汽車構造教程-4化油器式汽油機燃料供給系統(tǒng)

第四章化油器式汽油機燃料供給系概述汽油供給裝置空氣濾清器及進、排氣裝置簡單化油器及可燃混合氣的形成可燃混合氣成分與發(fā)動機性能的關系各工況對混合氣的要求及理想化油器特性現(xiàn)代化油器的結(jié)構及工作原理現(xiàn)代化油器的型式及典型化油器構造一、汽油機燃料供給系的任務：

根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動機供給一定數(shù)量的、清潔的、霧化良好的汽油，以便與一定數(shù)量的空氣混合形成可燃混合氣，以及對其濃度進行有效的控制，使發(fā)動機在各種工況下都能連續(xù)、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)?！?.1概述二、化油器式汽油機燃料供給系的組成①燃油供給裝置：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管燃油表、油氣分離器②空氣供給裝置：空氣濾清器、③可燃混合氣形成裝置：化油器④廢氣排出裝置：排氣管道、排氣消音器，三元催化轉(zhuǎn)換器

油箱汽油濾清器汽油泵化油器(霧化混合蒸發(fā))空氣濾清器排氣管排氣消聲器在氣缸內(nèi)燃繞供給路線圖油箱油管汽油泵汽油濾清器化油器空氣濾清器桑塔納轎車汽油供給系示意圖1、物理特性：

粘度小、流動性好、自潤性差。2、使用性能指標：

⑴蒸發(fā)性：能被蒸發(fā)的性能。（餾程、飽和蒸汽壓）⑵熱值：44000kJ/kg⑶抗爆性：在燃燒中，避免產(chǎn)生爆燃的能力。（P116）（辛烷值越高，抗爆性越強）3、牌號：牌號越高，抗爆性越強。三、汽油的使用性能加油延伸管濾網(wǎng)油面指示表傳感器浮子出油開關汽油濾清器加油管汽油箱支架汽油箱蓋放油螺栓除去汽油中的水分和雜質(zhì)。類別：可拆式（多孔陶瓷）、不可拆式（微孔濾紙）結(jié)構：原理：使用注意事項：1.進、出油口不可裝反2.勤清洗3.密封墊拆裝時不要破損中央多孔筒多孔濾紙外筒折疊紙濾芯

