第4章 化油器式供给系

第四章汽油机燃料供给系 刘存山 本章内容 概述简单化油器及可燃混合气组成现代化油器构造和工作原理现代化油器其他附属装置燃油供给系的其它装置 4 1概述 1 供给系的作用 将空气与雾化后的汽油充分混合后 形成可燃混合气 提供给发动机并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制 使发动机在各种工况下都能连续 稳定运转 2 供给系组成 汽油供给装置空气供给装置混合气形成装置废气排出装置 3 汽油的性质 1 物理特性 粘度小 流动性好 自润性差2 使用性能指标 蒸发性 能被蒸发的性能 热值 1kg燃料完全燃烧后所产生的热量 标号 标号越高 抗爆性越强 抗爆性 在燃烧中 避免产生爆燃的能力 辛烷值越高 抗爆性越强 桑塔纳轿车汽油供给系示意图 油箱 油管 汽油泵 汽油滤清器 化油器 空气滤清器 油箱 汽油滤清器 汽油泵 化油器 混合 空气滤清器 排气管 排气消声器 在气缸内燃绕 4 供给路线图 下一节 4 2简单化油器与可燃混合气的形成 1 结构 简单化油器的结构 浮子室 针阀 喉部 节气门 油门 工作原理 节气门开度影响喉部真空度 开度越大 真空度越大 喷油量越大 当节气门开度一定时 发动机转速越高 喉部真空度越大 喉部 喉管 浮子 室 节气门 2 可燃混合气的形成的工作过程 喷雾吹散降压冲刷加热涡流 燃油气化方式 3 简单化油器各部分的功能 主喷嘴 让汽油喷入空气中形成可燃混合气 喉管 产生真空度 吸出喷管中的燃油 量孔 控制汽油精确的出油量针阀 控制汽油进入化油器浮子室的开关 节气门 控制混合气流量的开关 关闭时留有通气间隙 4 简单化油器供油特性 简单化油器供油特性 转速一定时 简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度变化的关系 1 节气门微开时 喉管真空度低 所供混合气浓度很低 2 节气门开度逐渐增大 喉管真空度随之增高 混合气浓度变高 3 节气门开度逐渐增大到全开时 可燃混合气成分逐渐趋于稳定 一 简单化油器与可燃混合气的形成浮子机构 包括浮子 针阀及浮子室 喷管 量孔 节气门及带有喉管的通气管 喷管口一般比浮子室液面高出 mm mm可防止发动机不转动时 汽油自行流出 二 可燃混合气成分的表示方法 将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为空燃比 用符号R表示 多为欧美国家采用 空燃比的倒数称为燃空比 用符号 表示 日本等国家常用 1 空燃比 2 燃空比 3 过量空气系数 理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量 燃烧1kg燃料实际供给的空气量 1为标准混合气 1为浓混合气 1为稀混合气 过量空气系数 我国使用空燃比 国外常用 简单化油器的特性曲线 特性曲线 随化油器喉部真空度 即节气门开度 变化而变化的趋势 变化趋势 随着节气门开度加大 空气量和汽油量同时加大 但前者增加小于后者 混合气渐变浓 再继续开大节气门时 两者比率逐渐接近 混合气浓度趋于稳定 实际需要的混合气浓度从经济性考虑是随着节气门加大而减小 简单化油器却相反加大供油量 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 123456789 Ph 10N mm2 混合气成分对发动机性能的影响 过浓 功率下降 0 43 0 85 火焰无法传播 1 3 1 4 火焰传播下限 油耗最低 1 05 1 15 空气量极少 无法燃烧 0 4 燃烧速度快 热损失小 功率最大 但不完全燃烧 油耗大 