂的化油器,我们用一个电磁喷油器解决了我们的需要,并在此基础上不断的扩展控制功能。正是技术的发展推动着汽车的不断进步!