將汽油從油箱中吸出，經(jīng)管路和汽油濾清器，然后泵入化油器浮子式?；匚粡椈蓳u臂進油口出油口膜片出油單向閥進油單向閥2、膜片式輸油泵結(jié)構：汽油泵結(jié)構：由上體、下體、膜片總成構成。1.上體：泵蓋、進出油管接頭、進出油室、進出油單向閥。2.下體：凸緣、內(nèi)外搖臂、回位彈簧、軸銷、密封墊。3.膜片總成：橡膠膜片、泵膜拉桿、膜片彈簧。3、膜片式汽油泵工作原理（觀看）A.進油：發(fā)動機工作時，凸輪軸偏心輪驅(qū)動外搖臂擺動。外搖臂向上擺動時帶動內(nèi)搖臂向下運動，并通過泵膜拉桿拉動泵膜向下拱曲，泵膜彈簧被壓縮。泵室容積增大，產(chǎn)生真空度，使出油閥關閉，進油閥打開，汽油經(jīng)進油管接頭進入泵室。B.泵油：當偏心輪的偏心部分轉(zhuǎn)離搖臂后，在回位彈簧的作用下，搖臂向下擺動，泵膜在泵膜彈簧的推動下連同內(nèi)搖臂向上運動，泵室容積減小，油壓增大，進油閥關閉，出油閥打開汽油經(jīng)出油管接頭流向化油器。C.泵油量自動調(diào)節(jié)原理：當發(fā)動機的耗油量減少而汽油泵泵油量較多時，化油器浮子的浮力使浮子針閥關閉浮子室進油孔，汽油泵與浮子室間油管油壓升高，多余的汽油留在泵室不能流出。此時雖然搖臂在回位彈簧的作用下繼續(xù)向上擺動，但泵膜彈簧力與泵室油壓作用力相平衡，泵膜不能上拱壓油。當搖臂帶動泵膜泵油時只能上拱到平衡位置，即泵膜實際行程減小。當發(fā)動機的耗油量升高時，浮子室內(nèi)進油針閥打開，油管壓力下降，泵膜上拱泵油行程增大，泵油量增多。D、手動泵油：發(fā)動機起動前，若發(fā)現(xiàn)浮子室無油或儲油不足時，可搖動手搖臂帶動內(nèi)搖臂軸上下移動泵油。注意：在偏心輪的凸起部分頂住外搖臂時，搖動手手動泵搖臂也不能泵油，可搖轉(zhuǎn)曲軸，使偏心輪凸起部分轉(zhuǎn)過外搖臂，再手動泵油。一、空氣濾清器⑴、油浴式（空氣流經(jīng)機油，濾除雜質(zhì)灰塵。越野車）⑵、紙質(zhì)濾芯式⑶、雙級式（螺旋進氣道離心，濾紙過濾）2、分類3、雙級式結(jié)構進氣孔下體出氣口上體紙濾芯接管旋流管旋流管組件通化油器空氣入口紙濾芯外殼濾清器蓋出水口進水口進氣歧管排氣歧管進氣排氣§4.4簡單化油器及可燃混合氣的形成4.喉管：減小空氣流通斷面，提高空氣流速。產(chǎn)生真空度，吸出噴管中的燃油。2.主噴嘴：讓汽油噴入空氣中形成可燃混合氣。5.節(jié)氣門：控制混合氣流量的開關，關閉時留有通氣間隙。1.浮子室：浮子、針閥.保持油面高度，與大氣相通3.量孔：控制汽油精確的出油量，出油量只取決于量孔兩端的壓力差。。1、簡單化油器的結(jié)構轉(zhuǎn)速一定時，節(jié)氣門開度越大，喉部真空度越大，油量越多，功率越大。節(jié)氣門開度一定時，轉(zhuǎn)速越高，功率也越大空氣室混合室主量孔浮子室照片資料2、簡單化油器工作原理及特性（觀看）（1）簡單化油器工作原理：進氣行程中活塞下行，氣缸容積增大，壓力下降，產(chǎn)生吸力，將空氣吸入化油器，流經(jīng)喉管時由于喉管通道狹窄使空氣流速加快，靜壓力最低。喉部壓力小于大氣壓力存在著真空度ΔPh=P0-Ph。浮子室通大氣，其內(nèi)壓力等于P0，浮子室內(nèi)汽油在ΔPh作用下經(jīng)噴管噴入喉管，被喉管處的高速氣流沖散霧化。霧化的汽油在混合室中與空氣混合，經(jīng)進氣管蒸發(fā)形成可燃混合氣進入汽缸。（2）簡單化油器特性①定義：發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定時，可燃混合氣的濃度隨著節(jié)氣門開度的變化的的規(guī)律。簡單化油器特性：隨著節(jié)氣門（負荷）開度增大，簡單化油器提供的混合氣濃度由稀變濃，且混合氣總體上較稀。②簡單化油器特性曲線及分析2）在節(jié)氣門開度到一定值后，才開始有汽油流出，但供混合氣濃度很低，α值很大。3）隨著節(jié)氣門進一步開啟，空氣流量增大，喉部ΔPh逐漸上升汽油開始大量噴出，汽油的增長率大雨空氣流量的增長率，因此，混合氣濃度變高，α值變小。4）當節(jié)氣門開度逐漸增大到全開時，汽油和空氣增長率逐漸接近，可燃混合氣濃度逐漸趨于穩(wěn)定。3、可燃混合氣的形成的工作過程§4.5可燃混合氣成分與發(fā)動機性能的關系一、可燃混合氣成分的表示方法將實際吸入發(fā)動機中的空氣的質(zhì)量與燃料的質(zhì)量比值稱為空燃比。（多為歐美國家采用）1、空燃比2、過量空氣系數(shù)=理論上完全燃燒1kg燃料時所需要的空氣質(zhì)量燃燒1kg燃料實際供給的空氣量二、可燃混合氣成分對發(fā)動機性能的影響：可燃混合氣成分對發(fā)動機性能的影響曲線圖1——燃油消耗率2——功率（1）理論上，對于α=1的標準混合氣而言，所含空氣中的氧正好足以使汽油完全燃燒，但實際上，由于時間和空間條件的限制，汽油細粒和蒸汽不可能及時地與空氣絕對均勻地混合，因此，即使α=1，汽油也不可能完全燃燒，混合氣α>1才有可能完全燃燒。1——燃油消耗率2——功率（2）當α>1時混合氣中，有適量較多的空氣，正好滿足完全燃燒的條件，此混合氣稱為經(jīng)濟混合氣，對于不同的汽油機經(jīng)濟混合氣成分不同，一般在α=1.05～1.15范圍內(nèi)。當α大于或小于1.05～1.15時，ge↑，經(jīng)濟性變壞。1——燃油消耗率2——功率（3）當α=0.88時，Pe最大，因為這種混合氣中汽油含量較多，汽油分子密集，因此，燃燒速度最高，熱量損失最小，因而使得缸內(nèi)平均壓力最高，功率最大，此混合氣稱為功率混合氣。對不同的汽油機來說，功率混合氣一般在α=0.85～0.95之間。1——燃油消耗率2——功率（4）α>1.11的混合氣稱為過稀混合氣，α<0.88的混合氣稱為過濃混合氣，混合氣無論過稀過濃都會使發(fā)動機功率降低Pe↓，耗油率增加ge↑。