冒黑烟 排气放炮 0 85 0 95 混合气可以完全燃烧 但燃烧速度慢 功率下降 1 15 汽油完全燃烧 1 实际上 汽油不能完全燃烧 1 理论混合气 发动机性能 混合气浓度 功率最大 功率混合气 浓 油耗最低 经济混合气 稀 发动机五种工况 混合气浓度负荷a怠速0 6 0 8中等负荷0 9 1 1大负荷机械加浓 真空加浓0 8 0 9加速0 8 0 9启动0 2 0 6 最后测量出来各种工况下最佳的混合气浓度 下一节 4 3现代化油器结构 上体 中体 下体 工况 发动机的转速和负荷 分为 怠速 小负荷 中等负荷 大负荷 全负荷 一 实际工况对可燃混合气成分的要求 现代化油器 发动机运转过程中的过渡工况 冷起动 发动机起动时 转速极低 空气流速极慢 气缸内温度低 汽油附着在进气管内壁上 为保证顺利起动 需供给极浓混合气 0 2 0 6 暖机 起动后 发动机温度逐渐上升 直至发动机能进行稳定怠速运转为止 随温度上升而逐渐增大 加速 即节气门突然加大 负荷突然迅速增加的过程 节气门突然开大时 空气量增加大于汽油量增加 短时间内混合气变得很稀 需要额外添加供油量 以保证混合气足够浓 此为理想化油器特性 二 典型化油器结构 上体 中体 下体 1 化油器上体 阻风门 壳体 真空加油浓柱塞 进油口 针阀 2 化油器中体 3 化油器下体 三 现代化油器的工作原理 现代化油器 五大系统 五大系统 主供油系统 怠速系统 加浓系统 加速系统 起动系统 五种工况 现代化油器 主供油系统 功用 保证正常工作时 混合气随节气门开大而逐渐变稀 节气门开度加大时 简单化油器是怎样工作的 起作用工况 除怠速与极小负荷工况 均起作用 方法 降低主量孔处真空度 即引入少量空气到主量孔 现代化油器 怠速系统 组成 怠速喷口 怠速过渡喷孔 怠速调整螺钉 怠速量孔 怠速空气量孔 怠速油道 怠速限止螺钉 功用 保证怠速和小负荷工况时给气缸提供 的少而浓的混合气 以维持发动机最低的稳定转速 发动机从怠速到小负荷要求过渡圆滑 实际经历了以下四个阶段 1 低怠速时 节气门处于怠速喷口和过渡喷孔之间 怠速喷口处的真空度很大 而过渡喷孔起了第二空气量孔和作用 2 高怠速时 节气门逐渐开大 使怠速喷口和过渡喷孔都位于节气门以下 怠速喷口的喷油量逐渐下降 但增加了过渡喷孔的喷油量 使喷油总量增大 发动机转速升高 3 节气门开度再增大 怠速喷口和过渡喷孔处的喷油都在进一步下降 但主供油装置开始喷油 瞬时产生 三孔喷油 的局面 虽怠速喷口和过渡喷孔处的喷油少 但这个补偿是必要的 因为此时 主供油装置喷油少 且喉管处真空度低 空气流速慢 雾化差 不能满足小负荷工况的要求 4 节气门的开度继续增大 进入中小负荷 只有主供油装置喷油 怠速反流 当喉管处的真空度比怠速喷口大得多时 怠速油道将被倒吸 成了主供油装置的第二空气量孔 再一次对主供油装置起校正 补偿 作用 此现象在大负荷时更明显 使得发动机动力不足 故设计时应尽量避免 现代化油器 加浓系统 省油器 机械加浓装置 取决于节气门开度 而与发动机转速无关 真空加浓装置 取决于节气门后真空度 功用 在大负荷和全负荷时进行额外的供油 以满足发动机动力性的要求 也叫 省油器 分类 机械式和真空式 2 真空加浓装置 类型 膜片式和活塞式 主要结构 真空通道 推杆 空气缸 活塞 弹簧 以活塞式为例 如下图 特点 该装置起作用的时刻完全取决于节气门后的真空度 即它不但与节气门开度有关 还与发动机的转速有关 而节气门后真空度与节气门开度之间的关系如下图 加浓起作用的时刻 冬季提前 夏季延迟 调整方法 机械式 改变推杆的长度 变长的早加浓 真空式 改变推杆弹簧的张力 调整推杆 弹簧压缩力大时早加浓 反之迟加浓 功用 