（5）混合氣過稀時，燃燒速度慢，熱損失多，造成發(fā)動機溫度過高。嚴重過稀時，燃燒可延續(xù)到進氣過程的開始，火焰將傳到進氣管，以至化油器喉管內(nèi)，引起化油器"回火"并產(chǎn)生拍擊聲。（6）當混合氣稀到α=1.4以上時，混合氣雖然能著火，但火焰無法傳播，導致發(fā)動機熄火，所以α=1.4稱為火焰?zhèn)鞑ハ孪蕖?/p>

1——燃油消耗率2——功率（7）混合氣過濃時，由于燃燒很不完全，產(chǎn)生大量的CO，造成燃燒室積炭，排氣管冒黑煙，甚至廢氣中的一氧化碳可能在排氣管中被高溫廢氣引燃，發(fā)生排氣管“放炮”。（8）混合氣濃到α=0.4以下，可燃混合氣雖然能著火，但火焰無法傳播，發(fā)動機熄火，所以α=0.4稱為火焰?zhèn)鞑ド舷??；旌蠚夥N類功率耗油率性能火焰?zhèn)鞑ド舷?.4--混合氣不燃燒，發(fā)動機不工作過濃混合氣0.43-0.84減小激增燃燒很不完全燃燒室積炭、排氣管冒黑煙，放炮功率混合氣0.88最大增大18%輸出最大功率標準混合氣1.0減小2%增大4%經(jīng)濟混合氣1.11減小8%最小過稀混合氣1.13-1.33顯著減小顯著增大化油器回火和拍擊聲、發(fā)動機過熱、加速性變壞火焰?zhèn)鞑ハ孪?.4混合氣雖能著火，但火焰無法傳播，發(fā)動機熄火4.6、發(fā)動機各工況對可燃混合氣成分的要求

及理想化油器特性（1）車用汽油機工況（負荷和轉(zhuǎn)速）復雜的復雜性：超車、剎車、高速行駛、起步、怠速、滿載爬坡等。負荷可以0→100%，轉(zhuǎn)速可以最低→最高。

（2）不同工況對可燃混合氣成分的要求a.冷起動:α=0.2～0.6、混合氣量少。

特點：①發(fā)動機溫度低，汽油蒸發(fā)困難。②發(fā)動機轉(zhuǎn)速低（50-100r/min)，空氣流速較低，汽油霧化不良。混合氣過稀，無法引燃。要求：供給極濃的混合氣，有足夠的汽油蒸汽。b.怠速:α=0.6～0.8怠速:指發(fā)動機在對外無功率輸出的情況下,以最低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，此時混合氣燃燒后所作的功，只用以克服發(fā)動機的內(nèi)部阻力，使發(fā)動機保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。c.小負荷:α=0.7～0.9量少特點①怠速運轉(zhuǎn)一般為300～900r/min，轉(zhuǎn)速很低，空氣流速也低，使汽油霧化不良。②節(jié)氣門開度很小，吸入可燃混合氣量很少，又受到氣缸內(nèi)殘余廢氣的沖淡，使混合氣的燃燒速度↓，發(fā)動機動力不足。要求：提供較濃的混合氣，α=0.6～0.8。特點：①節(jié)氣門開度較小，進入氣缸內(nèi)的可燃混合氣量較少②殘留廢氣在缸內(nèi)所占的比例相對較多，不利于燃燒。要求：因此必須供給較濃的可燃混合氣。d.中負荷:以經(jīng)濟性為主，α=0.9-1.1，量多。

發(fā)動機大部分工作時間處于中負荷工況，所以經(jīng)濟性要求為主。中負荷時，節(jié)氣門開度中等，故應供給接近于相應耗油率最小的α值的混合氣，主要是α>1的稀混合氣，功率損失不多，節(jié)油效果很顯著。e.全負荷:發(fā)出Pmax，α=0.85～0.95,量多

汽車需要克服很大阻力（如上陡坡）時，駕駛員往往需要將加速踏板踩到底，使節(jié)氣門全開，發(fā)動機在全負荷下工作，顯然要求發(fā)動機能發(fā)出盡可能大的功率，即盡量發(fā)揮其動力性，而經(jīng)濟性要求居次要地位。故要求化油器供給Pemax時的α值f.加速:額外供油。

加速是指負荷猛增的過程，要求混合氣濃而且量要突增，并保證濃度不下降。

特點：①當駕駛員猛踩踏板時，節(jié)氣門開度突然加大，由于汽油慣性>空氣的慣性，導致汽油的流量增加滯后空氣流量增加，使混合氣過稀。②節(jié)氣門急開，進氣管內(nèi)壓力驟然升高，冷空氣來不及預熱，進氣管內(nèi)溫度降低，不利于汽油的蒸發(fā)，造成混合氣過稀。導致發(fā)動機不能實現(xiàn)立即加速，甚至還會發(fā)生熄火。措施：在節(jié)氣門突然開大時，額外增加供油量，及時使混合氣加濃到足夠的程度。綜上出發(fā)動機各工況對混合氣濃度的要求，可得出理想化油器的特性：特性要求：車用汽油機正常運轉(zhuǎn)時，在小負荷、中負荷工況下，化油器要隨著負荷的增加，能供給由濃逐漸變稀的混合氣α↑，當進入大負荷范圍內(nèi)，混合氣又由稀變濃，保證發(fā)動機發(fā)出最大功率。3、理想化油器特性理想化油器特性定義：在一定轉(zhuǎn)速下，汽車發(fā)動機所要求的混合氣成分隨負荷變化的規(guī)律。1.最大功率α值2.最低燃油消耗率α值3.理想化油器特性