汽车在加速或超车时 在突然开大节气门的瞬间 给气缸供入额外的燃油 及时加浓混合气 以满足发动机工作的需要 类型 活塞式和膜片式 主要结构 加速泵缸 活塞 活塞杆 弹簧 连接板 拉杆 进油阀 摇臂 加速量孔 加速油道 以活塞式为例如下图 现代化油器 加速系统 加速泵 工作原理 加速泵 由节气门控制 内有活塞 进油阀和出油阀 节气门开度减小时 活塞上移 汽油进入加速泵 节气门开度加大时 活塞下移 进油阀关出油阀开 汽油从加速喷孔喷出 加速装置必须满足以下条件 第一 供油应及时并能延续一段时间 一般 s s 第二 喷油量先多后少 急加速供油多 慢加速供油少甚至不供油 调整 冬季应出油多 夏季应少 调整方法 以活塞式为例 1 节气门轴与摇臂联接位置离轴心越远 活塞行程越大 出油量越多 2 加速泵杆固定活塞的位置 弹簧越硬则 喷油时刻提早 每次的出油量增多 现代化油器 起动系统 功用 当发动机冷起动时 供给极浓的混合气 结构 阻风门工作系统 主供油系统和怠速系统自动阀 避免起动过程后期 由于转速加大真空度增大而导致混合气过浓 下一节 热怠速补偿阀 作用 防止热怠速污染 降低混合气浓度 4 4现代化油器其他附属装置 节气门回位缓冲器 作用 防止急减速污染装置 减少排气中的有害成分 空气 空气 怠速截止电磁阀 作用 防止续燃现象 在汽车下坡时起一定的节油作用 4 浮子的防振和液面高度调整机构 5 浮子室的通风和平衡式浮子式 为了消除由于空气滤清器对空气的限流而造成混合气过浓 在浮子室与空气室间用一通气管相通 6 蒸汽放出阀 加速踏板 阻风门拉钮 阻风门 拉杆 止动支柱 节气门 凸轮 7 化油器的操纵机构 工作过程的特点是 双套驱动 单向传动 如下图 三 化油器的型式 化油器的分类 1 按喉管气流方向 2 按重叠的喉管数目 喉管大 增加充气量 但汽油雾化不良 喉管小 汽油雾化良好 但充气量减少 多重喉管既可以满足充气量的需要 又可以使汽油充分雾化 3 按空气管腔数目 单腔式 双腔式 四腔式 主腔 副腔 下一节 4 5燃油供给系其它装置 1 汽油供给装置 汽油箱 汽油箱 功用 贮存汽油 加油延伸管 滤网 油面指示表传感器浮子 出油开关 汽油滤清器 加油管 汽油箱支架 汽油箱盖 放油螺栓 轿车汽油箱 快速排气管接口 供油管接口 回油管接口 油面传感器插座 集滤器 浮子 汽油箱盖 作用 密封汽油箱 结构 空气阀 蒸汽阀 油箱盖 空气 蒸汽阀的作用 油箱内液面减低而产生真空时 98kPa 空气阀起作用 外界温度高 油箱内由于汽油蒸汽而压力过大时 120kPa 蒸汽阀起作用 2 空气滤清器 作用 过滤空气中的尘土和沙粒 减少气缸内的零件磨损 延长发动机使用寿命 类型 纸质空气滤清器 广泛采用 3 汽油供给装置 汽油滤清器 作用 过滤汽油中的水分和杂质 类型 纸质滤芯 应用广泛 尼龙布滤芯 聚合粉末塑料 多孔陶瓷式 4 汽油泵 1 功用 将汽油从油箱中吸出 经管路和汽油滤清器 然后泵入化油器浮子式 2 结构 回位弹簧 摇臂 进油口 出油口 泵膜 出油单向阀 进油单向阀 汽油泵 汽油泵实物图 5 汽油供给装置 电动汽油泵 电动汽油泵的作用 将汽油从油箱中吸出 供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油 安装位置 电动汽油泵的安装位置主要有两种 即安装在供油管路中和安装在汽油箱内 但后者应用非常广泛 电动汽油泵通常用固定在油箱上的油泵支架垂直地悬挂在油箱内 组成 主要是由泵体 永磁式直流电动机和壳体三部分组成 另外还装有安全阀和单向阀 1 汽油供给装置 滚柱式电动汽油泵 由壳体 圆柱形滚柱和转子等组成 五个滚柱在转子的槽内可径向滑动 转子与壳体存在一定的偏心转子在直流电