簡單化油器與理想化油器特性截然相反，它只能滿足汽油機的某一種工況，而其它工況都不適應,與發(fā)動機實際工作要求相矛盾。

現(xiàn)代化油器在結(jié)構上采用了一系列自動調(diào)配混合氣濃度的裝置，包括主供油系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、怠速系統(tǒng)、大負荷加濃系統(tǒng)（省油器）和加速系統(tǒng)，來保證車用汽油機在各種工況下都能供給適當濃度的可燃混合氣。一、基本結(jié)構主量孔空氣量孔主噴管二、各系統(tǒng)及其工作情況1.引入少量空氣，使汽油泡沫化。2.降低主量空處真空度的增長率，使混合氣由濃變稀?？諝饬靠椎淖饔茫海?）方案：在簡單化油器上加空氣量孔，降低主量孔處真空度。工作原理分析（觀看）

發(fā)動機不工作時P0=P#=P喉，主噴管、油井、浮子室油面等高。（1）開始工作：節(jié)氣門逐漸開大，主噴管噴油，油井油面下降，空氣經(jīng)主空氣量孔流入油井，原因是主量孔節(jié)流，油井出油口大，P0〉P#。當油井油面下降到主量孔處，空氣與汽油混合成泡沫狀，有利于霧化和蒸發(fā)。(2)降低喉管處真空度：由于P0〉P#〉

P喉，此時決定決定主量孔流出的油量不再是ΔP喉=P0-P喉，而是ΔP井=P0-P井，節(jié)氣門開度?，ΔP喉?，ΔP井間接?，ΔP井〈ΔP喉，汽油增加率低于空氣增加率，出油量下降，α?，混合氣變稀。α=0.8-1.1怠速噴口調(diào)整螺釘過渡噴孔油道怠速過渡⑵、結(jié)構：怠速油道、怠速量孔、怠速噴孔、怠速空氣道怠速空氣量孔、過度噴口、怠速調(diào)整螺釘、節(jié)氣門限位螺釘?shù)∷俚∷倏諝獾赖∷俟ぷ鬟^程：怠速時，節(jié)氣門接近關閉，喉管處真空度很小，主供油系統(tǒng)不起作用。但節(jié)氣門后真空度很大，將怠速噴孔設在節(jié)氣門的后，汽油經(jīng)怠速量油道與來自空氣量孔的空氣混合成泡沫乳劑，從怠速噴孔噴出，并受到節(jié)氣門邊緣和過渡噴孔氣流的吹散。怠速調(diào)整螺釘和節(jié)氣門限位螺釘配合可以根據(jù)發(fā)動機具體情況調(diào)節(jié)怠速混合氣成分α。怠速空氣量孔的作用：

①使汽油泡沫化，有利于汽油霧化蒸發(fā)。②降低怠速噴孔處真空度，使怠速供油量得以控制。②防止發(fā)動機怠速后熄火產(chǎn)生的虹吸作用，使汽油自動由浮子室經(jīng)怠速噴口流出。當發(fā)動機由怠速過渡到承受一定負荷時，節(jié)氣門逐漸開啟，怠速噴孔處的真空度迅速降低，噴油量很快減少，而主噴管處真空度又不大，噴油量也不多，這時，混合氣過稀，甚至使發(fā)動機熄火。為此，設置了過渡噴孔。在節(jié)氣門開度稍大時，怠速噴孔處真空度大，與怠速噴孔一起噴油。

過渡噴孔的作用：①節(jié)氣門開大時，與怠速噴孔一起噴油。發(fā)動機工作過渡圓滑，防止α過大，不致發(fā)動機熄火。并起第二空氣量孔的作用。②節(jié)氣門開小時，先由過渡噴孔噴油再由怠速噴孔噴油。搖臂主量孔加濃閥推桿加濃量孔拉桿（2）機械式加濃系統(tǒng)

1）結(jié)構：2）原理

①當節(jié)氣門開啟時，搖臂轉(zhuǎn)動，帶動拉桿和推桿一同向下移動，只是在節(jié)氣門開度達到80～85%時，推桿才開始頂開加濃閥，于是汽油便從浮子室經(jīng)加濃閥和加濃量孔流入主噴管，與主量孔來的汽油匯合，一起由主噴管噴出。使混合氣加濃。②當節(jié)氣門開度減小，拉桿與推桿上移，加濃閥在彈簧作用下關閉。3）機械式加濃系統(tǒng)工作過程活塞空氣缸主量孔加濃閥推桿加濃量孔彈簧工作過程：①中等負荷時，節(jié)氣門開度不大，喉管前壓力接近大氣壓，節(jié)氣門后壓力則比大氣壓小很多，在真空度吸力的作用下，活塞壓縮彈簧處于最上面的位置。加濃閥被彈簧壓緊在進油口上，真空加濃裝置不起作用。

②大負荷或全負荷時，節(jié)氣門開度很大或接近全開，節(jié)氣門后壓力增大，真空度吸力減小，當它小于彈簧的張力時，彈簧推動活塞桿下移，推開加濃閥，汽油便經(jīng)加濃量孔與主量孔來的汽油匯合，一起由主噴管噴出，起加濃作用。搖臂活塞出油閥通氣道加速量孔拉桿進油閥

加速泵腔與浮子室之間裝有進油閥，進油閥在不加速時，在本身重力作用下，經(jīng)常開啟和關閉不嚴。泵腔與加速量孔之間油道中裝有出油閥。出油閥則靠重力經(jīng)常保持關閉，只有在加速時方能開啟。工作工程：①當節(jié)氣門開度減小時，搖臂上移帶動拉桿、連接板、活塞桿及活塞向上移，泵腔內(nèi)產(chǎn)生真空度，汽油經(jīng)進油閥充入泵腔。②當節(jié)氣門緩慢開大時，活塞緩慢下降，泵腔內(nèi)形成的油壓不大，進油閥在自重作用下處于開啟或關閉不嚴狀態(tài)，汽油又經(jīng)進油閥流回浮子室，加速裝置并不起作用。③當節(jié)氣門迅速開大時，活塞下移很快，泵腔油壓迅速增大，使進油閥關閉，同時汽油頂開出油閥從加速量孔噴入喉管內(nèi)，加濃混合氣。

這種加濃作用只是一時的，當節(jié)氣門停止運動后，即使保持的開度很大，加速泵也不再供油。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高后，加速噴管處真空度較高，可能將出油閥吸開而使加速裝置不適時地噴油。為解決這一問題，可以使加速油道經(jīng)通氣道與浮子室相通，使油道中真空度降低。阻風門節(jié)氣門

組成：在喉管前裝阻風門①起動時，關閉阻風門，一方面減少了進入化油器的空氣量，另一方面又提高了阻風門后面空腔的真空度，使得主供油系統(tǒng)和怠速系統(tǒng)都供油，獲得極濃的混合氣易起動。②發(fā)動機熱態(tài)起動時，所需混合氣比冷態(tài)時稀，故只須將阻風門半閉即可。偏置式阻風門通氣管補償氣道閥門補償閥調(diào)節(jié)螺釘雙金屬片油蒸汽加速踏板阻風門拉鈕阻風門拉桿止動支柱節(jié)氣門凸輪名稱性能上吸式進氣管拐彎多、阻力大、進氣流速低、汽油霧化不好，化油器的保養(yǎng)和調(diào)整也不方便。趨于淘汰。下吸式進氣彎道少，進氣阻力較上吸式小，有利于提高氣缸充氣效率和發(fā)動機功率。平吸式進氣阻力小，可使發(fā)動機總體高度尺寸降低。喉管大，增加充氣量，但汽油霧化不良。喉管小，汽油霧化良好，但充氣量減少多重喉管既可以滿足充氣量的需要，又可以使汽油充分霧化主腔副腔雙腔并動式雙腔